• 301.00 KB
  • 2021-06-02 发布

2020年高考物理二轮复习专题四第一讲直流电路与交流电路--课前自测诊断卷含解析

  • 8页
  • 当前文档由用户上传发布,收益归属用户
  1. 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
  4. 网站客服QQ:403074932
第一讲 直流电路与交流电路——课前自测诊断卷 考点一 直流电路的分析与计算 ‎1.[考查闭合电路的分析与计算]‎ ‎[多选]某种小灯泡的UI曲线如图甲所示,三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路,四个电表均为理想电表。现闭合电键S,电压表V1的示数为4.0 V,以下说法正确的是(  )‎ A.电压表V2的示数为1.0 V B.电源的输出功率为3.0 W C.电流表A2的示数为‎0.60 A D.电源的电动势为8 V,内阻为5 Ω 解析:选AB 图中等效电路为灯泡L2与L3并联后与灯泡L1串联,电压表V1的示数为4 V,由UI图像得到其电流为‎0.6 A,根据并联电路特点得另外两个灯泡的电流均为‎0.3 A,再根据UI图像得到灯泡L2与L3并联部分电路的电压为1 V,故电压表V2的示数为1.0 V,电流表A2的示数为‎0.30 A,故选项A正确,C错误;电源路端电压为U=4 V+1 V=5 V,干路电流为I=‎0.6 A,故输出功率为P=UI=5×0.6=3 W,选项B正确;电源路端电压为U=E-Ir,只有一组数据,无法求解电动势和内电阻,故选项D错误。‎ ‎2.[考查闭合电路的动态分析问题]‎ 如图所示电路中,电流表A和电压表V均可视为理想电表。现闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动,下列说法正确的是(  )‎ A.电流表A的示数变小,电压表V的示数变大 B.小灯泡L变亮 C.电容器C上电荷量减少 D.电源的总功率变大 解析:选A 闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动时,变阻器接入电路的电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得知,电路中总电流I减小,则小灯泡L变暗,电流表A的示数变小;电压表的示数U=E-I(RL+r),I减小,其他量不变,则U增大,即电压表V的示数变大,故A正确,B错误。电容器的电压等于变阻器两端的电压,即等于电压表的示数,U增大,由Q=CU,知电容器C上的电荷量增大,故C错误。电源的总功率P=EI,I 8‎ 减小,则电源的总功率变小,故D错误。‎ ‎3.[考查两种UI图像的比较与应用]‎ ‎[多选]如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的UI特性曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是(  )‎ A.电源1与电源2的内阻之比是11∶7‎ B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1‎ C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2‎ D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2‎ 解析:选ABC 路端电压随输出电流变化的特性图线的斜率(绝对值)表示电源内阻,纵截距表示电源电动势,可得,电源1与电源2的内阻之比是11∶7,电动势之比是1∶1,选项A、B正确;电源和小灯泡UI曲线的交点表示小灯泡的工作点,交点的纵、横坐标的乘积表示小灯泡消耗的功率,纵、横坐标的比值表示小灯泡的电阻,可得两种连接状态下,小灯泡的功率之比是1∶2,电阻之比是18∶25,选项C正确,D错误。‎ 考点二 交变电流的产生及描述 ‎4.[考查交变电流的产生]‎ 如图甲所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n=100,线圈的总电阻r=5.0 Ω,线圈位于匀强磁场中,且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=95 Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO′以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是(  )‎ A.线圈匀速转动的角速度为100 rad/s B.线圈中产生感应电动势的最大值为100 V C.线圈中产生感应电动势的有效值为100 V D.线圈中产生感应电流的有效值为 A 8‎ 解析:选D 从乙图可知,线圈转动的周期T=π×10-2 s,角速度ω==200 rad/s,A错误;线圈中电动势最大值Em=nBSω=nΦmω=100×1×10-2×200 V=200 V,B错误;有效值E==100 V,C错误;电流有效值为I== A,D正确。‎ ‎5.[考查交变电流有效值的计算]‎ 如图所示电路,电阻R1与电阻R2阻值相同,都为R,和电阻R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看成零,反向电阻可看成无穷大),在A、B间加一正弦交流电,该正弦交流电电压的瞬时值表达式为u=20sin 100πt(V),则加在R2上的电压有效值为(  )‎ A.10 V        B.20 V C.15 V D.5 V 解析:选D 由二极管的单向导电性可知,二极管导通时,加在R2上的电压为电源电压,时长半个周期,最大值为20 V,二极管截止时,R1、R2串联,则R2上的电压为电源电压的一半,时长半个周期,最大值为10 V。由有效值的定义·T=·+·,可得加在R2上的电压有效值为U=5 V,选项D正确。‎ ‎6.[考查交变电流的“四值”比较]‎ ‎[多选]小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示。不计线圈的电阻。下列说法正确的是(  )‎ A.产生的感应电动势瞬时值表达式为e=20sin 8πt(V)‎ B.若与一个R=10 Ω的电阻构成闭合回路,交变电流的有效值为 A C.若将此电动势加在电容为C=1 μF的电容器上,则该电容器的耐压值应不小于10 V D.若该交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动的速度增大到原来的2倍,则产生的交变电流的电动势的最大值增大为40 V 解析:选BD 由题图可知,交变电流的电动势最大值Em=20 V,周期为T=0.25 s,线圈转动的角速度ω==8π rad/s,感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsin ωt=20sin 8πt(V),选项A错误;正弦式交变电流的电动势的有效值为E==10 V,由闭合电路欧姆定律得交变电流的有效值为I== A,选项B正确;电容器的耐压值应不小于电动势最大值20 V,选项C错误;由交变电流的电动势最大值表达式Em=NBSω可知,电动势的最大值增大为40 V,选项D正确。‎ 8‎ ‎7.[考查交变电流“四值”的应用]‎ ‎(2019·昆明质检)如图甲所示,一定值电阻R与一理想交流电流表串联,且通过电刷与匝数为N、面积为S、阻值为r的正方形线框相连接,正方形线框处在水平向右的磁感应强度大小为B的匀强磁场中,现使线框绕中心轴线OO′以恒定的角速度ω转动。从某时刻开始计时,线框中产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示。则(  )‎ A.0~t1时间内,穿过线框的磁通量的变化量大小为NBS B.t1~t2时间内流过定值电阻的电荷量为 C.t5时刻穿过线框的磁通量的变化率为NBSω D.t5时刻理想交流电流表的读数为 解析:选D 由题图甲、乙可知,0时刻穿过线框的磁通量大小为BS,t1时刻穿过线框的磁通量大小为0,因此0~t1时间内穿过线框的磁通量的变化量大小为BS,故A项错误。t1~t2时间内磁通量的变化量大小为BS,则平均电动势=,通过电阻R的电荷量q=·Δt=·Δt=,故B项错误。t5时刻线框中产生的感应电动势Em=NBSω,由法拉第电磁感应定律E=N可知:t5时刻穿过线框的磁通量的变化率=BSω,故C项错误。理想交流电流表的读数为交流电的有效值,则I==,故D项正确。‎ 考点三 理想变压器的规律及应用 ‎8.[考查理想变压器的规律应用]‎ ‎(2019·眉山模拟)如图甲所示电路,规格相同的小灯泡a、b、c额定电功率都是6 W,在电路输入端接图乙所示的正弦式交流电,小灯泡均正常发光。电表都是理想电表,变压器是理想变压器。则(  )‎ 8‎ A.小灯泡额定电流是‎0.5 A B.电压表的示数为36 V C.小灯泡额定电压是24 V D.电流表的示数为‎2 A 解析:选A 设小灯泡正常发光时通过小灯泡电流为I,则流过原线圈的电流为I,流过副线圈的电流为2I,根据=可得原、副线圈的匝数之比==;根据输入端交变电压u的图像,可知电压有效值为36 V,设灯泡两端电压为U,所以U+2U=36 V,则U=12 V,因此原线圈电压为24 V,电压表的示数为24 V,根据P=UI可得小灯泡额定电流是I== A=‎0.5 A,电流表的示数为2I=‎1 A,故选项A正确,B、C、D错误。‎ ‎9.[考查负载变化引起的动态分析问题]‎ 如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u=311sin 314t(V)的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2为负向半导体热敏材料制成的传感器,电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流;电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻。当传感器R2所在处出现火警时,以下说法中正确的是(  )‎ A.V1的示数增大,V2的示数增大 B.V1的示数不变,V2的示数减小 C.A1的示数不变,A2的示数增大 D.A1的示数增大,A2的示数增大 解析:选B 当传感器R2所在处出现火情时,R2的电阻减小,导致电路的总电阻减小,所以电路中的总电流将会增加,A1测量的是原线圈中的总的电流,由于副线圈的电流增大了,所以原线圈的电流A1示数也要增加;由于电源的电压不变,原副线圈的电压也不变,所以V1的示数不变,由于副线圈中电流增大,R3的电压变大,所以V2的示数要减小,即R1的电压也要减小,所以A2的示数要减小,所以B正确,A、C、D错误。‎ ‎10.[考查原、副线圈匝数比变化引起的动态分析问题]‎ 8‎ 如图甲所示,理想变压器原线圈的匝数n1、副线圈的匝数n2均可调节。原线圈两端接如图乙所示的正弦式交流电,副线圈接负载电阻R和理想交流电流表A,下列说法正确的是(  )‎ A.增大n1,其他条件不变,变压器的输出电压变大 B.增大n2,其他条件不变,电流表的示数变小 C.增大R,其他条件不变,变压器的输入功率变大 D.原线圈所接交流电电压的瞬时值表达式u=220·sin 100πt(V)‎ 解析:选D 根据电压与匝数成正比,增大n1,其他条件不变,变压器的输出电压减小,故A错误;增大n2,其他条件不变,变压器的输出电压增大,根据欧姆定律可知,电流表的示数变大,故B错误;增大R,其他条件不变,则输出功率P=减小,变压器的输入功率等于输出功率,也减小,故C错误;根据图乙知原线圈所接交流电的瞬时值表达式u=220sin 100πt(V),故D正确。‎ ‎11.[考查原线圈接有负载的变压器电路的分析]‎ ‎[多选]如图所示,理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡,若四个灯泡恰好都能正常发光,则下列说法正确的是(  )‎ A.U1∶U2=4∶3‎ B.U1∶U2=2∶1‎ C.若将L1短路,则副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的倍 D.若将L2短路,则副线圈的两个灯泡仍能正常发光 解析:选AC 设灯泡的额定电压为U,额定电流为I,则副线圈电压为3U,电流为I,原线圈的灯泡正常发光,电流也为I,所以原副线圈的匝数比为1∶1,原线圈两端电压为3U,所以U1∶U2=4∶3,A正确,B错误;若将L1短路,则原线圈的电压增大为4U,则副线圈两端电压增大为4U,每个灯泡两端电压为,变为额定电压的倍,C正确;若将L2短路,设灯泡电阻为R,副线圈的电流为I,则原线圈的电流也为I,由U1=IR+2IR=4U,可得IR=>U,不能正常发光,D错误。‎ 8‎ 考点四 远距离输电问题 ‎12.[考查计算输电线路的功率损耗问题]‎ ‎[多选]在远距离输电时,输送的电功率为P,输电电压为U,所用输电导线的电阻率为ρ,横截面积为S,两地的距离为L,输电线上损耗的电功率为P1,用户得到的电功率为P2。下列关于P1和P2的表达式中正确的是(  )‎ A.P2=P B.P2=P- C.P1= D.P1= 解析:选AC 输电线上的电流I=,输电导线的电阻R=ρ,输电线上损耗的电功率P1=I2R=,用户得到的电功率P2=P-P1=P,选项A、C正确。‎ ‎13.[考查输送电压一定的远距离输电问题]‎ 如图为远距离输电示意图,n1、n2和n3、n4分别是升、降压变压器的原、副线圈匝数,已知发电机的输出电压一定。用电高峰时,某同学发现当他家的大功率电器开启后,家中的白炽灯变暗。下列说法正确的是(  )‎ A.该同学家开启大功率电器后,输电线上损失的功率减小 B.若减小降压变压器原线圈n3的匝数,可能会使白炽灯正常发光 C.若减小降压变压器副线圈n4的匝数,可能会使白炽灯正常发光 D.若减小升压变压器副线圈n2的匝数,可能会使白炽灯正常发光 解析:选B 用电高峰时,开启大功率电器,用户用电的总功率增加,升压变压器和降压变压器的原、副线圈电流都要增加,输电线上功率损失P损=I22R增大,故A错误;若减小降压变压器原线圈n3的匝数,根据=可知U4增大,根据P=可知可能会使白炽灯正常发光,故B正确;若减小降压变压器副线圈n4的匝数,则U4减小,白炽灯更暗,故C错误;若减小升压变压器副线圈n2的匝数,根据=可知U2减小,则U3、U4都将减小,白炽灯更暗,故D错误。‎ ‎14.[考查输送功率一定的远距离输电问题]‎ ‎[多选](2019·邯郸二模)如图所示为某小型电站高压输电示意图,变压器均为理想变压器,发电机输出功率为20 kW。在输电线路上接入一个电流互感器,其原、副线圈的匝数比为1∶10,电流表的示数为‎1 A,输电线的总电阻为10 Ω,则下列说法正确的是(  )‎ 8‎ A.采用高压输电可以增大输电线中的电流 B.升压变压器的输出电压U2=2 000 V C.用户获得的功率为19 kW D.将P下移,用户获得的电压将增大 解析:选BC 根据高压输电原理,提高输电电压,输电电流减小,A错误;根据电流互感器的原理,输电电流:I2=×‎1 A=‎10 A,升压变压器的输出电压:U2== V=2 000 V,B正确;输电线上的功率损失:P损=I22R=102×10 W=1 kW,用户获得的功率为:P用=P-P损=20 kW-1 kW=19 kW,C正确;将P下移,降压变压器原线圈匝数增加,根据变压器的变压规律,副线圈的电压减小,用户获得的电压将减小,D错误。‎ 8‎