专题11+恒定电流与交变电流（仿真押题）-2019年高考物理命题猜想与仿真押题 19页

‎1.(多选)如图2所示，A为巨磁电阻，当它周围的磁场增强时，其阻值增大；C为电容器.当有磁铁靠近A时，下列说法正确的有(　　)‎ 图2‎ A.电流表的示数减小 B.电容器C的电荷量增大 C.电压表的示数变小 D.电源内部消耗的功率变大 答案　AB ‎2.图4为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2.在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为(　　)‎ 图4‎ A.() B.() C.4()2()2r D.4()2()2r 答案　C 解析　输入电压为：U1＝，由＝得：U2＝，又由P＝I2U2，输电线上损失的电功率为：Pr＝I·2r＝4()2()2r，C对.‎ ‎3.(多选)在如图6所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是(　　)‎ 图6‎ A.灯泡L变亮 B.电压表读数变大 C.电容器C上电荷量减少 D.电流表读数变小 答案　BD ‎4.(多选)汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图8为汽车启动原理图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A；电动机启动时电流表读数为58A.若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电动机内阻为0.02Ω，电流表内阻不计，则电动机启动时(　　)‎ 图8‎ A.车灯的电压为9.6V B.通过电动机的电流为48A C.电动机的功率为50W D.电动机输出的机械功率为430W 答案　AD 解析　当电动机未启动时，此时U外1＝E－I1r＝12.5V－10×0.05V＝12V 则车灯的电阻为：R＝＝Ω＝1.2Ω 当电动机启动后：U外2＝E－I2r＝12.5V－58×0.05V＝9.6V，由于电动机和车灯并联，故车灯的电压为9.6V，即选项A正确；则此时通过车灯的电流为I灯1＝＝8A，故通过电动机的电流为I机＝58A－8A＝‎ ‎50A，故选项B错误；此时电动机的功率为：P＝I机U外2＝50×9.6W＝480W，故选项C错误；此时电动机输出的机械功率为：P出＝P－Ir机＝430W，故选项D正确.‎ ‎5.如图9所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A.下列说法正确的是(　　)‎ 图9‎ A.线圈消耗的电功率为1W B.线圈中感应电流的有效值为2A C.任意时刻线圈中的感应电动势为e＝2cost D.任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝sint 答案　D ‎6.如图10所示，矩形闭合导线框ABCD处于可视为水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接有一只“11V,33W”的灯泡.当灯泡正常发光时，变压器输入电压u＝33cos (10πt) V.下列说法正确的是(　　)‎ 图10‎ A.图示位置可能是计时起点 B.图示位置线框中产生的磁通量变化率最小 C.变压器原、副线圈匝数之比为3∶1‎ D.通过电流表A的电流为A 答案　B 解析　根据瞬时值表达式可知，线框转动的计时起点是线框平面与磁感线平行的位置，不是图示的位置，选项A错误；图示位置线框中的磁通量最大，磁通量的变化率最小，选项B正确；变压器原线圈的电压有效值为33V，副线圈电压为11V，根据＝，则变压器原、副线圈匝数之比为3∶1，选项C错误；根据输出功率与输入功率相等可知，通过电流表A的电流为I＝＝A＝1A，选项D错误.‎ ‎7.(多选)如图11所示，图线①表示某电池组的输出电压－电流关系，图线②表示其输出功率－电流关系.根据图线可以求出(　　)‎ 图11‎ A.电源电动势 B.电源内阻 C.电池组的输出电压为45V时输出功率为100W D.电池组的输出功率为120W时，电路消耗的总功率为200W 答案　ABD ‎8.如图12所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶5，原线圈接u1＝110sin (100πt) V的交流电，电阻R1＝R2＝25Ω，D为理想二极管，则(　　)‎ 图12‎ A.通过电阻R1的电流为2A B.二极管的反向耐压值应大于550V C.原线圈的输入功率为200W D.通过原线圈的电流为A 答案　B ‎9．现用电压为380 V的正弦式交流电给额定电压为220 V的电灯供电，以下电路中可能使电灯正常发光的有(　　)‎ 解析　由图可知，A、B选项中均有电阻分压，可以使电灯正常发光；C选项为降压变压器，通过变压器降压也可以使电灯正常发光；D选项为升压变压器，电灯两端的电压要大于380 V，不可行．‎ 答案　ABC ‎10．如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有(　　)‎ A．U2减小，U4变大 B．U2不变，U3变小 C．P1变小，P2变小 D．P2变大，P3变大 答案　BD ‎11．图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW.下列说法中正确的有(　　)‎ A．用户端交流电的频率为50 Hz B．用户端电压为250 V C．输电线中的电流为30 A D．输电线路损耗功率为180 kW 解析　变压器不改变交流电的频率，A项正确，因输电线路上有电压损失，故用户端电压小于250 V，B项错误，由P＝UI得I1＝＝3 000 A，则输电线路中的电流I2＝I1＝30 A，C项正确，输电线路损耗功率为P损＝I2R线＝302×100 W＝90 kW，D项错．‎ 答案　AC ‎12.如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，两平行金属板间有匀强磁场．开关S闭合后，当滑动变阻器滑片位于图示位置时，一带电粒子恰好以速度v匀速穿过两板．若不计重力，以下说法正确的是(　　)‎ A．如果将开关断开，粒子将继续沿直线运动 B．保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子可能向上偏转 C．保持开关闭合，将滑片P向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出 D．保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出 答案　BCD ‎13．(多选)如图所示，电流表A1(0～3A)和A2(0～0.6A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是(　　)‎ A．A1、A2的读数之比为1∶1‎ B．A1、A2的读数之比为5∶1‎ C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1‎ D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5‎ ‎【答案】BC　‎ ‎【解析】电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，都是并联电阻，在题图中两电流计也是并联的，所以C正确；它们的量程之比为5∶1，即总电阻之比为1∶5，所以并联时读数之比5∶1，所以B正确．‎ ‎14．如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机．小灯泡L上标有“6V　12W”字样，电动机的线圈电阻RM＝0.50Ω.若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12V，此时(　　)‎ A．整个电路消耗的电功率为24W B．电动机的热功率为12W C．电动机的输出功率为12W D．电动机的输入功率为12W ‎【答案】D　‎ ‎15．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是(　　)‎ A．从t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零 B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为 C．t4时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为E0‎ D．t1时刻电阻R的发热功率为 ‎【答案】D　‎ ‎【解析】由于磁通量是双向标量，在t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零，为ΔΦ1＝2BS，故A错误；通过电阻的电荷量Q＝，所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量Q＝＝，故B错误；由于产生的电动势最大，所以磁通量时间图象中，在电动势最大时，线圈中磁通量的变化率最大，即E0＝nk，所以k＝，故C错误；求功率时需用有效值，所以E＝，所以电流I＝，R的发热功率为P＝，故D正确．‎ ‎16．将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R，让它在磁感应强度为B ‎，方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN匀速转动．导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P、电阻为r的小灯泡并正常发光．电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，则下列说法正确的是(　　)‎ A．半圆形硬导线的转速 B．半圆形硬导线的转速 C．半圆形硬导线从图示位置转90°通过小灯泡的电荷量为 D．半圆形硬导线从图示位置转90°过程中通过小灯泡的电荷量为0‎ ‎【答案】A ‎ ‎17．(多选)海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示．浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R＝15Ω的灯泡相连，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分)，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N＝200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B＝0.2T，线圈直径D＝0.4m，电阻r＝1Ω.取重力加速度g＝10m/s2，π2≈10.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v＝0.4πsin (πt) m/s.则下列说法正确的是(　　)‎ A．波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e＝16sin (πt) V B．灯泡中电流i的瞬时表达式为i＝4sin (πt) A C．灯泡的电功率为120W D．灯泡两端电压的有效值为V ‎【答案】BC　‎ ‎18.图4甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′(OO′沿水平方向)匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R＝10Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数为10V.图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图象.则(　　)‎ 图4‎ A.此交流发电机的电动势平均值为10V B.t＝0.02s时R两端的电压瞬时值为零 C.R两端的电压u随时间t变化的规律是 u＝10cos (100πt) V D.当ab边速度方向向上时，它所受安培力的方向也向上 解析　矩形线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，产生正弦交流电，外电阻R＝10Ω，电压表示数10V，说明＝10V即Em＝10V.根据题图乙t＝0时磁通量等于0可判断t＝0时R两端的电压最大，所以R 两端的电压随时间变化的规律为u＝10cosωt＝10cos(100πt) V，选项C对.t＝0.02s代入电动势的表达式，此刻u＝10V，选项B错.根据楞次定律，感应电流总是阻碍线圈的转动，所以当ab边速度方向向上时，它所受安培力的方向向下，选项D错.电动势平均值为磁通量和时间的比值，而该比值最大为Em＝10V，所以平均值一定比Em＝10V小，选项A错.‎ 答案　C ‎19.如图5所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为I，下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A.线框中感应电流的有效值为2I B.线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为 C.从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为 D.线框转一周的过程中，产生的热量为 答案　BC ‎20.如图6甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比.某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则(　　)‎ 图6‎ A.电流的表达式为i＝0.6sin (10πt) A B.磁铁的转速为10r/s C.风速加倍时电流的表达式为i＝1.2sin (10πt) A D.风速加倍时线圈中电流的有效值为1.2A 答案　A ‎21．如图所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是(　　)‎ A．这是一个升压变压器 B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多 C．当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出直流电压12 V D．当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小 解析：根据铭牌信息，输入电压为220 V，输出电压为12 V，这是一个降压变压器，原线圈的匝数比副线圈的匝数多，选项A错误，B正确；当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出交流电压12 V，选项C错误；当原线圈输入交流电压220‎ ‎ V、副线圈接负载时，根据变压器功率关系，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误．‎ 答案：B ‎22.在如图所示的电路中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动，则下列说法正确的是(　　)‎ A．灯泡L变暗 B．电源内部消耗的功率先变大后变小 C．电容器C上的电荷量增加 D．流过R1的电流方向由左向右 答案：D ‎23.某交流发电机产生的感应电动势随时间变化的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．t＝0时刻发电机的转动线圈位于中性面 B．在1 s内发电机的线圈绕轴转动50圈 C．将此交流电接到匝数比是1∶10的升压变压器上，副线圈的电压有效值为2 200 V D．将此交流电与耐压值是220 V的电容器相连，电容器不会被击穿 解析：由题图知t＝0时刻，感应电动势最大，线圈位于与中性面垂直的平面，选项A错误；交流电的周期是0.02 s，一个周期内线圈转动1圈，1 s内有50个周期，所以线圈转动50圈，选项B正确；原线圈电压的有效值U1＝＝220 V，由＝可得，副线圈电压的有效值为2 200 V，选项C错误；此交流电电压的最大值为220 V，大于220 V，所以耐压值为220 V的电容器会被击穿，选项D错误．‎ 答案：B ‎24.如图所示，电阻不计的单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的交流电压瞬时值表达式为u＝100cos 100πt(V)．下列说法正确的是(　　)‎ A．当线圈平面与磁感线平行时，磁通量变化率最大 B．该交流电压的频率为100 Hz C．穿过线圈的磁通量最大值是 Wb D．用理想电压表测量该电压，其示数约为141 V 答案：A ‎25．如图所示，电阻不计的金属导轨PQ、MN水平平行放置，间距为L，导轨的P、M端接到匝数比为n1∶n2＝1∶2的理想变压器的原线圈两端，变压器的副线圈接有阻值为R的电阻．在两导轨间x≥0区域有垂直导轨平面的磁场，磁场的磁感应强度B＝B0sin 2kπx(T)，一阻值不计的导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好．开始时导体棒处于x＝0处，从t＝0时刻起，导体棒ab在沿x正方向的力F作用下做速度为v的匀速运动，则(　　)‎ A．导体棒ab中产生的交变电流的频率为kv B．交流电压表的示数为2B0Lv C．交流电流表的示数为 D．在t时间内力F做的功为 解析：导体棒ab切割磁感线，产生的感应电动势E＝BLv＝B0Lvsin 2kπvt(V)，则产生的交变电流的频率为kv，A正确；由E＝B0Lvsin 2kπvt(V)可知，原线圈所加交变电压的有效值为U1＝，由＝得U2＝B0Lv ‎，B错误；因U2＝B0Lv，I2＝，由＝得I1＝，C错误；依据能量守恒定律，得WF＝QR＝IRt＝，D正确．‎ 答案：AD ‎26.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则(　　)‎ A．U＝66 V，k＝　　　　 B.U＝22 V，k＝ C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝ 答案：A ‎27．如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交变电流的电压随时间变化的图象如图乙所示，经原、副线圈匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电如图丙所示，灯泡的额定功率为22 W．闭合开关后，灯泡正常发光，下列说法正确的是(　　)‎ A．t＝0.01 s时穿过线框的磁通量为零 B．变压器原线圈中电流表示数为‎1 A C．交流发电机的转速为100 r/s D．灯泡的额定电压为220 V 答案：B ‎28．如图所示，L1、L2、L3为三只完全相同的小灯泡，其中L1接在理想变压器的原线圈上，L2、L3并联在副线圈两端，三只灯泡均正常发光．已知输入端电压为U，则(　　)‎ A．理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2‎ B．理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1‎ C．小灯泡额定电压为 D．小灯泡额定电压为 解析：设每只小灯泡的额定电流为I，因并联在副线圈两端的两只小灯泡均正常发光，所以副线圈中的总电流为2I，原、副线圈电流之比为1∶2，所以原、副线圈的匝数之比为2∶1，则有原、副线圈两端的电压之比为2∶1，故B正确，A错误；设小灯泡的额定电压为U1，则有副线圈电压为U1，所以原线圈电压为2U1，又因为原线圈与灯泡串联，所以U＝2U1＋U1，解得U1＝，故D正确，C错误．‎ 答案：BD ‎29．某温度检测、光电控制加热装置原理图如图所示．图中RT 为热敏电阻(随温度升高，阻值减小)，用来探测加热电阻丝R的温度，RG为光敏电阻(随光照强度增大，阻值减小)，接收小灯泡L的光照，除RT、RG外，其他电阻均为定值电阻．当R处温度升高时(　　)‎ A．L变亮 B．流过R3的电流减小 C．E2的路端电压增大 D．R的功率减小 答案：AD ‎30．如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头P调节．RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小．下列说法正确的有(　　)‎ A．P向下滑动时，电压表读数变大 B．P向下滑动时，电流表读数变小 C．若环境温度升高，变压器的输入功率变大 D．若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小 解析：根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，电压表读数变小，选项A错误；根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，副线圈电流减小，输出功率变小，根据输入功率等于输出功率可知，原线圈电流也减小，所以电流表读数变小，选项B正确；当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，变压器的输出功率变大，变压器的输入功率也变大，选项C正确；当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，根据P＝I2R可知灯泡消耗的功率变大，选项D错误．‎ 答案：BC ‎31．如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n1＝200匝，副线圈匝数n2‎ ‎＝100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125 Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是(　　)‎ A．通过电阻的交流电频率为50 Hz B．电压表的示数为250 V C．电流表的示数为‎0.25 A D．每个电阻R两端电压最大值为125 V 答案：AC ‎32．如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器的原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光．从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是(　　)‎ A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大 B．灯泡中的电流方向每秒改变次 C．线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsin ωt D．变压器原、副线圈匝数之比为 答案：CD ‎33.如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝1∶10，在T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2r＝2 Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3∶n4＝10∶1.若T2的用电设备两端的电压为U4＝200 V，用电设备消耗的电功率为10 kW，不考虑其他因素的影响，则(　　)‎ A．T1的副线圈两端电压的最大值为2 010 V B．T2的原线圈两端的电压为2 000 V C．输电线上损失的电功率为50 W D．T1的原线圈输入的电功率为10.1 kW 解析：因为用电设备消耗的电功率为10 kW，T2副线圈两端的电压为U4＝200 V，则流过T2副线圈的电流为I4＝＝＝50 A，由变压器原、副线圈的电流与线圈匝数的关系＝，可得I3＝5 A，由＝，可知T2原线圈两端的电压为U3＝2 000 V，B正确；输电线的电阻分得的电压为U线＝I3·2r＝5×2 V＝10 V，所以T1副线圈两端的电压为U2＝U3＋U线＝(2 000＋10)V＝2 010 V，其最大值为U2m＝2 010 V，A正确；输电线上损失的电功率为P损＝I·2r＝50 W，C正确；由能量守恒定律可知T1副线圈的输出功率为P出＝(10 000＋50)W＝10 050 W，因此T1原线圈的输入功率为10 050 W，D错误．‎ 答案：ABC