专题突破练(十一)直流电路与交流电路（Word练习）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材 多选版）

专题突破练(十一)　直流电路与交流电路 1．(2021·浙江6月选考)如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足(　　) A．U＝　　　　 B．U＝ C．U＞ D．U＜ D　解析：因虚线是正弦交流电的图像，则该交流电的有效值为U有效＝＝，由题图可知，在任意时刻，实线所代表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则U＜，故D正确。 2．(2020·浙江卷)如图所示，甲乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原副线圈的匝数比为k1，电压表读数为U，乙图中变压器原副线圈的匝数比为k2，电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为(　　) A．k1U，k2I B．k1U， C．，k2I D．， B　解析：根据理想变压器的电压和电流规律：＝k1，＝，解得甲图中高压线电压为U0＝k1U，乙图中高压线电流为I0＝，故B正确。 3．(2021·广东卷)某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是(　　) A．交流电的频率为10 Hz B．副线圈两端电压最大值为3 V C．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关 D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率 B　解析：周期是T＝0.2 s，频率是f＝ ＝5 Hz，故A错误；由理想变压器原理可知＝，解得副线圈两端的最大电压为U2＝ U1＝3 V，故B正确；根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场越强，线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会越大，故C错误；由理想变压器原理可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D错误。 4．(2022·浙江卷)某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15 m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0 kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75 m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220 V，输入电流为2.0 A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则(　　) A．每秒水泵对水做功为75 J B．每秒水泵对水做功为225 J C．水泵输入功率为440 W D．电动机线圈的电阻为10 Ω D　解析：每秒水泵对水做的功等于水的机械能增加量，即W＝ΔE＝mv＋mgH＝300 J，故A、B均错误；水泵输入功率(即电动机输出功率)为P泵入＝＝W＝400 W，故C错误；电动机的输入功率为P电＝440 W，根据能量的转化与守恒，可得P电＝P泵入＋Pr＝P泵入＋I2r，代入数据可得电动机的内阻为r＝10 Ω，故D正确。 5．(2022·福建漳州二模)现代社会是数字化社会，需要把模拟信号转换为数字信号。如图所示，甲图中的正弦式交流电通过乙图数字触发器后会输出丙图的数字信号，丙图中数字信号对应两种电压状态0和2 V，触发器的转换规则是：交流电压数值小于时输出为0，交流电压数值大于等于时输出为2 V。丙图中电压的有效值约为(　　) A．2.0 V B．1.6 V C．1.4 V D．1.3 V B　解析：半个周期内，交流电压数值为时，对应甲图中正弦式交流电的时刻为和T，如图(a)所示。 画出转换后的U­t图像，如图(b)所示，一个周期对应电压为2 V的时间为T，根据有效值定义，有×T＝×T，U1＝2 V，代入数据解得U≈1.63 V。故B正确，A、C、D错误。 6．(2022·河北张家口一模)(多选)如图所示，某学习小组模拟远距离输电，手摇发电机产生e＝10 sin 8πt(V)稳定的交流电。通过升、降压比相同(n1∶n2＝n4∶n3)的两个变压器给三个相同的灯泡供电。若变压器为理想变压器。则(　　) A．闭合开关S1，灯泡L1两端电压为10 V B．闭合开关，通过灯泡电流的频率都为4 Hz C．开关全闭合时，输电线消耗的电功率最大 D．依次闭合开关S1、S2、S3，直至三个开关全部闭合，在此过程中灯泡L1越来越亮 BC　解析：升压变压器原线圈电压有效值为U1＝ V＝10 V，升压变压器和降压变压器匝数比相同，但因输电导线上有电压损失，可知降压变压器的次级电压小于10 V，即闭合开关S1，灯泡L1两端电压小于10 V，A错误；交流电的频率为f＝＝4 Hz，变压器不改变交流电的频率，可知闭合开关，通过灯泡电流的频率都为4 Hz，B正确