第1部分 专题4 第11讲 直流电路与交流电路（word练习）-【创新教程】2025年高考物理大二轮专题增分方案

(建议用时：40分钟) [A组　基础达标练] 1．(2024·浙江联考)如图所示，某扫地机器人电池容量为9 000 mA·h，额定电压为8 V，额定功率为24 W，为延长锂电池寿命，当剩余电量为总容量的20%时就需要充电，则下列说法正确的是(　　) A．扫地机器人正常工作时的电流为 A B．扫地机器人的电阻为 Ω C．扫地机器人充满电后最长工作时间约为2.4 h D．扫地机器人充满电后最长工作时间内消耗的电能约为30 W·h 解析：C　[扫地机器人正常工作时的电流为I＝＝ A＝3 A，A错误；扫地机器人是非纯电阻用电器，根据题中条件无法计算扫地机器人的电阻，B错误；根据题意有q＝9 000 mA·h＝9 A·h，扫地机器人充满电后最长工作时间约为t＝×80%＝×0.8 h＝2.4 h，C正确；扫地机器人充满电后最长工作时间内消耗的电能约为 E电＝Uq×80%＝57.6 W·h，D错误．] 2．(2024·天津高三校联考)如图所示的温控电路，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高，电阻越小)，C为击穿电压足够大的平行板电容器，当环境温度降低时(　　 ) A．电容器所带电荷量减小 B．电容器两极板间的电场强度将会增大 C．电压表的读数减小 D．R1消耗的功率增大 解析：　B　[当环境温度降低时，R2阻值变大，总电阻变大，总电流减小，内阻r上的电压减小，路端电压变大，即电压表读数变大；R2两端电压变大，电容器两板电压变大，根据Q＝CU可知，电容器带电荷量变大；根据E＝，可知电容器两极板间的电场强度将会增大；根据P＝I2R，总电流I减小，可知R1消耗的功率减小，故选项A、C、D错误，B正确．] 3．(2024·湖北卷)在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍．假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大．闭合开关S，灯泡L1、L2的电功率之比P1∶P2为(　　 ) A．2∶1　 B．1∶1　　C．1∶2　　D．1∶4 解析：C　[两个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，二极管导通则短路并联的灯泡，此时另一个灯泡与电源串联，根据电路图可知在一个完整的周期内，两个灯泡有电流通过的时间相等都为半个周期，电压有效值相等，则根据P＝， 可知P1∶P2＝RL2∶RL1＝1∶2.] 4．(多选)(2024·四川统考二模)如图甲所示，为一台小型发电机的示意图，单匝线圈匀速转动，产生的电动势e随时间t的变化规律如图乙所示．已知发电机线圈内阻为0.2 Ω，小灯泡的电阻恒为0.8 Ω.则(　　 ) A．理想电压表的示数U＝6 V B．线圈转动的角速度ω＝100 π rad/s C．转动过程中穿过线圈的最大磁通量Φm＝ Wb D．通过灯泡电流的瞬时表达式为i＝6sin 100πt A 解析：BD　[由题图乙可知线圈输出电压的有效值为U有效＝＝6 V，理想电压表测的是小灯泡两端电压，示数为U＝×0.8 V＝4.8 V，A错误；由题图乙可知交流电的周期为T＝0.02 s，所以线圈转动的角速度为 ω＝＝100 π rad/s，B正确；单匝线圈转动时产生的电动势最大值为em＝BSω＝Φm·ω，可得转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Φm＝＝ Wb＝ Wb，C错误；感应电动势的瞬时表达式为e＝Emsin ωt＝6sin 100 πt V，故通过灯泡电流的瞬时表达式为i＝＝ A＝6sin 100 πt A，D正确．] 5.(2024·陕西咸阳市一模)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1是光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，R2是定值电阻，C是平行板电容器，V1、V2都是理想电压表．闭合开关S后，电容器中的带电小球处于静止状态．在光照强度增大的过程中，分别用ΔU1、ΔU2表示电压表V1和电压表V2示数变化的绝对值，且ΔU1＜ΔU2，则下列说法正确的是(　　) A．V1的示数增大，V2的示数减小 B．V1的示数减小，V2的示数增大 C．带电小球仍处于静止状态 D．带电小球向上运动 解析：B　[在光照强度增大的过程中，R1的阻值减小，电路总电阻减小，总电流增大，则R2的电压增大，V2的示数增大．内电压和R2的电压增大，则路端电压减小，V1的示数减小，R1的电压减小，故A错误，B正确；R1的电压减小，则电容器板间电压减小，板间电场强度减小，带电小球受到的静电力减小，则带电小球向下运动，故C、D错误．] 6．(2024·辽宁辽阳市二模)在如图所示的电路中，a、b两端接入有效值恒定的正弦交变电流，调节滑动触头P可改变变压器原线圈的匝数．开关S处于断开状态，灯泡L1正常发光．下列说法正确的是(　　) A．将P向上移动，通过L1的电流的频率变大 B．将P向上移动，L1变亮 C．闭合开关S，L1可能会烧掉 D．闭合开关S，将P向下移动，L1可能正常发光 解析：D　[将P向上移动，通过L1的电流的频率保持不变，故A错误；将P向上移动，原线圈的匝数n1变大，副线圈匝数不变，输入电压U1不变，根据U2＝U1，可知副线圈输出电压U2变小，L1两端电压减小，L1变暗，故B错误；闭合开关S，副线圈总电阻减小，副线圈输出电流增大，则定值电阻R两端电压增大，L1两端电压减小，L1不会烧掉，故C错误；将P向下移动，原线圈的匝数变小，根据U2＝U1，可知副线圈输出电压U2变大；闭合开关S，副线圈电路中的总电阻减小，副线圈输出电流增大，定值电阻R两端电压增大，由于U2也变大，则L1两端电压可能不变，L1可能正常发光，故D正确．] 7．(2024·内蒙古呼和浩特市二模)如图甲所示，在匀强磁场中，两个匝数相同的正方形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交流电动势e随时间t变化的图像如图乙中曲线a、b所示，则(　　) A．t＝0时刻，两线圈均处于垂直于中性面的位置 B．a、b对应的线圈转速之比为2∶3 C．a、b对应的两线圈面积之比为1∶1 D．若只改变两线圈的形状(匝数不变)，则两线圈电动势的有效值之比一定不变 解析：C　[t＝0时刻，两线圈感应电动势均为零，故两线圈均处于中性面的位置，选项A错误；由图线可知，两线圈的周期之比Ta∶Tb＝2∶3；故根据n＝可知a、b对应的线圈转速之比为3∶2，选项B错误；根据Em＝NBSω，＝＝，＝＝；则＝＝，选项C正确；若只改变两线圈的形状(匝数不变)，则两线圈的面积要变化，故感应电动势的最大值要变化，电动势的有效值之比一定变化，选项D错误．] 8．(2024·湖南衡阳市高三模拟)如图所示，匝数n＝50的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝ T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.4 m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝100 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈端接入三个阻值相等的电阻，当开关S断开时电压表读数为20 V．则(　　) A．如图所示时刻，穿过线框ABCD的磁通量变化率最大 B．变压器原、副线圈匝数比为10∶1 C．原线圈两端电压的有效值为200 V D．闭合开关后，电压表示数变小 解析：B　[题图所示时刻，穿过线框ABCD的磁通量最大，磁通量变化率最小，故A错误；线框产生感应电动势的峰值为Em＝nBSω＝200 V，则有效值为E＝＝200 V，由于线框电阻不计，则理想变压器原线圈两端电压有效值为U1＝E＝200 V，变压器原、副线圈匝数比为＝＝＝10，故B正确，C错误；闭合开关后，由于副线圈输出电压由原线圈输入电压和匝数比决定，副线圈输出电压不变，即电压表示数不变，故D错误．] [B组　创新应用练] 9．(多选)(2024·安徽淮北市一模)如图所示，电源电动势E＝1.5 V，内电阻r＝0.5 Ω，滑动变阻器R1的最大电阻Rm＝5.0 Ω，定值电阻R2＝2.0 Ω，C为平行板电容器，其电容为3 μF.将开关S与a接触，则(　　 ) A．当R1的阻值增大时，R2两端的电压减小 B．当R1接入电路阻值为0.5 Ω时，R1消耗的功率最大 C．将开关从a接向b，流过R3的电流流向为c→d D．将开关从a接向b，待电路稳定，流过R3的电荷量为9×10－3C 解析：AC　[增大R1的阻值，电路总电阻增大，干路电流减小，则R2两端的电压减小，A正确；将R2与电源看作等效电源，当R1接入电路的电阻与等效电源的内阻相等时，R1消耗功率最大，则有R1＝R2＋r＝2.5 Ω，B错误；开关接a时，电容器左极板带负电，开关接b时，左极板带正电，所以流过R3的电流流向为c→d，C正确；因R1接入的阻值未知，不能求出电容器上两板间的电压，故不能求出流过R3的电荷量，D错误．] 10．(多选)(2024·云南曲靖市模拟)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压有效值为220 V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表．当R＝10 Ω时，则(　　) A．电流表的示数约为440 mA B．电流表的示数约为3.1 A C．电压表的示数约为31 V D．电压表的示数约为44 V 解析：BC　[原、副线圈两端的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44 V，由于副线圈连接二极管，它具有单向导电性，根据电流的热效应知·＝·T，解得U＝22V≈31 V，故C正确，D错误；电流表的示数约为I2＝＝3.1 A，原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1∶5，则电流表的示数约为620 mA，故A错误，B正确．] 11．(2024·福建福州市高三模拟)如图所示为研究远距离输电的装置．理想变压器T1、T2的匝数比相等(n1∶n2＝n4∶n3)，变压器T1的输入电压u1＝e＝50sin 100πt(V)，输电线的总电阻为r，则(　　) A．闭合开关后，灯泡两端的电压为50 V B．闭合开关后，通过灯泡电流的频率为100 Hz C．闭合的开关数越多，所有灯泡获得的总功率越大 D．依次闭合开关S1，S2，S3，…，灯泡L1越来越暗 解析：D　[闭合开关后，灯泡两端的电压为U4＝U3＝(U2－ΔU)＝＝U1－ΔU，A错误；变压器不改变频率，交变电流的频率为f＝＝50 Hz，B错误；设升压变压器的输出电压为U2，输送电流为I2，所有灯泡获得的总功率为P＝U2I2－Ir＝－r2＋，闭合的开关数越多，灯泡总电阻越小，所以灯泡总功率有可能先增大后减小，也有可能一直减小，C错误；依次闭合开关S1、S2、S3…，灯泡总电阻逐渐减小，输送电流逐渐增大，所以灯泡两端的电压逐渐减小，灯泡L1越来越暗，D正确．] 12．(2024·河北高三校联考)如图所示为远距离输电的原理图，发电机输出电压恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，其中降压变压器的变压比为n；图中电表均为理想电表；两变压器间输电线的总电阻为R.假如用户设备发生变化，导致输电线上的电压增加了ΔU，下列说法正确的是(　　) A．电压表示数增大 B．输电线上消耗的电功率增加 C．用户设备消耗的电功率减少 D．电流表示数增大了n 解析：D　[发电机输出电压保持不变，升压变压器的输出电压不变，输电线上电压增加ΔU，所以降压变压器的原线圈电压减少ΔU，则降压变压器的副线圈电压减少，故A错误；输电线电阻不变，电压增加，说明输电线上电流增加，而输电线损耗功率增加ΔP＝IR－IR，而ΔU＝I2R－I1R，可知ΔP≠，故B、C错误；若降压变压器原、副线圈电流分别为I1、I2，则nI1＝I2，变压比n不变，所以nΔI1＝ΔI2，输电线上电流增加ΔI1＝，可知降压变压器输出电流增加nΔI1＝n，故D正确．] 13．(2024·济南质检)如图所示，交流发电机的矩形线框共有N＝100匝，总电阻r＝1.0 Ω，BC＝AD＝0.2 m，AB＝DC＝0.1 m．绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以n＝ r/s的转速匀速转动，给R＝7.0 Ω的电阻供电．在轴线OO′右侧有一匀强磁场，磁感应强度B＝0.1 T，左侧没有磁场．线框处于中性面时开始计时，则(　　) A．电阻R两端的最大电压为70 V B．通过R的电流方向恒定不变 C．在0～ s内通过线框导线横截面的电荷量为 C D．在0～ s内外力至少对系统做功π J 解析：C　[线框产生感应电动势的最大值为Em＝NBSω＝πnNBS＝40 V，根据闭合电路欧姆定律可知电阻R两端的最大电压为Um＝Em＝35 V，故A错误；通过R的电流为正弦交变电流，其方向周期性变化，故B错误；线框转动的周期为T＝＝ s，所以t＝ s＝T，此时线框平面与中性面夹角为60°，则在0～ s内通过线框导线横截面的电荷量为q＝t＝t＝N·＝＝ C，故C正确；线框产生感应电动势的有效值为E＝＝20 V，在0～ s内外力对系统做功的最小值为整个电路消耗的电能，即W＝T＝ J，故D错误．] 学科网（北京）股份有限公司 $$