专题过关创新练(13) 直流电路与交流电路（Word练习）-【艺术生百日冲刺】2026高考物理艺术生基础生文化课成功方案

[基础保分练] 1．(多选)(2025·湖北高考)在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r.下列说法正确的是(　　) A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 【解析】　设用户端的总电阻为R，右侧降压变压器的匝数比为k，则可将降压变压器和用户端等效为一个等效电阻，则等效电阻的阻值R等效＝k2R，仅增加用户数，用户端的总电阻减小，等效电阻的阻值减小，又交流发电机的输出电压即升压变压器的输入电压U1不变，升压变压器的匝数比不变，所以升压变压器的输出电压U2不变，则由I2＝可知输电线路上的电流增大，由P＝Ir可知r消耗的功率增大，A项正确；结合选项A分析和U原＝可知，右侧降压变压器的输入电压减小，又降压变压器的原副线圈匝数比不变，可知用户端的电压减小，B错误；仅适当增加n2，结合选项A分析可知，左侧升压变压器的输出电压U2变大，等效电阻的阻值不变，则与选项B分析同理可得，用户端的电压增大，C正确；输电线路中的电流I2＝，则升压变压器原线圈中的电流I1＝I2，整个电路消耗的电功率P总＝U1I1＝，所以整个电路消耗的电功率增大，D错误． 【答案】　AC 2．(2024·九省联考贵州卷)一交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，周期为T，其电压的有效值(　　 ) A． V　　　　　　B．2 V C． V D．2 V 【解析】　交流电的有效值要求是：若同一阻值为R的电阻接在恒压稳流的直流电路中在交流电的一个周期内产生的热量与接在交流电路中在一个周期内产生的热量相同，则认为该直流电的电压U为交流电电压的有效值，该直流电路中通过电阻R的电流I为交流电电流的有效值，则根据等效思想有T＝·＋·＋· 解得U＝ V，故C正确，ABD错误． 【答案】　C 3．(2025·济南一模)如图所示为某理想变压器的示意图，两个副线圈分别接有定值电阻R1、R2，初始时，开关K断开．保持原线圈输入电压不变，闭合开关K后，下列说法正确的是(　　 ) A．通过R1的电流增大 B．通过R1的电流减小 C．通过原线圈的电流和通过R1的电流之比不变 D．通过原线圈的电流和通过R1的电流之比变大 【解析】　AB.根据变压比公式＝，由于原线圈电压U1以及原副线圈匝数之比均不变，可知闭合开关K后，R1两端的电压不变，电流不变，故AB错误；CD.根据理想变压器输出功率等于输入功率可知，闭合开关K前，UI＝U1I1；闭合开关K后，UI′＝U1I1＋U2I2，因此I′＞I，即闭合开关K后，通过原线圈的电流和通过R1的电流之比变大，故C错误，D正确． 【答案】　D 4．(2025·山东齐鲁名校联盟联考)如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1＝600，副线圈的匝数可调，原线圈串联一个阻值r＝4 Ω的电阻和一个电流表，两端接在输出电压u＝80sin 100πt(V)的交流电源上，副线圈接一阻值R＝9 Ω的电阻．调节副线圈的匝数，当电阻R消耗的功率P最大时，下列说法正确的是(　　 ) A．副线圈的匝数为900匝 B．电流表的示数为8 A C．副线圈的匝数为1350匝 D．电阻R消耗的最大功率为450 W 【解析】　D.交流电源电压的有效值U0＝80 V，设原副线圈中电流的有效值分别为I1和I2，根据能量守恒定律U0·I1＝I·r＋P，由于I1有解，根据数学知识(－U0)2≥4rP 推得P≤，代入数据得P≤400 W，则电阻R消耗最大功率为400 W，故D错误；B.当电阻R消耗的功率P最大时，根据能量守恒定律U0·I1＝I·r＋P，代入数据得，电流表的示数I1＝10 A，故B错误；AC.当电阻R消耗的功率P最大时，根据P＝IR，解得I2＝ A，由＝，得副线圈的匝数为n2＝900，故A正确，C错误．故选A. 【答案】　A [考能提分练] 5．(多选)(2025·长沙一中模拟)如图，足够长的两平行光滑金属导轨EF、GH水平放置，导轨中间分布有磁感应强度为1T、间距为1 m的匀强磁场，磁场边界为倒置的正弦曲线．一粗细均匀的导体棒以4 m/s的速度从ab位置向右匀速滑动(导体棒最大切割磁感线长度L＝1 m)，定值电阻R的阻值为1 Ω，导体棒接入回路的电阻也为1 Ω，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，电压表为理想电压表且示数恒定，导轨电阻不计，下列说法正确的是(　　 ) A．理想电压表的示数为2 V B．导体棒运动到cd位置时，有电流流过R C．导体棒上的热功率为1 W D．流经R的最大电流为1 A 【解析】　AD.导体棒切割磁感线时，产生的最大感应电动势Em＝BLv＝1×1×4 V＝4 V 由闭合电路欧姆定律可知，流经电阻R的电流最大值为Im＝＝ A＝2 A 因磁场边界为正弦曲线，故产生的感应电流按正弦规律变化，由于二极管的单向导电性，回路中的电流随时间变化规律如下图所示： 设电流的有效值为I，根据有效值的定义可得：R′T＝I2R′T 可得流经电阻R的电流有效值为： I＝＝ A＝1 A 可得理想电压表示数为U＝IR＝1×1 V＝1 V，故AD错误；B.导体棒运动到cd位置时，由右手定则判断，导体棒上的感应电动势方向由d到c，二极管正向通过，有电流流过电阻R，故B正确；C.导体棒中的有效电流为1A，由焦耳定律可得导体棒上热功率为： P＝I2r＝12×1 W＝1 W，故C正确． 【答案】　BC 6．(2025·吉林高三一模)如图所示的理想变压器电路中，a、b、c、d、e为5个完全相同的灯泡(不考虑温度对其电阻的影响)，现在MN间接入有效值不变的交流电压，5个灯泡均正常发光．下列说法正确的是(　　 ) A．变压器原、副线圈的匝数比为2∶3 B．原线圈的输入电压与灯泡a两端的电压相等 C．电源电压的有效值为小灯泡额定电压的2.5倍 D．若将小灯泡d拆除，则小灯泡a、b有可能被烧坏 【解析】　A．设小灯泡的额定电压为U′、小灯泡的额定电流为I′，由题意5个小灯泡均正常发光，每个小灯泡两端的电压均为U′，流过每个小灯泡的电流均为I′，则原线圈的电流为I1＝2I′，副线圈的电流为I2＝3I′，由变压器的工作原理＝，解得＝，故A错误；B.又由公式＝及U2＝U′，解得U1＝1.5U′，故B错误；C.电源的电压为U＝U1＋U′＝1.5U′＋U′＝2.5U′，故C正确；D.将变压器和小灯泡c、d、e等效成一个电阻，若将小灯泡d拆除，则负载电阻增大，流过原线圈的电流减小，流过小灯泡的a，b的电流减小，则两灯泡不可能被烧断，故D错误． 【答案】　C 7．(多选)(2025·山东二模)高考期间，为保障考场用电，供电部门为学校配备应急供电系统，输电电路如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为B＝ T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25 m2，匝数n＝100匝，电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250 V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为5∶1，降压变压器的副线圈接入到考场供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝20 Ω，变压器均为理想变压器．学校有44个考场用电，用电设备额定工作电压均为U＝220 V，每个考场的正常用电功率P＝500 W．当44个考场正常用电，下列说法正确的是(　　) A．线框绕轴OO′的转速为3000 r/min B．输电线上损失的电压为400 V C．升压变压器原、副线圈匝数之比为1∶8 D．发电机的输出功率为28 kW 【解析】　A.根据题意可知，线圈转动产生感应电动势的最大值为Em＝UV＝nBSω 又有ω＝2πn转，解得n转＝3000 r/min，故A正确； B．根据题意可知，每个考试用电的电流为I0＝＝A 流过降压变压器副线圈的电流为I4＝44I0＝100 A 由电流与线圈匝数关系有＝，解得，输电线上的电流为I3＝20 A 输电线上损失的电压为ΔU＝I3R＝400 V，故B正确； C．根据题意，由电压与线圈匝数关系有 ＝ 可得，降压变压器原线圈输入电压为 U3＝1 100 V 则升压变压器副线圈的输出电压为 U2＝U3＋ΔU＝1 500 V 升压变压器原、副线圈匝数之比为 ＝＝，故C错误； D．由电流与线圈匝数的关系有＝ 其中I2＝I3＝20 A，解得，升压变压器原线圈输入电流为I1＝120 A 发电机的输出功率为P入＝I1UV＝30 kW，故D错误．故选AB. 【答案】　AB [高考高分练] 8．(2025·河北高考)2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电．如图所示，若该电站通过理想变压器调节输出电压U2时，输入电压U1保持不变．已知副线圈总匝数为n，分接头1、2间和2、3间的线圈匝数n12＝n23＝，开关S接3时输出电压的瞬时值u2＝Umsin ωt，则S接2时u2－t的图像为(　　) 【解析】　由题意，开关S接3时，副线圈接入电路的匝数为n3＝n－－＝，此时有＝，开关S接2时，副线圈接入电路的匝数为n2＝n－＝，此时有＝，联立解得U2′＝U2，则u2′＝u2＝Umsin ωt，D正确． 【答案】　D 9．(2024·广东高考)将阻值为50Ω的电阻接在正弦式交流电源上．电阻两端电压随时间的变化规律如图所示，下列说法正确的是(　　 ) A．该交流电的频率为100 Hz B．通过电阻电流的峰值为0.2 A C．电阻在1秒内消耗的电能为1 J D.电阻两端电压表达式为u＝10·sin (100πt)V 【解析】　A.根据图像可知，该交流电的周期为0.02 s，则频率为f＝＝ Hz＝50 Hz，故A错误；B.根据欧姆定律可知，通过电阻电流的峰值为：Imax＝＝A＝A，故B错误；C.根据题意可知，电路中的电流有效值为：I＝＝ A＝0.2 A，电阻两端的电压有效值为：U＝＝ V＝10 V 则电阻在1 s内消耗的电能为：W＝UIt＝0.2×10×1 J＝2 J，故C错误；D.根据数学知识可知，ω＝2πf＝100π，则电阻两端电压表达式为u＝10sin (100πt)V，故D正确． 【答案】　D 10．(2024·湖北高考)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】　设正弦交变电流电压的有效值为U，交变电流的周期为T；下方二极管导通时，灯泡L1正常发光，产生的热量Q1＝×＝，上方二极管导通时，灯泡L2正常发光，产生的热量Q2＝×＝ 产生的热量之比＝＝＝1∶2，由于灯泡为纯电阻电路，且电阻不变，因此Q＝Pt，在一个周期内，两灯泡发光的时间相同，则＝＝1∶2，综上分析，故ABD错误，C正确． 【答案】　C 11．(2025·安徽高考)某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1∶n2＝1∶3，A为理想交流电流表．初始时，输入端a、b间接入电压u＝12sin (100πt)V的正弦式交流电，变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间，电阻箱R的阻值调为6 Ω.要使电流表的示数变为2.0 A，下列操作正确的是(　　) A．电阻箱R的阻值调为18 Ω B．副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的 C．输入端电压调为u＝12sin (50πt)V D．输入端电压调为u＝6sin (100πt)V 【解析】　输入电压峰值为Um＝12 V，则输入电压有效值为U1＝＝12 V，滑动触头在正中间，根据变压比可知，输出电压U2＝U1＝18 V，若将电阻箱阻值调为18 Ω，则电流为1 A，故A错误； 若将副线圈匝数调为总匝数的，根据变压比可知，输出电压U2′＝U1＝12 V，则副线圈电流变为I2′＝＝2 A，故B正确； 输入端电压调为u＝12sin V时，其有效值不变，不会导致电流的变化，仍然为I＝＝3.0 A，故C错误； 将输入电压峰值减小一半，则输入电压有效值变为U1″＝＝6 V，根据变压比可知，输出电压U2″＝U1″＝9 V，副线圈电流变为I2″＝＝1.5 A，故D错误． 【答案】　B 12．(2025·山东高考)一种交流发电装置的示意图如图所示，长度为2L、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L的矩形．传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好．该装置产生电动势的有效值为(　　) A．BLv B． C． D． 【解析】　由题意可知导体棒通过磁场区域过程需要的时间，即周期为T＝ 导体棒通过区域Ⅰ时，产生的电动势大小为E1＝BLv，经过的时间为t1＝ 导体棒通过区域Ⅱ时，产生的电动势大小为E2＝B×0.5Lv，经过的时间为t2＝ 根据有效值的定义有t1＋t2＝T 代入数据可得E有＝ 故D正确． 【答案】　D 学科网（北京）股份有限公司 $