第10讲 直流电路与交变电流(强化练)-【优化探究】2026年高考物理二轮专题复习配套课件（江苏专版）

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 1~13题,每题4分 1.(2025·江苏常州开学考试)如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=0.5 Ω,直流电动机内阻R1=1.0 Ω。调节滑动变阻器R2,使得额定电压为U0=4 V、额定机械输出功率为P0=4 W的电动机刚好正常工作,则R2连入电路中的阻值为(　　) A.2.0 Ω　　　　　　　　 B.1.5 Ω C.1.0 Ω D.0.5 Ω D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:电动机额定机械输出功率为P0=U0I-I2R1,解得I=2 A,根据闭合电路的欧姆定律有E=U0+I(R2+r),解得R2连入电路中的阻值为R2=0.5 Ω,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2.一黑箱有两个接线柱a、b,黑箱中接有一定值电阻R和两相同二极管。通过测量得到通过a的电流和a、b两端电压的关系如图甲所示,二极管的正向伏安特性曲线如图乙所示,则黑箱内电路连接方式和定值电阻的阻值正确的是(　　) D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:根据题图乙可知,二极管的导通电压为0.7 V,根据题图甲可知,当U<0.7 V时,两二极管均不导通,当0.7 V≤U<1.4 V时,有一只二极管导通,当U≥1.4 V时,两只二极管均导通,则三个元件不可能全部串联,也不可能全部并联,故A、B错误;两二极管均导通瞬间,临界电压为1.4 V,则两二极管串联,定值电阻与其中一个二极管并联,电阻为R== Ω=20 Ω,故C错误,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 3.(2025·江苏盐城一模)某发电机的结构简化如图,N、S是永磁铁的磁极,M是圆柱形铁芯,磁极与铁芯之间的缝隙形成沿半径方向的磁场。铁芯外套有一矩形线圈,线圈绕M中心的固定转轴匀速转动。若从图示位置开始计时,取此时线圈中的电动势为正值,在一个周期内感应电动势e随时间t变化的图像是(　　) A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:线圈匀速转动,线圈切割磁感线部分的线速度大小保持不变,根据磁感线的分布,线圈转动过程中切割磁感线部分所处位置的磁感应强度大小也保持不变,根据E=BLv可知,产生的感应电动势大小保持不变,故C、D错误;从图示位置转动90°后,切割磁感线部分所处位置磁感应强度方向变化,因此产生的电动势方向也会变化,故B错误;接下来每转动180°后,切割磁感线部分所处位置磁感应强度方向都会发生变化,则产生的电动势方向随之变化,故A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 4.(2025·江苏盐城期末)如图为某款发电机的结构示意图,矩形线框置于水平向右的匀强磁场中,中心轴OO'与磁场垂直,E、F端分别接在相互绝缘的两个半圆环上,让半圆环和线框一起顺时针转动,两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D接触,初始时刻线框平面与磁场平行,通过电阻R的电流i(以向右为正方向)随时间t变化的图像正确的是(　　) D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:由于每半个周期,两个半圆环将分别连接到另一个固定电刷,因此通过电阻的电流方向不变;根据右手定则可知,通过电阻R的电流方向始终向左,图示位置线框切割磁感线的速度与磁感线垂直,可知图示位置电流最大,线框与磁场垂直时电流最小,所以通过电阻R的电流从图示位置开始先减小后增大,然后不断重复这个变化,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 5.(2025·江西九江一模)测量体脂率的仪器如图a所示,其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等,脂肪不容易导电),模拟电路如图b所示。测量时,先闭合开关S,测试者两手分别握两导电手柄,对于体重、体型相近的两人中脂肪含量比例相对较低者(　　) A.电阻R1消耗的功率较小 B.电源的输出功率较小 C.电源的效率较小 D.不同人测量的电压表示数差值与电流表示数差值的比值的绝对值||等于电源内阻r C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:脂肪不容易导电,脂肪含量越低者,人体电阻R越小,电路中电流越大,则R1消耗的功率越大,故A错误;根据电源的输出功率与外电阻的关系可知,当外电路电阻与电源内阻相等时,电源的输出功率最大,由于不能确定外电阻与电源内阻的关系,所以不能确定电源输出功率的变化,故B错误;电源的效率为η=×100%=×100%=×100%,人体电阻越小,外电阻越小,电源的效率越小,故C正确;根据闭合电路欧姆定律可得U=E-I(r+R1+R2),所以||=r+R1+R2,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 6.(2025·广东汕头二模)某智能锁利用超级电容器作为待用电源,其简化电路如图所示。主电源正常工作时(开关S闭合),智能锁的输入电压为6 V;当主电源断电(开关S断开),则启用备用电源,智能锁在输入电压降至4.5 V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1 F,R1及R2是电路中的小电阻。下列说法正确的是(　　) A.正常工作时,电容器储存电荷量为6 C B.断电前后,流经智能锁的电流方向相反 C.R2阻值越大,当主电源断电后,电容器放电时间一定越短 D.从主电源断电后至智能锁发出低电压警报,流经智能锁的电荷量为1.5 C A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:正常工作时,由题图可知,电容器与智能锁并联,电阻R2相当于导线作用,没有电压,故电容器两端的电压等于智能锁的输入电压,即为6 V,Q=CU=6 C,故A正确。断电前,由主电源对智能锁供电,电流方向由上到下;主电源也对电容器供电,电容器上端为正极,下端为负极;断电后,由电容器对智能锁供电,电流方向由上到下,所以断电前后,流经智能锁的电流方向相同,故B错误。当主电源断电后,电容器放电,R2阻值越大,回路中的电流越小,因电容器储存的总电荷量是一个定值,根据Q=It可知,电容器放电时间越长,故C错误。当电容器放电时,电阻R2与智能锁串联,当智能锁在输入电压降至4.5 V时会发出低电压警报,此时电阻R2两端也有电压, 故此时电容器两端的电压大于4.5 V而小于6 V,所以电容器电压 的变化小于1.5 V,根据ΔQ=CΔU可知,流经智能锁的电荷量小于 1.5 C,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 7.(2025·江苏无锡期末)太阳能电池在空间探测器上广泛应用。某太阳能电池在特定光照强度下工作电流I随路端电压U变化的图线如图中曲线①,输出功率P随路端电压U的变化图线如图中曲线②。图中给出了该电池的断路电压U0和短路电流I0。当路端电压为U1时,工作电流为I1,且恰达到最大输出功率P1,则此时电池的内阻为(　　) A.r= B.r= C.r= D.r= C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:根据题意可知,太阳能电池的电动势为U0,路端电压为U1时,太阳能电池的总功率为P总=U0I1,太阳能电池内阻的功率为P内=P总-P1,又P内=r,联立可得r=,故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 8.为高铁供电的流程的原理如图所示,牵引变电所的理想变压器将高压U1降低,动力车厢内的理想变压器再将较高的电压降至U4后为动力车厢内的动力系统供电。某段时间内,发电厂输出的电流为I1,动力系统的电流为I4,两个理想变压器的匝数n2<n3,则下列选项正确的是(　　) A.I1∶I2=n1∶n2 B.U2∶U3=n2∶n3 C.I2∶I3>n3∶n2 D.I1∶I4<n4∶n1 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:根据理想变压器电压与匝数比的关系可知U1∶U2=n1∶n2, I1∶I2=n2∶n1,故A错误;对于受电弓部分的变压器,有I4=I3,结合前面的分析有I1∶I2=n2∶n1,且n2<n3,I2=I3,联立解得=<,故D正确;根据功率关系有U2I2=U3I2+r,则U2>U3,根据题意n2<n3,故U2∶U3≠n2∶n3,故B错误;根据题图可知I2=I3,根据题意n2<n3,故I2∶I3<n3∶n2,故C错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 9.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1,原线圈接入的交流电压瞬时值表达式为u=220sin(100πt) V,定值电阻R1=2 Ω,副线圈接有滑动变阻器R2,阻值为0~10 Ω。电压表和电流表均为理想交流电表,其读数为U和I,调节滑动变阻器R2的滑片,电表示数变化量的绝对值为ΔU和ΔI。下列说法正确的是(　　) A.向下调节R2的滑片,电压表示数减小 B.=4 Ω C.当滑动变阻器R2阻值调到2 Ω时,电流表示数I为55 A D.当滑动变阻器R2滑片在中央时,变压器输出功率最大 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:对该电路使用等效电阻法,可将副线圈和电阻R2等效为()2R2,向下调节R2的滑片,()2R2变小,分压减小,即原线圈两端电压减小,由于U1∶U2=n1∶n2,故电压表示数减小,A正确;对该电路使用等效电源法,原线圈侧电路(含电源、R1)与变压器整体等效后的电源电压U'=U=110 V,等效内阻r=()2R1=0.5 Ω,由于为电源内阻,故=0.5 Ω,B错误;当滑动变阻器R2阻值调到2 Ω时,由闭合电路欧姆定律得I==44 A,C错误;当外电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大,此时R2=r=0.5 Ω,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 10.如图是带有照明系统的电动装置电路,L1和L2是相同的灯泡,a、b端接入电压为U的正弦交流电时,闭合开关S后,灯泡L1和L2均正常发光,电动机正常工作。已知n1∶n2∶n3=9∶6∶1,则下列说法正确的是(　　) A.灯泡的额定电压为 B.通过电动机的电流是灯泡中电流的倍 C.电动机的输出功率为灯泡电功率的8倍 D.电动机的额定电压为U B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:设灯泡正常发光时通过灯泡的电流为I,设灯泡两端的电压为UL,由题意得==,其中UL=U3,解得UL=,故A错误;由=得副线圈n2两端电压即电动机的额定电压为U2=,由变压器的输出功率等于输入功率有(U-UL)I=U2I2+U3I,解得I2=I,故B正确,D错误;电动机的输入功率P入=U2I2=,灯泡的电功率PL=ULI=UI,则电动机的 输入功率是灯泡电功率的8倍,由于电动机不是纯电阻, 所以电动机的输出功率小于灯泡电功率的8倍,故C错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 11.(2025·江西萍乡二模)如图为“日”字形理想变压器(铁芯左右对称)的示意图,中间和两臂上分别绕有匝数为n0、n1、n2的线圈,线圈匝数比n0∶n1∶n2=10∶4∶5,两臂电路中接有相同的电阻R。将中间线圈接入电压u0=36sin(100πt) V的交变电流,设通过铁芯左右两臂的磁通量相等。下列说法正确的是(　　) A.三个线圈中磁通量的变化率都相同 B.电压表V1的示数为7.2 V C.电压表V1和V2示数比为5∶4 D.电流表A1和A2示数比为5∶4 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:因穿过中间线圈的磁通量等于两边线圈的磁通量之和,所以中间线圈的磁通量变化率大于两边线圈的磁通量变化率,两边线圈的磁通量变化率相等,选项A错误;中间线圈电压有效值U0= V=36 V,可得左侧线圈两端电压U1=·U0=××36 V=7.2 V,即电压表V1的示数为7.2 V,选项B正确;同理右侧线圈两端电压U2=·U0=××36 V=9.0 V,即电压表V2的示数为9.0 V,电压表V1和V2示数比为4∶5,选项C错误;因左右两边电路中所接的电阻相同,所以电流表A1和A2示数比等于电压之比,即为4∶5,选项D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 12.(2025·江苏南京模拟预测)“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证,如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2,降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器,两个互感器原、副线圈的匝数比分别为20∶1和1∶20,各互感器和电表均为理想状态,则下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 A.电压互感器起降压作用,电流互感器起把弱电流变为强电流作用 B.若电压表的示数为200 V,电流表的示数为5 A,则线路输送电功率为100 kW C.若保持发电机输出电压U1和用户数不变,仅将滑片Q下移,则输电线损耗功率增大 D.若发电机输出电压U1一定,仅增加用户数,为维持用户电压U4不变,可将滑片P下移 答案:C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:电压互感器副线圈匝数低于原线圈匝数, 能将高电压变为低电压,起降压作用;电流互感 器副线圈匝数高于原线圈匝数,能将强电流变为 弱电流,故A错误。变压器原、副线圈电压与匝数成正比,则电压互感器原线圈两端电压U2=×200 V=4 000 V,变压器原、副线圈电流与匝数成反比,则电流互感器原线圈中的电流I2=×5 A=100 A,对于理想变压器,线路输送电功率P2=U2I2=400 kW,故B错误。仅将滑片Q下移,相当于增加了升压变压器副线圈的匝数n2,根据理想变压器的规律可知,升压变压器副线圈两端的电压增大,将降压变压器及负载等效为一个电阻, 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 等效电阻不变,则通过升压变压器的电流I3增大,由输电线损耗功率ΔP=R线可知输电线上损耗功率增大,故C正确。仅增加用户数,即负载总电阻R减小,若降压变压器副线圈两端电压U4不变,则通过副线圈的电流I4需增大,降压变压器原线圈中的电流I3增大,输电线上的电压损失ΔU=I3R线增大,因为升压变压器副线圈两端电压U2不变,则降压变压器原线圈两端电压U3减小,根据U4=U3可知,当U3减小时,减小n3可以使U4不变,所以要将降压变压器的滑片P上移,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 13.某个小水电站发电机的输出功率为100 kW,发电机的输出电压为250 V。通过升压变压器升压后向远处输电,输电线的总电阻为50 Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220 V。要求在输电线上损失的功率控制在20 kW(即用户得到的功率为80 kW),后来因为电路改造,将线路的电阻降到了5 Ω,并对降压变压器做了适当调整。下列说法中正确的是(　　) A.电路改造前,升压变压器的匝数比为1∶10 B.电路改造前,降压变压器的匝数比为20∶1 C.电路改造后,线路电阻上损失的功率为5 kW D.电路改造后,降压变压器的匝数比为245∶11 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析:电路改造前,输电线上损失的功率P损=R线=20 kW,解得I2=20 A,又因为水电站发电机的输出功率为P1=U1I1=100 kW,U1=250 V,解得I1=400 A,故升压变压器的匝数比为==,A错误;电路改造前,降压变压器的输入电压为U3=U2-I2R线,又=,联立可得U3=4 000 V,故降压变压器的匝数比为===,B错误;电路改造后,线路电阻上损失的功率为P损=R线' =2 kW,C错误;电路改造后,降压变压器的输入电压为U3'=U2-I2R线',联立可得U3'=4 900 V,故降压变压器的匝数比为===,D正确。 $