2026届高三物理二轮复习 跟综训练 第12讲 直流电路和交流电路

第12讲 直流电路和交流电路 跟综训练 基础练 1、 选择题: 1.(2024·广西卷)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00 m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比约为(　　) A.2∶3 B.2∶1 C.5∶3 D.1∶3 2.(2025·江西景德镇二检)如图所示电路中,电阻R1与电阻R2的阻值均为R,和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),在A、B间加一正弦交流电u=20·sin(100πt)V,则加在R1上的电压有效值为(　　) A.10 V B.5 V C.15 V D.5 V 3.(2025·山东泰安模拟)如图甲所示的电路中,交流发电机线圈的匝数n=500,线圈电阻r=1 Ω,外接定值电阻R=9 Ω,线圈在匀强磁场中匀速转动时,穿过单匝线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图乙所示,则图甲中理想交流电压表的示数为(　　) A.20 V B.10 V C.18 V D.9 V 4.(2025·山东烟台模拟)如图所示,理想变压器原线圈与理想电流表串联后接在u=220sin(100πt)V交流电源上,变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=4∶1,定值电阻R1的阻值为5.5 Ω,电动机M线圈的电阻为11 Ω。调节变阻器R2的阻值,当变阻器R2接入电路的阻值为44 Ω时,电动机恰好正常工作,此时电流表的示数为0.5 A,下列说法正确的是(　　) A.定值电阻R1消耗的功率为11 W B.变压器的输入功率为77 W C.电动机消耗的功率为11 W D.电动机的输出功率为33 W 5.(2025·福建漳州模拟)2024年10月31日,全球海拔最高的我国大唐八宿风电站正式并网发电。若输电线路示意图如图所示,风力发电机输出的正弦式交变电流的电压为U1,输出功率为P0,输电线总电阻为r,用户端的电压为U4,两变压器均为理想变压器,升压变压器原、副线圈的匝数比=k,降压变压器原、副线圈的匝数比=,则(　　) A.用户端的电压U4>U1 B.用户端的功率P4=P0 C.输电线中的电流I2= D.输电线上损失的电压为-U4 6.(2025·山东青岛模拟)如图所示,abc是边长为d的等边三角形金属线框,处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,线框与理想变压器相连。已知变压器原、副线圈匝数分别为n1和n2,电表均为理想电表,不计线框的电阻。t=0时刻线框从图示位置绕轴以角速度ω匀速转动,下列说法正确的是(　　) A.t=0时线框感应电动势最大 B.电压表的示数为 C.若滑动变阻器R的阻值减小,则电流表示数将减小 D.若线框转动角速度加倍,则电流表示数变为原来的4倍 7. (多选)(2025·湖南娄底高三期末)如图所示,三个电阻的阻值均为R,电源内阻不计,电动势为E,电容器的电容为C,当开关S1闭合、S2断开时,电容器内一油滴恰好处于静止状态,下面叙述正确的是(　　) A.油滴一定带负电 B.D点的电势为E C.保持S1闭合,再闭合S2,油滴竖直向上运动 D.保持S1闭合,再闭合S2,电容器上的电荷量减少CE 8.(多选)(2025·云南卷)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1,输入电压U1=1.1 kV;两副线圈的匝数分别为n2和n3,输出电压U2=U3=220 V。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时,两副线圈的输出功率分别为7.0 kW和3.5 kW,下列说法正确的是(　　) A.n1∶n2=5∶1 B.n1∶n3=1∶5 C.变压器的输入功率为10.5 kW D.两副线圈输出电压最大值均为220 V 提能增分练 一．选择题: 9.如图甲为半波整流电路,在理想变压器的输出电路中有一只整流二极管,其具有单向导电性。原、副线圈的匝数比为11∶1,电阻R=10 Ω,原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙所示,电表均为理想交流电表,则(　　) A.电压表V1、V2的读数相同 B.电压表V2的读数为20 V C.电流表A的读数为2 A D.原线圈的输入功率为20 W 10.(2025·江西赣州模拟)春夏秋冬、昼夜之间、工作日与节假日,对电力需求量差异很大,会形成用电高峰和低谷之间的峰谷负荷差。如图为某节能储能输电网络示意图,可以在用电低谷时段把电能储存起来,高峰时段输出,填补用电缺口。发电机的输出电压U1=400 V,输出功率P1=600 kW,降压变压器的匝数比n3∶n4=40∶1,输电线总电阻为R,其上损失的功率ΔP=1 kW,用户端电压U4=220 V,功率P4=44 kW,所有变压器均为理想变压器,则(　　) A.发电机的输出电流为200 A B.输电线总电阻为160 Ω C.升压变压器的匝数比n1∶n2=2∶45 D.输送给储能站的功率为556 kW 11.(2025·河北卷)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,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(　　) 12.(多选)(2025·湖北卷)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 培优练 一．选择题: 13.(2025·湖南卷)如图,某小组设计了灯泡亮度可调的电路,a、b、c为固定的三个触点,理想变压器原、副线圈匝数比为k,灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R,交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连,下列说法正确的是(　　) A.S与a相连,灯泡的电功率最大 B.S与a相连,灯泡两端的电压为 C.S与b相连,流过灯泡的电流为 D.S与c相连,灯泡的电功率为 参考答案： 1.答案　B解析　根据电阻定律R=ρ可得ΔR=ρ,由欧姆定律I=可得ΔU=I·ΔR,整理可得ρ=·,结合题图可知导体L1、L2的电阻率之比==,故B正确。 2.答案　B解析　二极管具有单向导电性,设加在R1上的电压的有效值为 U,则T=·,解得U=5 V,B正确。 3.答案　D解析　交变电流电动势最大值Em=nBSω,结合图乙可知BS=4×10-4 Wb,ω== rad/s=100 rad/s,代入题中数据解得Em=500×4×10-4×100 V=20 V,则电压表示数U=R=9 V,故D正确。 4.答案　D解析　电流表的示数为I1=0.5 A,根据=,可得I2=2 A,定值电阻R1消耗的功率为PR1=R1=22 W,A错误;变压器的输入电压为U1==220 V,变压器的输入功率为P1=U1I1=110 W,B错误;根据=,可得变压器的输出电压为U2=55 V,电动机两端电压为U'=U2-I2R1=44 V,通过电动机的电流为I'=I2-=2 A- A=1 A,电动机消耗的功率为P=U'I'=44 W,电动机的输出功率为P'=P-I'2R=33 W,C错误,D正确。 5.答案　B解析　对升压变压器有==k,对降压变压器有==,可得=,又U2=I2r+U3>U3,则U4<U1,故A错误;对升压变压器有==,对降压变压器有===k,可得I1=I4,又P0=I1U1,用户端的功率P4=I4U4,可得P4=P0,故B正确;输电线中的电流I2==,故C错误;输电线上损失的电压ΔU=U2-U3=,故D错误。 6.答案　B解析　t=0时线框垂直于磁场,磁通量最大,磁通量变化率为零,感应电动势为零,故A错误;该线框在磁场中匀速转动产生正弦式交流电,其峰值为Em=ωBS,其中S=d2sin 60°,有效值为E=,变压器输入电压为U1=E,又=,解得电压表的示数为U2=,故B正确;因线框电阻不计,所以滑动变阻器R的阻值变化时,变压器输入电压U1、输出电压U2不变,若滑动变阻器R的阻值减小,则副线圈中的电流I2增大,原线圈中的电流I1也增大,即电流表示数将增大,故C错误;若线框转动角速度加倍,由以上分析可知,变压器输出电压加倍,副线圈中的电流I2加倍,原线圈中的电流I1也加倍,即电流表示数加倍,故D错误。 7.答案　AD解析　当开关S1闭合、S2断开时,电容器内的电场强度方向竖直向下,油滴受到的静电力方向竖直向上,故油滴带负电,整个回路断路,电动势全部加在电容器上,故D点的电势为0,A正确,B错误;保持S1闭合,再闭合S2,电容器上的电压变为E,油滴所受静电力减小,油滴向下运动,C错误;电容器上的电压由E变为E,电容器上的电荷量减少,则减少量为ΔQ=CΔU=CE,D正确。 8.答案　AC解析　由变压器的工作原理可知=,=,代入数据得=,=,A正确,B错误;理想变压器的输入功率等于输出功率,即P1=P2+P3=10.5 kW,C正确;两副线圈输出电压的最大值均为Um=U2=220 V,D错误。 9.答案　D解析　由题图乙可知,原线圈输入电压的有效值为U1=220 V,根据原、副线圈匝数比与电压比的关系有=,解得U2=20 V,即电压表V1的示数为20 V,由于二极管具有单向导电性,只有半个周期内能通过电流,有·=T,解得U3=10 V,即电压表V2的示数为10 V,故A、B错误;通过R的电流为I2== A,由=,可得I1= A,理想变压器输入功率等于输出功率,则有P1=P2=R=20 W,故C错误,D正确。 10.答案　C解析　对原线圈电路P1=I1U1,解得I1=1.5×103 A,故A错误;对用户有P4=U4I4,所以I4= A=200 A,对降压变压器有=,解得I3=5 A,由于ΔP=R,所以R=40 Ω,故B错误;又U2=I3R+U3=I3R+U4,代入数据解得U2=9 000 V,所以==,故C正确;输送给储能站的功率为P储=P1-ΔP-P4=555 kW,故D错误。 11.答案　D解析　当S接3时,n2=n-n12-n23=n,由理想变压器的电压和匝数关系得U2=n2=;U1不变,当S接2时,n2'=n-n12=n,由理想变压器的电压和匝数关系得U2'=n2'==U2。变压器不改变电流的频率,可得S接2时输出电压的瞬时值为u2=Umsin ωt,其周期为T=,故D正确。 12.答案　AC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,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,则输电线路中的电流为I2=。仅增加用户数,用户端的总电阻减小,R等效减小,U2不变,则输电线路中的电流增大,输电线损失的电压U损=I2r增大,降压变压器的输入电压U3=U2-U损减小,可知用户端的电压U4=U3减小;由P=r可知r消耗的功率增大,A正确,B错误;仅适当增加n2,升压变压器的输出电压U2增大,输电线路中的电流I2增大,降压变压器副线圈中的电流I3=kI2增大,由U4=I3R可知用户端的电压增大,C正确;仅适当增加n2,升压变压器原线圈中的电流I1=I2,整个电路消耗的电功率为P总=U1I1,联立解得P总=,仅适当增大n2,则P总增大,D错误。 13.答案　B解析　将理想变压器与副线圈电路等效为一个电阻R',等效电路如图所示, 有R'=,根据理想变压器的工作原理可知==k,==,因R=,联立解得R'=k2R。因R'的电功率等于灯泡的电功率,则S与c相连时回路中电流最大,R'的电功率最大,灯泡的电功率最大,A错误;当S与a相连时,根据串联分压规律可知,R'两端的电压U1=U=U,则灯泡两端的电压U2==,B正确;当S与b相连时,等效电路中的电流I1=,则流过灯泡的电流I2=kI1=,C错误;当S与c相连时,等效电路中的电流I1=,则R'的电功率P1=R'=,即灯泡的电功率为P2=,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $