2026届高三物理二轮复习跟踪训练 第10课时 直流电路与交流电路

第10课时　直流电路与交流电路 跟踪训练 基础保分练 1． 选择题： 1.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 2.如图所示是某报警装置的部分电路示意图，其中R3为光敏电阻，其阻值随光强增大而减小，a、b接报警器。当R3被光照射时，电流表示数I和R1两端电压U与未被光照射前相比(　　) A.I变大，U变大 B.I变小，U变大 C.I变大，U变小 D.I变小，U变小 3.如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是(　　) A.R1 B.R2 C.R3 D.R4 4.如图所示，当滑动变阻器R2滑片向右滑动一小段距离后，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表V的示数变化量的绝对值为ΔU，下列说法中正确的是(　　) A.电压表V的示数增大 B.ΔI1小于ΔI2 C.ΔU与ΔI2比值等于R2 D.电源的效率增大 5.图为商场中一种投币器，它是由发射线圈L1与接收线圈L2组成，硬币可竖直通过两线圈中间的狭缝。当发射线圈接有频率为f、电压为U1的低频交流电时，接收线圈有电压U2输出，下列说法正确的是(　　) A.无硬币通过时，投币器可看作理想变压器 B.无硬币通过时，线圈L2频率为f C.硬币通过时，穿过硬币中的磁通量不变 D.硬币通过时，线圈L2频率降低 6.图为某款发电机示意图，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(　　) 7.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”实验中，装置如图所示，原线圈的“0”和“4”两个接线柱接学生电源交流4 V，下列操作可使交流电压表示数变大的是(　　) A.原线圈改接直流6 V B.取下变压器上部的铁芯 C.将电源改接原线圈的“0”和“1”两个接线柱 D.将电压表改接副线圈的“2”和“8”两个接线柱 8.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8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＝ 综合创新练 1． 选择题： 9.一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是(　　) A.充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加 B.充电过程中，电容器的上极板带正电荷，流过电阻R的电流由M点流向N点 C.放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小 D.放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向M点 10.(2025·河北卷,6)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(　　) 11.(多选)(2025·湖北卷,8)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 二．计算题： 12.某同学制作一个简易的手摇发电机，将匝数N＝100、边长L＝0.1 m、内阻r＝4 Ω的正方形线圈放入磁感应强度为B＝ T 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴OO1以角速度ω＝10π rad/s匀速转动。其简化示意图如图，输出端与理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1 ∶n2＝4∶1，副线圈外接电阻R＝1 Ω。求： (1)发电机产生的电动势有效值E； (2)电阻R消耗的电功率P。 13.(2024·江苏南通一模)如图所示，一个小型交流发电机输出端连接理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，副线圈连接电阻R。交流发电机的线圈匝数为N，电动势瞬时值的表达式为e＝Emsin ωt，发电机线圈电阻不计。求： (1)通过发电机线圈磁通量的最大值Φm； (2)变压器原线圈中电流的有效值I。 参考答案： 1.答案　D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.答案　B解析　当R3被光照射时，R3阻值减小，电路总电阻减小，总电流变大，R1两端的电压U变大，电源内阻以及R1两端的电压之和变大，则R2的并联支路的电压减小，R2的电流减小，则电流表示数I变小，故B正确。 3.答案　A解析　由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。并联电路部分的电阻为R并＝＝2 Ω，R1与R并串联且R1＝R并，则R1的功率与另外三个灯泡的功率之和相等，故四个灯泡中功率最大的是R1，故选项A正确。 4.答案　B解析　当滑动变阻器R2滑片向右滑动一小段距离后，滑动变阻器R2的阻值变小，则电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可得，总电流变大，即电流表A1的示数变大，根据U＝E－I1r，可知路端电压变小，即电压表的示数减小，故A错误；由于路端电压变小，可得通过R1的电流I3减小，又因为总电流I1增大，则通过滑动变阻器R2的电流I2增大，且因为I1＝I2＋I3，可知I2的增加量比I1的增加量大，即ΔI1小于ΔI2，故B正确；根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－r，可得＝，故C错误；电源的效率为η＝＝＝，可知外电路电阻减小，则电源的效率减小，故D错误。 5.答案　B解析　无硬币通过时，穿过线圈L1的磁通量不一定都能穿过线圈L2，则投币器不可看作理想变压器，选项A错误；线圈L2频率与线圈L1频率相同，均为f，与硬币是否通过无关，选项B正确，D错误；硬币通过时，穿过硬币中的磁通量先增大后减小，选项C错误。 6.答案　D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，图示位置切割磁感线的速度与磁感线垂直，根据i＝－，可知图示位置电流最大，则线圈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。 7.答案　C解析　变压器只适用于交流电，直流电无法产生感应电流，故A错误；如果取下铁芯，线圈的自感系数下降，电压表的示数变小，故B错误；将电源改接原线圈的“0”和“1”两个接线柱，原线圈的匝数将减小，而副线圈匝数不变，则电压表示数将变大，故C正确；将电压表改接副线圈的“2”和“8”两个接线柱，副线圈的匝数将减小，而原线圈匝数不变，则电压表示数将变小，故D错误。 8.答案　C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，根据P内＝Ir，联立可得r＝，故C正确。 9.答案　C解析　电容器不论是充电过程还是放电过程，电流都是逐渐减小的，充电过程电容器两极板的电荷量增加，由C＝可知电容器两极板间电势差增大，放电过程电容器两极板的电荷量减少，电势差减小，A错误，C正确；根据电路结构可知，不论是充电过程还是放电过程，电容器的上极板都是带正电荷的，充电过程，流过电阻R的电流由N点流向M点，放电过程，流过电阻R的电流由M点流向N点，B、D错误。 10.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。 11.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。 12.答案　(1)20 V　(2)16 W 解析　(1)由题可知，线圈产生电动势的最大值为 Em＝NωBS＝20 V 则线圈产生电动势的有效值为E＝＝20 V。 (2)设变压器原线圈的电流为I1，副线圈的电流为I2， 则根据能量守恒定律有EI1＝Ir＋IR 根据变压器的电流关系有＝ 联立解得，电阻R中的电流为I2＝4 A 则电阻R消耗的电功率P＝IR＝16 W。 13.答案　(1)　(2) 解析　(1)设匀强磁场的磁感应强度大小为B，线圈面积为S， 则Em＝NωBS 且Φm＝BS 解得Φm＝。 (2)设变压器原、副线圈上电压的有效值为U1、U2，则U1∶U2＝n1∶n2 且U1＝ U1I1＝ 解得I1＝。 学科网（北京）股份有限公司 $