2026届高三物理二轮专题复习强化练习：第9讲 直流电路与交流电路

第9讲 直流电路与交流电路 专题强化练习 基础保分练 1． 选择题： 1.(2025·江苏扬州市期末)如图所示，金属线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的OO'轴匀速转动，转动周期为2×10-2 s，感应电动势的有效值为220 V，从图示位置开始计时，其表达式为(　　) A.e=220sin (100πt) V B.e=220cos (100πt) V C.e=220sin (100πt) V D.e=220sin (50πt) V 2.(2025·江苏盐城市三模)某实验小组采用如图所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器阻值，发现电压表示数虽然有变化，但变化不明显，主要原因是(　　) A.滑动变阻器与电路接触处断路 B.电流表阻值太小 C.滑动变阻器的阻值太小 D.电池内阻太小 3.(2025·江苏南京市一模)如图所示，某同学利用一块表头G和三个定值电阻R1、R2、R3设计了如图所示的多量程电流表，该电表有1、2两个量程。当只增大电阻R1的阻值时，下列说法中正确的是(　　) A.两个量程均变大 B.两个量程均变小 C.1的量程变大，2的量程变小 D.1的量程变小，2的量程变大 4.(2025·江苏宿迁市一模)在图甲的电路中，电源内阻不计，不计电表内阻的影响。调节R1的阻值，得到各组电压表和电流表数据，作出的U-I图像如图乙中AB所示，则表示R1阻值的是(　　) A.AB的斜率 B.仅a的斜率 C.仅b的斜率 D.a或b的斜率 5.(2025·江苏无锡市期末)某城市新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。其内部电路简化原理图如图所示，电源电动势为E，内阻为r，RG为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)。当随着傍晚到来光照逐渐减弱时，下列判断正确的是(　　) A.A灯变亮，B灯变亮 B.A灯变亮，B灯变暗 C.电源的效率变小 D.RG上电流的变化量等于R0上电流变化量 6.(2025·江苏宿迁市三模)如图所示，电源电动势为E，内阻不计，定值电阻的阻值分别为R1、R2，电容器的电容为C。闭合开关S，电路稳定后(　　) A.通过电阻R1的电流为零 B.电容器所带电荷量为CE C.断开S的瞬间，通过电阻R2的电流为 D.断开S后，通过电阻R2的电荷量为 7.(2025·江苏南京市二模)如图，发电机的矩形线框处在竖直向下的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的对称轴OO'以角速度ω匀速转动。取通过电阻R向右的电流为正，从图示位置开始计时，则R中的电流i随时间t变化的图像是(　　) 8.如图所示，在远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，其中降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4=100∶1，输电线上的总电阻R=10 Ω，输电线上损失的功率ΔP=40 W，用户两端的电压U4=220 V，则下列说法正确的是(　　) A.输电线上通过的电流为4 A B.升压变压器的输出电压为22 kV C.发电机的输出功率为66 kW D.用户消耗的功率为44 kW 综合创新练 一.选择题： 9.(2025·江苏南通市三模)如图所示，在原线圈两端加上有效值恒定的交流电压，理想变压器原、副线圈的电压有效值分别为U1、U2，电流有效值分别为I1、I2。当滑动变阻器滑片P向下移时(　　) A.I1不变 B.I2变小 C.U1不变 D.U2变小 10.某同学设计了一个测量压力的电子秤，电路图如图所示，压敏电阻R会随秤台上所受压力的变大而线性变小，G是由理想电流表改装而成的指针式测力显示器，R0是定值电阻，电源电动势为E，内阻为r(R0>r)，当压力变大时(　　) A.电流表示数随压力大小变化而线性变化 B.电容器C放电 C.电源的输出功率变大 D.电源的效率变大 11.(2025·江苏盐城市模拟)如图，理想变压器原线圈接有效值保持不变的正弦交流电压，电压表和电流表均为理想交流电表，RT为热敏电阻(温度升高，电阻减小)，R0、R1为定值电阻，C为电容器，通电后随着RT温度升高，下列说法正确的是(　　) A.V1的示数和V2的示数都不变 B.理想变压器的输入功率减小 C.通过R1的电流始终为零，R1不消耗电能 D.A1和A2的示数都减小 二．计算题： 12.贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4 000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.20 T，线圈的匝数为100、面积为0.5 m2，电阻为0.6 Ω，若磁体转动的角速度为90 rad/s，线圈中产生的感应电流为50 A。求： (1)线圈中感应电动势的有效值E； (2)线圈的输出功率P。 尖子生选练 13.(2024·湖南卷·6)根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻R时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是(　　) A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4P B.输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为4P C.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为8P D.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为6P 参考答案： 1.答案　A解析　线圈转动的角速度为ω== rad/s=100π rad/s，感应电动势的峰值为Em=E有效=220 V，图示位置为中性面位置，故感应电动势的表达式为e=220sin (100πt) V，故选A。 2.答案　D解析　用题图所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器阻值，发现电压表示数虽然有变化，但变化不明显，原因是电池内阻太小，故选D。 3.答案　A解析　测电流时，量程1为I1=+Ig，量程2为I2=+Ig，当只增大电阻R1的阻值时，两个量程均变大。故选A。 4.答案　D解析　根据闭合电路欧姆定律有U=E-IR2，可知AB的斜率绝对值代表R2的阻值，a的斜率表示通过R1的电流为0.1 A时R1接入电路的有效电阻；b的斜率表示通过R1的电流为0.3 A时R1接入电路的有效电阻，故选D。 5.答案　A解析　光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，A灯变亮，支路R0上的电流减小，R0上的电压减小，又因为路端电压增大，所以B灯两端电压增大，B灯变亮，故A正确，B错误；因为外电阻变大，根据η==1-，可知电源的效率变大，故C错误；对于电阻R0所在支路，有ΔI0=ΔIB+ΔIG，其中ΔI0<0、ΔIB>0，所以|ΔI0|<|ΔIG|，故D错误。 6.答案　C解析　电路稳定后，根据闭合电路欧姆定律可知通过电阻R1的电流为I=，故A错误；电容器两端电压等于电阻R2两端电压，则有U2=IR2=，电容器所带电荷量为Q=CU2=，故B错误；断开S的瞬间，电容器与电阻R2构成回路进行放电，通过电阻R2的电流为I2==，故C正确；断开S后，电容器与电阻R2构成回路进行放电，则通过电阻R2的电荷量为，故D错误。 7.答案　A解析　由题意可知线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生正弦式交流电，因为通过电阻R向右的电流为正，根据楞次定律可知线框由题图所示位置顺时针旋转90°过程中，流过电阻R的电流为负，由于换向器的存在，线框旋转90°时，电流突然反向，线框旋转90°至180°的过程中，流过电阻R的电流为正且电流逐渐减小，故选A。 8.答案　D解析　根据题意有ΔP=I2R，输电线上通过的电流为I== A=2 A，故A错误；根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比，则有=，可知降压变压器输入电压为U3=U4=22 000 V，输电线上的电压为ΔU=IR=20 V，升压变压器的输出电压为U2=U3+ΔU=22 020 V，故B错误；发电机的输出功率等于升压变压器的输出功率，则有P1=P2=U2I=44 040 W，故C错误；降压变压器的输入功率等于用户消耗的功率，则有P4=P3=U3I=44 000 W=44 kW，故D正确。 9.答案　D解析　设滑动变阻器电阻为R，则U0=I1R1+U1，由理想变压器可得=，=，副线圈两端的电压为U2=I2(R2+R)，联立解得U0=I1[R1+()2(+R)]，当滑动变阻器滑片P向下移时，R减小，U0不变，则原线圈电流I1增大，从而副线圈电流I2增大，电阻R1上分压增大，则原线圈两端电压U1减小，副线圈两端电压U2也减小，故选D。 10.答案　C解析　根据闭合电路欧姆定律可得电流表示数为I=，由题意可知压敏电阻R随所受压力大小变化而线性变化，则电流表示数随压力大小变化而非线性变化，故A错误；当压力变大时，压敏电阻R阻值减小，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小，则定值电阻R0两端电压增大，电容器C两端电压增大，电容器所带电荷量增大，电容器C充电，故B错误；电源的输出功率为P出=()2R外=，可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，而R0>r，则当压力变大时，即外电阻减小时，电源的输出功率变大，故C正确；电源的效率为η=×100%=×100%=×100%，由于外电阻减小，所以电源的效率变小，故D错误。 11.答案　A解析　理想变压器原线圈接有效值保持不变的正弦交流电压，则V1的示数不变，根据=可知，副线圈输出电压不变，即V2的示数不变，故A正确；随着RT温度升高，RT电阻减小，则副线圈输出电流I2变大，根据P1=P2=U2I2，可知理想变压器的输入功率增大，根据=可知，原线圈电流I1变大，则A1和A2的示数都增大，故B、D错误；由于变压器副线圈输出电流为交变电流，所以电容器周期性地进行充电和放电，所以R1有电流流过，R1会消耗电能，故C错误。 12.答案　(1)6.4×102 V　(2)3.1×104 W 解析　(1)电动势的最大值Em=NBSω 有效值E=，解得E= 代入数据得E≈6.4×102 V (2)输出电压U=E-Ir 输出功率P=IU 解得P=I(E-Ir)=50×(6.4×102-50×0.6) W≈3.1×104 W。 13.答案　A解析　将降压变压器部分的电路等效为一个定值电阻R等，如图为等效电路图，设降压变压器的原、副线圈匝数比为k∶1， 输电线路中的电流为I2，降压变压器副线圈中的电流为I4，由等效部分功率相同可得：R=R等，又有=，故R等=k2R，则输电线上的电流为I2=，转子在磁场中转动时产生的电动势为e=NBSωsin ωt，当转子角速度增加一倍时，升压变压器原、副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为I2'=2I2，由P2=I2'2R0知R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确； 升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误； 若R0阻值增加一倍，输电线路上的电流减小，由P3=I2″2R0知R0消耗的功率P3<4P 故B错误； 若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为I2‴==，I2<I2‴<2I2 R0消耗的功率P4=I2‴2R0 P<P4<4P，即P4≠6P，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $