专题集训15 直流电路与交流电路-（配套练习）【金版新学案】2026年高考物理大二轮专题复习与测试

专题集训(十五)　直流电路与交流电路 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题5分，共50分) 1.(2025·北京东城区二模)人体中的脂肪因缺乏自由电子或离子，不容易导电，某脂肪测量仪的工作原理是根据人体等效电阻阻值的大小来判断脂肪所占比例的高低，简化电路如图所示，其中定值电阻R1与人体等效电阻R2的阻值相差不大。下列说法正确的是(　　) A.脂肪所占比例低者对应的电压表的示数较大 B.脂肪所占比例高者对应的电流表的示数较小 C.脂肪所占比例低者对应的电源内阻消耗的功率较小 D.脂肪所占比例高者对应的电源消耗的总功率较大 答案：B 解析：脂肪所占比例低者等效电阻R2较小，根据闭合电路欧姆定律可得I＝，可知电流较大，则电压表示数U＝E－I，可知U较小，故A错误；脂肪所占比例高者等效电阻较大，根据闭合电路欧姆定律可知电流较小，电流表的示数较小，故B正确；脂肪所占比例低者对应的电流较大，根据Pr＝I2r，可知电源内阻消耗的功率较大，故C错误；脂肪所占比例高者对应的电流较小，根据P＝EI，可知电源消耗的总功率较小，故D错误。故选B。 2.(多选)(2025·湖南师大附中二模)在图甲的电路中，R1是可变电阻，R2是阻值为3 Ω的定值电阻，电源有内阻。调节R1的阻值，得到理想电压表和理想电流表的多组数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U-I图像如图乙中AB所示。则(　　) A.图线a的斜率表示通过R1的电流为0.1 A时，R1的有效电阻为10 Ω B.图线AB斜率的绝对值表示电源内阻 C.R1变化时，R2消耗的最大功率为0.75 W D.电流为0.3 A时，电源的效率为76％ 答案：CD 解析：电压表测量的是R1两端电压，电流表测量干路电流，因此图线a的斜率表示通过R1的电流为0.1 A时，R1的有效电阻为20 Ω，故A错误；根据题图甲可得U＝E－I，得图线AB斜率的绝对值｜k｜＝R2＋r＝ Ω＝5 Ω，又R2＝3 Ω，故r＝2 Ω，由I＝0.1 A、U＝2 V可得E＝2.5 V，因此图线AB斜率的绝对值表示电源内阻和R2之和，故B错误；根据PR2＝I2R2知，R1＝0时，R2消耗的功率最大，为PR2max＝×3 W＝0.75 W，故C正确；电源的效率为η＝×100％＝×100％，则电流为0.3 A时，电源的效率为η＝×100％＝×100％＝76％，故D正确。故选CD。 3.(多选)(2025·海南海口联考)如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，且r＜R0，电容器的电容为C，灯泡电阻也为R0且保持不变，电表均为理想电表。闭合开关S，电流稳定时，灯泡正常发光，电压表示数为U，电流表示数为I，向右调节滑动变阻器滑片P到特定位置，待电路稳定，该过程电压表示数的变化量的绝对值为ΔU，电流表示数的变化量的绝对值为ΔI，则(　　) A.＝r B.电压表、电流表示数均变大，灯泡变亮 C.通过R0的电荷量为CΔU D.电源的输出功率减小，总功率增大 答案：AC 解析：由闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir，整理得U＝E－Ir，即＝r，故A正确；滑动变阻器滑片P向右滑动，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得电流表示数增大，灯泡变亮，电源内电压增大，则路端电压减小，电压表示数减小，故B错误；通过R0的电荷量为Q＝CΔU，故C正确；电源的输出功率P＝＝，当R外＝R＋R0＝r时电源输出功率最大，由于r＜R0，滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，外电路电阻依然大于内阻，但更接近内阻，电源的输出功率增大，电源的总功率P总＝EI增大，故D错误。故选AC。 4.(2025·江苏南京二模)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，从图示位置计时，则R中的电流i随时间t变化的图像是(　　) 答案：A 解析：线框绕与磁场垂直的轴匀速转动，产生正弦式交流电，因为通过电阻R向右的电流为正。根据楞次定律和安培定则可知，线框由题图所示位置顺时针旋转90°的过程中，通过电阻R的电流为负，且电流从0开始逐渐增大，线框旋转90°时，电流突然反向，线框旋转90°至180°的过程中，通过电阻R的电流为正，且电流逐渐减小，故A正确。 5.(多选)(2025·山东济宁二模)某实验小组研究互感现象的装置如图甲所示，M为送电线圈，接正弦式交变电流，N为匝数n＝10的受电线圈，其磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A.穿过线圈N的最大磁通量为0.002 Wb B.线圈N产生的感应电动势的最大值为4 V C.在t＝×10－3 s时，线圈N中交变电流的方向不发生变化 D.线圈N产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝4sin (2 000t) V 答案：BC 解析：由题图乙可知，穿过线圈N的最大磁通量为Φm＝2.0×10－4 Wb＝0.000 2 Wb，故A错误；穿过线圈N的磁通量的变化周期T＝π×10－3 s，则有ω＝＝2 000 rad/s，故线圈N产生的感应电动势的最大值为Em＝nωBS＝nωΦm＝10×2 000×2.0×10－4 V＝4 V，故B正确；在t＝×10－3 s时，穿过线圈N的磁通量为零，视为垂直于中性面位置，所以线圈N中交变电流的方向不发生变化，故C正确；在t＝0时，穿过线圈N的磁通量最小，感应电动势最大，故线圈N产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcos ωt＝4cos (2 000t) V，故D错误。故选BC。 6.(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 答案：B 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，则输出电压U2＝U1＝18 V，若将电阻箱阻值调为18 Ω，则电流表的示数I2＝1 A，故A错误；若将副线圈匝数调为总匝数的，则输出电压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，不会导致副线圈电流的变化，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，输出电压U2″＝U1″＝9 V，副线圈电流变为I2″＝＝1.5 A，故D错误。故选B。 7.(2025·北京朝阳区二模)如图所示，在理想变压器的原线圈回路中接有定值电阻R1，副线圈回路中接有滑动变阻器R2。原线圈一侧接在稳定的正弦式交流电源上，电流表和电压表均为理想交流电表。滑动变阻器滑片从某处自下向上滑动时，下列说法正确的是(　　) A.电压表的示数增大 B.电流表的示数增大 C.R1两端的电压增大 D.流过R2的电流增大 答案：A 解析：滑片从某处自下向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值R变大，由等效电阻法有R'＝R，可知等效电阻变大，由欧姆定律可知，流经R1的电流为I1＝，可知I1减小， 即电流表的示数减小；由电路电压关系可知，原线圈的电压为U1＝U－I1R1，I1减小，则原线圈两端的电压增大，根据理想变压器的电压与匝数关系有＝，可知U2增大，即电压表示数增大，A正确，B错误。R1两端的电压为UR1＝I1R1，I1减小，则R1两端的电压减小，C错误。由理想变压器原、副线圈两端的电流关系有n1I1＝n2I2，I1减小，I2也减小，即流过R2的电流减小，D错误。故选A。 8.(2025·山西晋城二模)如图所示，自耦变压器为理想变压器，电压表为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，在A、B两端输入正弦式交流电压，调节P1或P2，则下列说法正确的是(　　) A.仅将滑片P1向下移，电压表的示数变大 B.仅将滑片P1向下移，变压器输入的功率变大 C.仅将滑片P2从a端移到b端，变压器的输入功率先变小后变大 D.仅将滑片P2从a端移到b端，电压表的示数一直变大 答案：C 解析：仅将滑片P1向下移，由＝可知，n2减小，U2减小，副线圈中电流减小，由U＝I2Rab知，电压表的示数减小，A错误；仅将滑片P1向下移，n2减小，U2减小，由P2＝知，变压器的输出功率减小，则变压器的输入功率也减小，B错误；仅将滑片P2从a端移到b端，Rab先增大后减小，由P2＝知，变压器的输出功率先变小后变大，则变压器的输入功率先变小后变大，C正确；仅将滑片P2从a端移到b端，Rab先增大后减小，由I2＝知，副线圈电流先减小后增大，由UV＝U2－I2R1知，电压表的示数先增大后减小，D错误。故选C。 9.(2025·内蒙古包头二模)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝5∶1，原线圈的电压u＝50sin V，副线圈中接有R1＝10 Ω、R2＝10 Ω、可变电阻R3，所用电表均为理想电表。断开开关S，在R3增大的过程中，电流表A、电压表V1、电压表V2示数的变化量分别为ΔI、ΔU1、ΔU2。下列说法正确的是(　　) A.小于 B.与均不变 C.闭合开关S，R3调为0，变压器的输入电流为0.4 A D.闭合开关S，保证电容器不损坏，电容器的耐压值至少为10 V 答案：B 解析：R3增大，副线圈两端电压不变，电压表V1、电压表V2示数之和等于副线圈两端电压不变，可得｜ΔU1｜＝｜ΔU2｜，故A错误。由欧姆定律可得＝R2，可知不变；｜ΔU1｜＝｜ΔU2｜，则有＝，保持不变，故B正确。假设断开开关S，将R3调为0，原线圈电压U1＝50 V，根据＝，可得副线圈电压U2＝10 V，副线圈的电流为I2＝＋，解得I2＝2 A，根据＝，可得变压器的输入电流I1＝0.4 A，因为电容器通交流，故闭合开关S，原、副线圈的电流均增大，变压器的输入电流大于0.4 A，故C错误。副线圈电压的最大值为U2m＝U1m＝10 V，保证电容器不损坏，电容器的耐压值至少为10 V，故D错误。故选B。 10.(2025·安徽淮北、淮南二检)白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程。如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器的原、副线圈匝数分别为n3、n4。保持发电机输出电压U1及输电线路上的总电阻R线不变。如果将输送电压U2由240 kV升级为1 000 kV，输送的总电功率变为原来的2倍，则(　　) A.变为原来的 B.输电线上的电流变为原来的 C.输电线上损失的功率变为原来的 D.如果用户端电压U4不变，应变小 答案：A 解析：保持U1不变，如果将输送电压U2由240 kV升级为1 000 kV，U2变为原来的，根据＝，所以，故A正确；根据P2＝U2I2可知，因P2变为原来的2倍，U2变为原来的，则输电线上的电流变为原来的，故B错误；根据P损＝R线可知，P损变为原来的，故C错误；总功率变大，损失的功率变小，则用户端功率变大，因用户端电压不变，则I4变大，又I2变小，I2＝I3，则＝变大，故D错误。故选A。 学生用书⬇第69页 学科网（北京）股份有限公司 $