专题卷11 直流电路和交流电路-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理二轮复习专题卷

高三二轮复习专题卷十一/物理 直流电路和交流电路 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共7小题，每小题6分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符 合题目要求的) 1.安培曾提出分子电流假说，依据该假说，电子绕原子核运动可视为一个 环形电流。假设存在一个分子电流模型，电荷量为的电子以转速n绕 ⊕ 原子核在水平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，则该环形电流的大小 和产生磁场的方向分别为 A.ne,竖直向下 B.ne,竖直向上 C.,竖直向下 2元 D.发竖直向上 2.如图所示为交流发电机发电的示意图，线圈abd先后经历了甲→乙→丙→丁→戊的阶段，线圈的 ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上， 线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接，下列说法正确的是 丙 A.图乙中，线圈平面与磁感线平行，磁通量变化率为零 B.从图甲位置开始计时，线圈转动的角速度为ω，则线圈中电流i随时间t变化的关系为i=Im cos wt C.当线圈转到图丙位置时，感应电流最大 D.当线圈转到图丁位置时，感应电动势最大 3.如图甲所示的电路中，理想变压器的原线圈接在按图乙所示规律变化的正弦式交流电源上，定值 电阻R1的阻值为102，定值电阻R2的阻值为202，定值电阻R,的阻值为202，电流表的示数 为0.2A,电流表为理想电表，其余电阻不计，下列说法正确的是 A.每秒钟内，通过定值电阻 ↑/V R的电流方向改变50次 1002 B.理想变压器原、副线圈的匝 t/(×10-2s) 数之比为5：1 R -1002 C.定值电阻R,两端的电压为 5V D.定值电阻R消耗的功率为10W 物理第1页（共4页)】 衡水金卷·先享题·高 4.如图所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈的匝数分别为1、2，降压变压器原、副线圈 的匝数分别为3、4。保持发电机的输出电压U,以及输电线路上的总电阻R线不变，两变压器均 为理想变压器。如果将输送电压U2变为原来的2倍，输送的总电功率变为原来的4倍，则下列说 法正确的是 A.变为原来的4倍 IU U2hR线 3UU414 n I线 B.通过输电线的电流变为原来的4倍 m13 户 C.输电线上损失的功率变为原来的2倍 P 3 1P4 D.输电线上损失的功率变为原来的4倍 回路1 回路2 回路3 5.为了检验输电电压高低对电能输送的影响，某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路进行对比实 验。两个电路使用相同的低压交流电源，所有的定值电阻R和灯泡的阻值均相等，导线电阻不 计。图乙中的两个理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:2=1:2,3:n=2:1。已知灯泡L1消耗 的功率为P,则灯泡L2消耗的功率为 1) >2 n3 L2 R 甲 A.3p C.2P D.4P 6.电蚊拍用来杀灭蚊子的原理如图所示，由稳恒直流电源提供的电压被高频转换器转换成= 3sin10000πt(V)的交流电压，再将其加在变压器的原线圈上，副线圈连接电蚊拍的高压电击网， 电击网上电压的峰值可达到2400V,一且蚊子触碰到电击网就会被杀灭。电压表为理想电表，变 压器可视为理想变压器。下列说法正确的是 A.t=0时刻，电压表的示数为0 电蚊拍的高 压电击网 B.电击网上电压的频率为1000Hz 高 C.变压器原、副线圈的匝数之比n1:2=1:800 转 D 1 D.将直流电源直接连接在变压器的原线圈上，电蚊拍仍 换 器 然能正常工作 7,如图甲所示，电路M、N端输入正弦式交变电流。将滑动变阻器的滑片从α端缓慢向下滑动，记 录交流电压表V的示数U与交流电流表A的示数I,并描绘U-I图像如图乙所示。定值电阻的 阻值为R。,当滑动变阻器接入电路的阻值减小为4R。时，变压器的输出功率最大。变压器可视为 理想变压器，电压表和电流表均可视为理想电表，其余电阻不计，则下列说法正确的是 三二轮复习专题卷十一 物理第2页（共4页)】 A.定值电阻的阻值为122 B.变压器的最大输出功率为50W A C.滑动变阻器的最大阻值为402 D.变压器原、副线圈的匝数之比N9 Ro 21:n2=14 甲 二、多项选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题 目要求，全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 8.国家卫生健康委员会主任在十四届全国人大三次会议民生主题记者会上表示，实施“体重管理年” 3年行动，普及健康生活方式，加强慢性病防治。控制体内脂肪积累可有效控制体重，如图甲所示 为脂肪测量仪，被测试者手握把手P、Q,通过测量流经双手的微弱电流来测量电阻，从而测定身 体脂肪率，其简化原理如图乙所示，R1、R2为定值电阻，电压表和电流表均可视为理想电表。体型 相近的测试者，脂肪率越高，其电阻越大，则两体型相近者参加测试，下列说法正确的是 A.脂肪率高者测试时，定值电阻R消耗的功率较大 B.脂肪率高者测试时，电源效率较高 C.脂肪率高者测试时，电压表的示数与电流表示数的比 值较小 D.电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定 9.热敏电阻、光敏电阻在家电、汽车、医疗、电力等领域有广泛的应用，某兴趣小组设计了一个如图所 示的电路来研究热敏电阻和光敏电阻，电路接在电压恒定的交流电源上，变压器为理想变压器。 R,为定值电阻；R2为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小；R为光敏电阻，其阻值随光照强度增 大而减小，下列说法正确的是 A.通过R,的电流与通过R2的电流之比等于2： B.若用电吹风加热R2,则R,消耗的功率变大 ,13 C.若用强光灯照射R,则R2消耗的功率变小 D.若用电吹风加热R2,同时用强光灯照射R3,则R,消耗的功率变小 10.如图甲所示，电路中M为直流电动机，R为滑动变阻器，三个电表均为理想电表。滑动变阻器的 滑片从最上端逐渐向下滑动到最下端时，电动机M正常工作，整个过程中两个电压表V,、V2示 数随电流表示数变化的情况如图乙所示，图乙中ab段、dc段为直线，bc段为曲线，下列说法正确 的是 AU/V M 5.0 A.电压表V:的示数随电流表示数变化的图线 4.0 为abc段 3.0 2.0 k电源的电动势为5V,内阻为号n A 1.0---- 09 0.10.20.30.40.57A 乙 物理第3页（共4页）】 衡水金卷·先享题·高 C.电动机M正常工作时的输出功率为1.5W D.滑动变阻器的最大阻值为152 三、非选择题（本题共2小题，共34分。请按要求完成下列各题） 11.(16分)如图所示，电源的电动势E=15V、内阻不计，定值电阻R,的阻值为20Ω，定值电阻R2 的阻值为402，平行板电容器的电容C=1uF,其极板长l=3cm,两极板间距d=1cm,下极板 接地。将开关S闭合，电子枪发射一电子沿极板中轴线射入两极板间后，恰好打在上极板的中 点。已知电子的电荷量e=1.6×10-C,电子的质量m=9×10-31kg,电子重力不计。 (1)求电容器所带的电荷量Q: (2)求电子的初速度大小； (3)断开开关S,让电子枪仍以(2)中的初速度源源不断地沿中轴线发射电子，假设落到两极板 上的电子都能够被完全吸收，求能打在极板上的总电子数。 12.(18分)小型交流发电机向较远处的用户供电，发电机的线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场 方向的轴OO匀速转动。已知线圈abcd的匝数N=100、面积S=0.043m,线圈匀速转动的角 速度u=100rrad/s,匀强磁场的磁感应强度大小B=2T,输电导线的总电阻R=12.5D,降压 变压器原、副线圈的匝数之比n:n4=10:1。用户区标有“220V8.8kW”的电动机恰好能正常 工作，用户区及连接发电机线圈的输电导线的电阻均可忽略，发电机线圈abcd的电阻不可忽略， 变压器均为理想变压器。 (1)求输电线路上损耗的电功率△P; (2)若升压变压器原、副线圈的匝数之比n1:2=1:9,求发电机线圈abcd的阻值r。 7C B R W t12 12 三二轮复习专题卷十一 物理第4页（共4页）高三二轮复习 ·物理· 高三二轮复习专题卷十一 物理 9 命题要素一览表 注： 1.能力要求： I,理解能力Ⅱ.推理论证能力 Ⅲ，模型建构能力V.创新能力V,实验探究能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究 ④科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) W ① ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 电流、安培定则 易 0.90 2 单项选择题 6 交变电流的产生 易 0.85 3 单项选择题 6 交变电流、理想变压器 中 0.75 4 单项选择题 6 远距离输电 中 0.70 5 单项选择题 6 远距离输电 中 0.60 6 单项选择题 6 理想变压器的应用 中 0.60 7 单项选择题 6 理想变压器、U-I图像 中 0.60 8 多项选择题 8 闭合电路欧姆定律 中 0.70 9 多项选择题 8 理想变压器 中 0.60 10 多项选择题 8 非纯电阻电路 难 0.55 11 非选择题 16 闭合电路欧姆定律、含容电路 易 0.80 12 非选择题 18 远距离输电 中 0.60 叁考答案及解析 一、单项选择题 置，从此时开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关 1.B【解析】电子做圆周运动的周期T=分，根据电流 系为i=Imsin ot,B项错误：当线圈转到图丙位置时， 线圈在中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，磁通量 的定义，可得环形电流的大小I=票=，由于电子 的变化率最小，故感应电动势最小，产生的感应电流 绕原子核在水平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动， 最小，C项错误；当线圈转到图丁位置时，穿过线圈的 故电流方向为逆时针方向，根据安培定则可知，磁场 磁通量最小，磁通量的变化率最大，故感应电动势最 方向竖直向上，B项正确。 大，D项正确。 2.D【解析】图乙中，线圈在与中性面垂直的位置，磁 3.B【解析】由图乙可知，交变电流的周期T=0.02s, 通量变化率最大，A项错误：图甲中，线圈在中性面位 1s是50个周期，每个周期内电流方向改变两次，故 每秒钟内，通过定值电阻R的电流方向改变100次， ·39· ·物理· 参考答案及解析 A项错误；理想变压器原线圈两端的电压有效值U, 变压器的原线圈上，穿过副线圈的磁通量不发生变 _儿=100亚V=100V,原线圈的输入功率P= 化，在副线圈中不产生感应电动势，没有电压输出，电 √2√2 蚊拍不能正常工作，D项错误。 IU1=0.2×100W=20W,副线圈上的总电阻R= 7.B【解析】设交变电源电压的有效值为U。,在原线 R+=0Q,剧线图的箱出功率P-装 圈回路中有U。=U十IR。,可得U=U。一IR。,由图乙 P,解得U2=20V,则理想变压器原、副线圈的匝数 可知U-1图像斜率的绝对值为R,即R=兴口 之比n1:2=U1:U2=5:1,B项正确：根据理想变压 =82,将I=2A,U=24V,代入U。=U+IR,解得 器原，副线圈电流与匝数的关系，可得”=上=5 U。=40V,A项错误：将变压器与滑动变阻器整体等 11 解得12=1A,定值电阻R,两端的电压UR=IR nLU: 效为一个电阻，等效电阻的阻值R,=丛= 10V,C项错误：通过定值电阻R的电流I, I 他1 R平R。=号A,定值电阻R消耗的功率P, R2 ()R,变压器的输出功率等于滑动变阻器消耗的 I,R=5W,D项错误。 LU。 4.D【解析】发电机的输出电压U1不变，如果将输送 功率，变压器的输出功率P=（R干RPR, 电压变为原来的2倍，根据号-是，可得费空为 U 一，当R,=R。时，滑动变阻器消耗的功 111 R R, +R+2R。 原来的2倍，A项错误：输送电压U2变为原来的2 倍，输送的总电功率P送变为原来的4倍，根据输送 率最大，最大功率P。= 4Ro =50W,此时滑动变阻器 的总电功率P送=U212可知，通过输电线的电流12 变为原来的2倍，B项错误；根据P辍=R线可知，输 接入电路的阻值减小为4R。,有R=()4R。=R。, 电线上损失的功率P:变为原来的4倍，C项错误，D 解得变压器原、副线圈的匝数之比n:2=1:2,B项 项正确。 正确，D项错误：当滑动变阻器的阻值调到最大，即阻 5.D【解析】设低压交流电源的有效值为U1,图甲中 值为Rm时，则等效电阻的阻值R'=()Rm也最 119 灯泡L消耗的功率P=(录)R,图乙中升压变压器 大，可知通过原线圈的电流最小，由图乙可知最小电 的输出电压U,=U匹=2U1,将降压变压器与灯泡 流I=2A,对应的电压表示数U=24V,由图甲可知 L山，等效为一个电阻，则等效电阻的阻值R= 等效电阻的阻值R,'-号，联立解得R=48D.C项 13 错误。 n3U 二、多项选择题 n =(”)2.马=()R=4R,等效电阻消耗的 n 8.BD【解析】脂肪率高者测试时，电阻较大，回路中电 流较小，根据P,=严R,可知定值电阻R消耗的功 功率等于灯泡L2消耗的功率，灯泡L2消耗的功率 UI 率较小，A项错误；电源的效率7=司×100% P=（2R干R)R,解得P=4P,D项正确 6.C【解析】电压表测量的是原线圈两端电压的有效 RX100%=1,X100%,由此可知，脂肪率高 R+r 1十 值，所以电压表的示数不为0，A项错误；根据题意可 者测试时，外电阻较大，电源效率较高，B项正确；脂 知，电击网上电压的频率f=会=500H,B项错 肪率高者测试时，总电阻较大，电流表示数较小，电压 误；变压器原、副线圈的匝数之比n1:2=Uim:Um= 表示数较大，则电压表示数与电流表示数的比值较 3:2400=1:800,C项正确：将直流电源直接连接在 大，C项错误；根据闭合电路欧姆定律，可得U=E ·40· 高三二轮复习 ·物理· 、I(+R十R),所以兴7十R,十R,即电压表示数 的电流为最大值，即0.5A,电动机两端的电压为 3.0V,则电动机M正常工作时的输出功率P=UI 变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定，D项 一IM=0.25W,C项错误；当电流表的示数最小 正确。 时，即最小值I'=0.2A,滑动变阻器接入电路的阻 9.BC【解析】根据理想变压器原、副线圈电压与匝数 值最大，由图乙可知此时U=1.0V,故此时滑动变 业=心，=，根据功率关系可得 的关系可得=，可 阻器两端的电压U'=E-U1一'r=3V,滑动变阻 U1I1=U2I2十U3L,联立可得1I1=2I2十I3,可 器的最大阻值R-号-15D,D项正确。 知通过R的电流与通过R。的电流之比I:I2≠2· 三、非选择题 n1,A项错误；若用电吹风加热R,则R2的阻值变 11.(1)1×10-5C(2)2×10m/s(3)4.6875× 小，即整个电路的等效电阻变小，可知整个电路消耗 1013个 的功率变大，即交流电源的输出功率变大，根据Pm 【解析】(1)由闭合电路欧姆定律，可得电容器两端 =UI1,可知通过原线圈的电流I变大；根据PR= R2 的电压U=R十R ·E (1分) R,可知R消耗的功率变大，B项正确：若用强光 灯照射R,则R的阻值变小，即整个电路的等效电 解得U=10V (1分) 阻变小，可知整个电路消耗的功率变大，即交流电源 由电容的定义式C-号 (1分) 的输出功率变大，根据Pm=UI1,可知通过原线圈的 可得电容器所带的电荷量Q=1×105C (1分) 电流I变大，则R两端的电压变大，原线圈的输入 (2)电子在电容器中运动时，在水平方向上做匀速直 电压U减小，根据光=可知，R:两端的电压U 线运动，有分=： (1分) 减小，根据PR,=发，可知R,消耗的功率变小，C项 在竖直方向上做匀加速运动，有号-2ad (1分) 正确；若用电吹风加热R2,同时用强光灯照射R,则 R2、R?的阻值均变小，即整个电路的等效电阻变小， 其中a=e四 (1分) d 可知整个电路消耗的功率变大，即交流电源的输出功 联立解得电子的初速度大小%=2×10m/s(1分) 率变大，根据Pm=UI1,可知通过原线圈的电流I变 (3)断开开关后，随着电子被吸收，电容器所带的电 大，根据PR=IR,可知R消耗的功率变大，D项 荷量会减小，当电子刚好到达电容器的上极板右边 错误。 缘时，打在极板上的电子数达到最大值 10.AD【解析】由U=E-Ir可知，闭合电路中路端电 此时对电子受力分析，水平方向上，有（三 压随电流按线性规律变化，电压表V,测量的是路 (1分) 端电压，即对应图线dc段，可知电压表V1的示数随 竖直方向上，有号=上×U (1分) 电流表示数变化的图线为abc段，A项正确；根据图 线dc提供的两组数据，由闭合电路欧姆定律U=E 由电容的定文式，可得C-号 -Ir,可得4.0V=E-0.2A·r,3.0V=E-0.5A 解得电容器所带的电荷量Q=2.5×10C(1分) ·,联立解得电源的电动势E=兰V,内阻r 电容器电荷量的变化量△Q=Q-Q=1×10-5C 2.5×10-6C=7.5×10-6C (2分) 号0，B项错误：由图乙可知，在a6段电动机两端的 电子数满足n=△Q (1分) 电压随电流按线性规律变化，故该过程中电动机未 解得能打在极板上的总电子数n=4.6875×10个 转动，为纯电阻电路，可得电动机的内阻一智 (2分) 5,当滑动变阻器的滑片在最下方时，此时干路中12.(1)200W(2)52 ·41· ·物理· 参考答案及解析 【解析】(1)设通过降压变压器原、副线圈的电流分 根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关 别为1、14，电动机恰好能正常工作时，有1一 PM 系，可得”= n U: (1分) (1分) 解得U1=250V (1分) 解得1=40A (1分) 交流发电机产生的感应电动势的最大值E= 根据理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系，有 NBSw=430√2V (1分) L业=4 I44 (1分) 解得电动势的有效值E= E=430V (1分) 解得13=4A (1分) 根据理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系，可得 输电线路上损耗的电功率△P=IR (1分) 1=他 (1分) 解得输电线路上损耗的电功率△P=200W(1分) I2 n (2)根据理想变压器原，副线圈电压与匝数的关系， 其中I2=1=4A 可得受号 解得I1=36A (1分) (1分) 根据闭合电路欧姆定律，有E=U十Ir (1分) 解得U3=2200V (1分) 解得发电机线圈abcd的阻值r=5a (1分) 升压变压器副线圈两端的电压U2=U3十IR(1分) 解得U2=2250V (1分) ·42·