2012高考物理一轮复习 直流和交流电路限时集训

专题限时集训(十) [专题十 直流和交流电路]

(时间：45分钟)

1．如图10－1所示，电源E的内阻不能忽略，其中，定值电阻R1＝20 Ω，R2＝16 Ω.当开关S扳到位置1时，电流表的示数为0.20 A，那么，当开关S扳到位置2时，电流表的示数可能是(

)

图10－1

A．0.18 A B．0.40 A C．0.26 A D．0.22 A

2．在如图10－2所示的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为(

)

图10－2

A．A灯和B灯都变亮 B．A灯变亮，B灯变暗 C．电源的输出功率增大 D．电源的工作效率降低

3．如图10－3所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A，那么(

)

图10－3

A．线圈消耗的电功率为4 W

B．线圈中感应电流的有效值为2 A C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cosD．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝

2π

T

2π

πT

5．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )

A.B．电动机的内电阻为4 Ω C．该车获得的牵引力为104 N

sin

用心 爱心 专心

1

T

D．该车受到的阻力为

63 N

7．实验室里的交流发电机可简化为如图10－5所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V．已知R ＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是(

)

图10－5

A．线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零

B．从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为i＝2sin50πt A C．流过电阻 R 的电流每秒钟换向50次 D．电阻 R上的热功率等于20 W

8．如图10－6所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n1∶n2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab 平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω

I，则( )

图10－6

A．变阻器上消耗的功率为P＝10IR B．变压器原线圈两端的电压U1＝10IR

C．从ab在环的最低端时开始计时，则棒ab中感应电流的表达式是iIsinωt D．ab沿环转动过程中受到的最大安培力FIBL

9．如图10－7所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin314t V的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )

2

用心 爱心 专心 2

A．2.0 V B．9.0 V C．12.7 V D．144.0 V

10．如图10－8所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环K、L与交流电流表A、定值电阻R通过导线串联．使矩形圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴旋转．下列说法中正确的是(

)

图10－8

A．从图示时刻开始计时，交流电流表A的示数随时间按余弦规律变化 B．线圈转动的角速度越大，交流电流表A的示数越小 C．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大 D．线圈平面与磁场垂直时，流经定值电阻R的电流最大

11．图10－9甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是(

)

图10－9

A．输入电压u的表达式u＝πt V B．只断开S2后，L1、L2均正常发光

C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大

D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W

12．图10－10甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.

(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；

(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；

(3)求ce和de间线圈的匝数比

ncende

用心 爱心 专心

3

图10－10

专题限时集训(十)

1．D 【解析】 当外电路电阻减小时，电流增大，路端电压减小，即当开关S拨到2时，电流大于0.20 A，路端电压小于U1＝I1R1＝4 V，A错误；电流表中的电流小于0.25 A，只有选项D正确．

2．B 【解析】 滑动变阻器的滑动头向下滑动时，变阻器连入电路的电阻增大，使得整个电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，则干路电流减小，导致电灯A两端的电压升高，故A灯变亮，依据并联电路的电流特点，此时通过B灯的电流减小，故B灯变暗，选项A错误，B正确；由于干路电流减小，电源的内阻分得的电压降低，由E＝U－Ir可知，电源的输出电压升高，故电源的工作效率增大，选项D错误；当R＝r时，电源的输出功率最大，但本题中上述电阻关系是无法确定的，故选项C错误．

3．AC 【解析】 从图示位置开始计，此时交变电流的瞬时值表达式为i＝Imcosωt，当ωt＝60°时，i＝1 A，可解得Im＝2 A，其有效值为I＝

U1R2

Im

的功率P＝I2R＝4 W，A正确；线圈中感应电动势的最大值Em＝ImR＝4 V，所以任意时刻线圈

2πBSωEm2T

中的感应电动势为e＝4cos，C正确；磁通量的最大值Φm＝BS＝＝，则穿过

Tωωπ2T2π

线圈任意时刻的磁通量Φ＝，D错误．

πT

5．D 【解析】 电动机的额定电压U＝48 V，额定电流I＝12 A，电动机的输入功率为

2

P＝UI＝576 W，故选项A错误；根据能量守恒定律P入＝P出＋Ir，解得r＝1.57 Ω，故选项B错误；P出＝Fv＝fv，得f＝63 N，故选项C错误，D正确．

6．AD 【解析】 由变压器的工作原理可知，副线圈两端电压的最大值为222 V，由

U2TU′2

于二极管的单向导电性，只有一半时间内有电流通过，即＝×T，得有效值U′＝

R2R

112 V ，选项A正确；P向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电流表A2的示数变小，A1的示数也减小，选项B错误；变压器输出功率减小，则输入功率也减小，选项D正确；同理可知选项C错误．

7．BC 【解析】 线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流最大，A错；电压表的示数为10 V，则电压的最大值为，电流的最大值为2 A．线圈每秒转25圈，则ω＝2πn＝50π rad/s，故线圈中电流瞬时值表达式为i＝πt A，B对；线圈每秒转25圈，每圈电流方向改变两次，故C，所以电流的有效值为1 A，电

2

阻R上的热功率等于IR＝10 W，选项D错．

I1n21

8．D 【解析】 由＝＝得I2＝10I1＝10I，变阻器上消耗的功率为P＝I22R＝100I2R，

I2n110

而U2＝I2R＝10IR，则U1＝10U2＝100IR，选项A、B均错误；棒ab在环的最低端时，棒ab中感应电流最大，为2I，若从此刻开始计时，输出电流为余弦交变电流，安培力F＝IBL，选项C错误，D正确．

用心 爱心 专心

4

，B错误；回路消耗

9．A 【解析】 根据理想变压器电压关系＝可知，下线圈两端的电压有效值为U2

51＝V≈9.0 V，交流电压表测量的是有效值，考虑到实际有损耗，故实际读数应该小于4 2

9.0 V，故选项B、C、D错误，A正确．

10．C 【解析】 从图示时刻开始计时，线圈中产生的交流电随时间的变化规律为i＝BSωBSω

ωt，电流表的示数为交流电的有效值，电流表的示数为I选项A错误；RR

角速度变大，示数也变大，选项B错误；线圈与磁场平行时，线圈切割磁感线的速度最大，电动势最大，电流最大，选项C正确；线圈与磁场垂直时，线圈不切割磁感线，电动势为零，电流为零，选项D错误．

2π

11．D 【解析】 由图乙，T＝0.02 s，所以ω＝＝100π rad/s，u＝Emsinωt＝20

U1n1

U2n2

T

πt V，A错；只断开S2，副线圈电压U2不变，但副线圈总电阻R副增大，流过L1、

U22

L2的电流减小且每个小灯泡两端的电压小于其额定电压，无法正常发光，由P副R副

副线圈的功率减小，副线圈的功率决定原线圈的功率，所以原线圈的输入功率减小，BC均

U1n1U2242

＝得U2＝4 V，所以S1接到2后，R消耗的电功率P＝ W＝0.8 W，D正确．

U2n2R2013．(1)Uab＝400sin200πt V (2)0.28 A (3)4∶3 【解析】 (1)由题图知ω＝200π rad/s 电压瞬时值uab＝400sin200πt V (2)电压有效值U1＝理想变压器P1＝P2

原线圈中的电流I1 2

A) 5

(3)设ab间匝数为n1 解得I1＝0.28 A(或

P1U1

U1Uce＝n1nce

U1Ude

＝n1nde

U2U2cede

由题意知

RceRde

ncece

解得

ndeRde

nce4

代入数据得

nde3

用心 爱心 专心 5

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