版高考物理考前三个月第1部分专题10直流电路与交流电路试题.docx
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版高考物理考前三个月第1部分专题10直流电路与交流电路试题
【步步高】(全国通用)2016版高考物理考前三个月第1部分专题10直流电路与交流电路试题
1.(2015·新课标全国Ⅰ·16)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上,如图1所示.设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( )
图1
A.U=66V,k=B.U=22V,k=
C.U=66V,k=D.U=22V,k=
2.(2015·四川理综·4)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图2所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压( )
图2
A.峰值是e0B.峰值是2e0
C.有效值是Ne0D.有效值是Ne0
3.(多选)(2015·天津理综·6)如图3所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则( )
图3
A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大
B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小
C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大
D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小
4.(2015·福建理综·15)图4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T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsinωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为( )
图4
A.()B.()
C.4()2()2rD.4()2()2r
1.题型特点
(1)交流电路部分主要考查交变电流的产生和描述、交流电有效值、变压器的规律及动态分析、远距离输电等知识点.
(2)直流电路部分主要考查电路的简化,直流电路的动态分析,电路故障的分析与判断,含容电路的分析和计算,直流电路中能量转化问题等等.
2.命题趋势
高考对电路知识的单独考查主要是交流电路部分,特别是变压器与远距离输电相结合的动态分析问题是命题热点,而直流电路内容的考查通常与实验结合在一起,一般不单独命题.
考题一 直流电路的分析
1.(多选)(2015·益阳市四月调研)一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的,再给它两端加上电压2U,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.导线中自由电子定向移动的速率为
D.导线中自由电子定向移动的速率为
2.(多选)(2015·沈阳四校联考)如图5所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置,R1和R2为定值电阻,P为滑动变阻器R的滑动触头,G为灵敏电流计,A为理想电流表,开关S闭合后,C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态,则以下说法正确的是( )
图5
A.在P向上移动的过程中,A表的示数变大,油滴仍然静止,G中有方向由a至b的电流
B.在P向上移动的过程中,A表的示数变小,油滴向上加速运动,G中有由b至a的电流
C.在P向下移动的过程中,A表的示数变大,油滴向下加速运动,G中有由a至b的电流
D.在P向下移动的过程中,A表的示数变小,油滴向上加速运动,G中有由b至a的电流
3.(多选)(2015·湖南省十三校第二次联考)如图6所示,电流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)是由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中.闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法中正确的是( )
图6
A.A1、A2的读数之比为1∶1
B.A1、A2的读数之比为5∶1
C.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1
D.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5
4.(2015·莱芜市模拟)如图7所示,电源内阻不可忽略,电路中接有一小灯泡和一电动机.小灯泡L上标有“6V 12W”字样,电动机的线圈电阻RM=0.50Ω.若灯泡正常发光时,电源的输出电压为12V,此时( )
图7
A.整个电路消耗的电功率为24W
B.电动机的热功率为12W
C.电动机的输出功率为12W
D.电动机的输入功率为12W
1.闭合电路动态分析的三种常用方法
(1)程序分析法:
流程如下
R增大减小I减小增大U减小增大U增大减小
(2)利用结论法:
即“串反并同”法.
①“串反”——即某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大);
②“并同”——即某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小).
(3)极限法:
因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,使电阻最大或电阻为零去讨论.
2.电路中的电功、电热、电功率和热功率
(1)纯电阻电路:
①Q=W=UIt=I2Rt
②P=UI=I2R
(2)非纯电阻电路
①W>Q(W=Q+E其他)
②P电>P热(P电=P热+P其他)
考题二 交变电流的产生及描述
5.(2015·南充市三诊)在一小型交流发电机中,矩形金属线圈abcd的面积为S,匝数为n,线圈总电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动(如图8甲所示),产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示,矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路,下列说法中正确的是( )
图8
A.从t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零
B.从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为
C.t4时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为E0
D.t1时刻电阻R的发热功率为
6.(2015·江西八所重点中学4月联考)将硬导线中间一段折成半圆形,使其半径为R,让它在磁感应强度为B,方向如图9所示的匀强磁场中绕轴MN匀速转动.导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路接有额定功率为P、电阻为r的小灯泡并正常发光.电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,则下列说法正确的是( )
图9
A.半圆形硬导线的转速
B.半圆形硬导线的转速
C.半圆形硬导线从图示位置转90°通过小灯泡的电荷量为
D.半圆形硬导线从图示位置转90°过程中通过小灯泡的电荷量为0
7.(多选)(2015·洛阳二次统考)海洋中蕴藏着巨大的能量,利用海洋的波浪可以发电.在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意图如图10甲所示.浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分),如图乙所示,其内为产生磁场的磁体,与浮桶内侧面的缝隙忽略不计;匝数N=200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈直径D=0.4m,电阻r=1Ω.取重力加速度g=10m/s2,π2≈10.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v=0.4πsin(πt)m/s.则下列说法正确的是( )
图10
A.波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e=16sin(πt)V
B.灯泡中电流i的瞬时表达式为i=4sin(πt)A
C.灯泡的电功率为120W
D.灯泡两端电压的有效值为V
1.两个特殊位置的特点
(1)线圈平面与中性面重合时,S⊥B,Φ最大,=0,e=0,i=0,电流方向将发生改变.
(2)线圈平面与中性面垂直时,S∥B,Φ=0,最大,e最大,i最大,电流方向不改变.
2.正弦式交流电的“四值”
3.只有正弦式交流电最大值与有效值间才有倍关系.
考题三 变压器及远距离输电
8.(多选)(2015·天津市河西区二模)如图11所示,一个理想变压器上有三组线圈,三组线圈匝数之比为n1∶n2∶n3=3∶2∶1,现将三只相同的灯泡分别接入三组线圈中,并把n1的接线端接上交变电源,接通电源后,下列各项正确的是( )
图11
A.若L1正常发光,那么L2、L3都不能正常发光
B.若L2正常发光,那么L1将烧毁
C.若L2正常发光,那么L1、L3都不能正常发光
D.若L3正常发光,那么L2将烧毁
9.(2015·广州二模)如图12为模拟远距离输电电路,两理想变压器的线圈匝数n1=n4 图12 A.A1、A2的示数相等 B.A2、A3的示数相等 C.A1的示数大于A2的示数 D.A2的示数大于A3的示数 10.(多选)(2015·黑龙江第六中学三模)某小型发电站通过升压变压器向60km远处的用户供电,在用户端用降压变压器将高压电变为220V供用户使用(设两个变压器均为理想变压器),输电示意图如图13所示.已知输电线的电阻率为ρ=1.25×10-8Ω·m,横截面积为1.5×10-4m2,发电机输出功率为20kW,输出电压为250V,若线路损耗的功率为输出功率的5%.则下列说法正确的是( ) 图13 A.发电机是将其他形式的能转化为电能的设备,发电原理是法拉第电磁感应定律 B.输电线上的电流为10A C.> D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 11.(2015·邢台四模)如图14所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1,原线圈接正弦式交流电,副线圈接电动机,电动机线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升,若电动机因摩擦造成的能量损失不计,则图中电压表的读数为( ) 图14 A.4IR+B. C.4IRD.IR+ 变压器电路的动态分析技巧 (1)根据题意弄清变量和不变量; (2)弄清动态变化过程中的决定关系; (3)利用直流电路的动态分析方法,具体思路如下: 专题综合练 1.(2015·邢台四模)欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律,有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且a>b>c.电流沿以下方向经过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是( ) 2.(2015·江苏单科·1)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220V交变电流改变为110V.已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为( ) A.200B.400 C.1600D.3200 3.(多选)(2015·雅安三诊)今有某小型发电机和一理想变压器连接后给一个灯泡供电,电路如图15(电压表和电流表均为理想电表).已知该发电机线圈匝数为N,电阻为r,当线圈以转速n匀速转动时,电压表示数为U,灯泡(额定电压为U0.电阻恒为R)恰能正常发光,则( ) 图15 A.交压器的匝数比为U∶U0 B.电流表的示数为 C.在图示位置时,发电机线圈的磁通量为 D.从图示位置开始计时,变压器输入电压的瞬时值表达式为u=Usin2nπt 4.(2015·南平5月质检)如图16所示,图甲、图乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示的电压按正弦规律变化,下列说法正确的是( ) 图16 A.图甲表示交流电,图乙表示直流电 B.图甲电压的有效值为220V,图乙电压的有效值小于220V C.图乙电压的瞬时值表达式为
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