【优化方案】2014高考物理二轮 直流电路和交流电路课时演练知能提升(含2013试题,含详解)

1【优化方案】2014物理二轮课时演练知能提升：直流电路和交流电路（含2013试题，含详解）一、选择题1．(2013·高考安徽卷)(单选)用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为()A.l1l2R0B.l1l1＋l2R0C.l2l1R0D.l2l1＋l2R0解析：选C.电流表G中的电流为零，表示电流表G两端电势差为零(即电势相等)，则R0与Rl1两端电压相等，Rx与Rl2两端电压相等，其等效电路图如图所示．I1R0＝I2Rl1①I1Rx＝I2Rl2②由公式R＝ρlS知Rl1＝ρl1S③Rl2＝ρl2S④由①②③④式得R0Rx＝l1l2即Rx＝l2l1R0.选项C正确．2．(2013·云南部分名校统考)(单选)如图为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6V，内电阻为0.5Ω，电阻R＝2.5Ω，当电动机以0.5m/s的速度匀速向上提升一质量为320g的物体时(不计一切摩擦阻力，g＝10m/s2)，标有“3V，0.6W”的灯泡正好正常发光．则电动机的内阻为()A．1ΩB．1.25ΩC．3.75ΩD．5.625Ω解析：选B.电动机输出功率P出＝mgv＝1.6W，灯泡中电流IL＝P额U额＝0.2A，干路电流I＝U－U额r＋R＝1A，电动机中电流IM＝I－IL＝0.8A，电动机的功率P＝3×0.8W＝I2MRM＋1.6W，计算得RM＝1.25Ω，所以B项正确．23．(2013·广东佛山质检)(单选)在如图所示的电路中，开关闭合后，灯泡L能正常发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是()A．滑动变阻器R的阻值变小B．灯泡L变亮C．电源消耗的功率增大D．电容器C的电荷量增大解析：选D.当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器R的阻值变大，灯泡L变暗，选项A、B错误；电路中的总电流减小，电源消耗的功率减小，路端电压增大，电容器C的电荷量增大，选项C错误D正确．4．(2013·内蒙古包钢一中适应考)(单选)如图所示电路中，R为一滑动变阻器，P为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列判断错误的是()A．电源内电路消耗功率一定逐渐增大B．灯泡L2一定逐渐变暗C．电源效率一定逐渐减小D．R上消耗功率一定逐渐变小解析：选D.为了使表述一目了然，可以用符号表示各量的变化趋势：用“↑”表示量值增大，“↓”表示量值变小，不标箭头表示量值不变，则本题解答过程可表示为：滑动变阻器滑片P向下滑动，R↓→R并↓→R外↓，由闭合电路欧姆定律I＝Er＋R外推得I↑，由电源内电路消耗功率P内＝I2r可得P内↑，A正确．U外↓＝E－I↑r，U1↑＝(I↑－IL1↓)R1，UL2↓＝U外↓－U1↑，PL2↓＝U2L2↓RL2，故灯泡L2变暗，B正确．电源效率η↓＝I2R外I2（R外＋r）＝R外R外＋r＝11＋rR外↓，故C正确．R上消耗的功率PR＝U2L2↓R↓，PR增大还是减小不确定，故D错．5．(2013·浙江名校联盟第一次联考)(单选)在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为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为灵敏电流表，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．在P向上移动的过程中，下列说法正确的是()A．A表的示数变大B．油滴向上加速运动C．G中有由a→b的电流D．电源的输出功率一定变大解析：选B.油滴静止时，它所受的重力等于向上的电场力F＝qE＝qUC/d，在P向上移动的过程中，滑动变阻器的有效电阻变大，电路的总电阻变大，由闭合电路欧姆定律，知电路的总电流I变小，路端电压U外变大，则选项A错误；而电阻R1两端的电压U1＝IR1变小，3由U外＝U1＋U并，知U并变大，UC＝U并变大，油滴所受电场力变大，将向上加速运动，QC＝CU并变大，电容器C充电，电流方向由b→a，则选项B正确，C错误；电源的输出功率变化不确定，选项D错误．6.(多选)如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有()A．a先变亮，然后逐渐变暗B．b立刻熄灭C．c逐渐变暗最后熄灭D．a、b、c都先变亮，然后逐渐变暗到熄灭解析：选AC.S闭合时，a、b、c三灯并联，通过的电流大小相等，方向均向下；L1中的电流是L2中的2倍．S断开瞬间，L1、L2产生自感电动势，根据楞次定律，此瞬间L1、L2中电流将保持原来的大小和方向，所以此瞬间a中电流反向增大、b和c中电流不变，随后三灯中电流都减小，最后熄灭，选项A、C正确．7．(单选)如图所示的空间存在一匀强磁场，其方向为垂直于纸面向里，磁场的右边界为MN，在MN右侧有一矩形金属线圈abcd，ab边与MN重合．现使线圈以ab边为轴按图示方向匀速转动(从上往下看为顺时针转动)，将a、b两端连到示波器的输入端，若ab边中电流从a到b为正，则从下图中示波器观察到的ab中电流随时间变化的图形是()解析：选D.本题可将右侧磁场补全，即矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，会产生正弦式交流电，由楞次定律可知：从中性面开始，电流从0开始，沿负向，可画出完整电流随时间变化的图形，在此基础上，去掉右侧磁场，故电流仅在左侧磁场中切割磁感线而产生电流，故选项D正确，选项ABC错误．8．(2013·高考四川卷)(单选)用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图所示，则()A．变压器输入功率约为3.9WB．输出电压的最大值是110VC．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D．负载电流的函数表达式i＝0.05sin100πt＋π2A解析：选A.由题图可知通过负载的电流最大值为Im＝0.05A，周期T＝0.02s，故电流的函数表达式i＝Imsin2πTt＝0.05sin100πt(A)，D错误；理想变压器匝数比等于电压比，即n1∶n2＝U1∶U2＝2∶1，C错误；输出电压U2＝110V，其最大值U2m＝2U2＝1102V，B错误；理想变压器输入功率等于输出功率，即输入功率P＝I2U2＝0.052×110W≈3.9W，A正确．9．(2013·南京模拟)(多选)如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图．输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动．输出电压通过输电线输送4给用户，每条输电线总电阻用R0表示．当负载增加时，则()A．电压表V2的读数减小B．电流表A1的读数减小C．电流表A2的读数减小D．电压表V1、V2的读数之差增大解析：选AD.输入电压是市区电网的电压，不随负载增加而变化，变压器原副线圈的匝数不变，由变压器的原理U1U2＝n1n2，可得电压表V1的示数U2保持不变，当负载增加时，意味着并联了更多的用电器，即负载的总阻值减小，而I2＝U22R0＋R载，所以副线圈电流增大，即电流表A2的示数增大，根据变压器的原理P出＝P入，即U2I2＝U1I1，由于输出功率增大，输入电流I1增大，选项B、C错误；由于输电导线与负载串联，随负载阻值减小电流增大，导线上的电压U0＝2I2R0增大，所以负载的电压U载＝U2－U0减小，又电压表V1的示数U2保持不变，所以电压表V1、V2的读数之差增大，选项D正确．10．(多选)如图所示，10匝矩形线框在磁感应强度B＝210T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO′以角速度ω＝100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为S＝0.3m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1(0.3W，30Ω)和L2，开关闭合时两灯泡均正常发光，且原线圈中电流表示数为0.04A，则下列判断正确的是()A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为302sin100t(V)B．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1C．灯泡L2的额定功率为0.9WD．若开关S断开，电流表示数将增大解析：选BC.若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为302cos100t(V)，A错；原线圈两端电压为U1＝30V，因灯泡正常发光，所以副线圈两端电压为U2＝PR＝3V，由变压比规律知理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，B对；由变流比规律知副线圈中电流为0.4A，通过灯泡L1的电流为0.1A，即通过灯泡L2的电流为0.3A，由P＝UI知灯泡L2的额定功率为0.9W，C对；若开关S断开，则负载电阻增大，副线圈中电流减小，电流表示数将减小，D错．11．(2013·唐山模拟)(多选)如图为远距离输送交流电的系统示意图，变压器均为理想变压器．随着用户负载增多，发电机F达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作．那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是()5A．适当减小输电线的电阻rB．适当提高n4n3C．适当提高n2n1的同时，降低n4n3D．适当降低n2n1的同时，提高n4n3解析：选AC.当发电机输出功率一定时，为使远距离用户得到更多的功率，需减小输电线上的功率损失，根据ΔP＝I2线r，可以减小输电线的电阻r，A对；也可以通过提高输电电压，减小输送电流，即提高n2n1，这样使线圈n3两端电压变大，为使用户的用电器正常工作需要适当降低n4n3，C对．二、非选择题12．(2012·高考江苏卷)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π，磁场均沿半径方向．匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场．在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直．线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；(3)外接电阻上电流的有效值I.解析：(1)bc、ad边的运动速度v＝ωl2感应电动势Em＝4NBlv解得Em＝2NBl2ω.(2)电流Im＝Emr＋R，安培力F＝2NBIml解得F＝4N2B2l3ωr＋R.(3)一个周期内，通电时间t＝49TR上消耗的电能W＝I2mRt且W＝I2RT解得I＝4NBl2ω3（r＋R）.6答案：(1)2NBl2ω(2)4N2B2l3ωr＋R(3)4NBl2ω3（r＋R）