2019-2020年高考物理模擬試題專題匯編 專題5 電路與電磁感應 第1講 直流和交流電路（A）（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理模擬試題專題匯編 專題5 電路與電磁感應 第1講 直流和交流電路（A）（含解析） 選擇題 1.(xx?東城區(qū)二練?18)．利用金屬導體的電阻隨溫度變化的特點可以制成電阻溫度計。如圖甲所示為某種金屬導體的電阻R隨溫度t變化的圖線。如果用這種金屬導體做成測溫探頭，再將它連入如圖乙所示的電路中，隨著測溫探頭處待測溫度的變化，電流表示數(shù)也會發(fā)生變化。則在t1－t2溫度范圍內 A．待測溫度越高，電流表的示數(shù)越大　　　　B．待測溫度越高，電流表的示數(shù)越小 C．待測溫度升高，電流表的示數(shù)均勻增大　D．待測溫度升高，電流表的示數(shù)均勻減小 2.(xx?衡水高三調?20).現(xiàn)有甲、乙、丙三個電源，電動勢E相同，內阻不同，分別為。用這三個電源分別給定值電阻R供電，已知，則將R先后接在這三個電源上的情況相比較，下列說法正確的是 ( ) A．接在甲電源上時，電源內阻消耗的功率最大 B．接在甲電源上時，定值電阻R兩端的電壓最大 C．接在乙電源上時，電源的輸出功率最大 D．接在丙電源上時，電源的輸出功率最大 3.(xx?大慶實驗中學三模?20)．如圖為一電源電動勢為E，內阻為r的恒定電路，電壓表A的內阻為10kΩ，B為靜電計，C1、C2分別是兩個電容器，將開關閉合一段時間，下列說法正確的是：（?。? A．若C1＞C2，則電壓表兩端的電勢差大于靜電計兩端的電勢差 B．若將變阻器滑動觸頭P向右滑動，則電容器C2上帶電量增大 C．C1上帶電量為零 D．再將電鍵S打開，然后使電容器C2兩極板間距離增大， 則靜電計張角也增大 4.（xx?寶雞三檢?20）、在如圖所示的電路中，電源的電動勢為，內阻為，、為定值電阻，為滑動變阻器，為電容器。將滑動變阻器的滑動觸頭置于位置，閉合開關，電路穩(wěn)定時理想電壓表、的示數(shù)分別為、，理想電流表的示數(shù)為。當滑動變阻器的滑動觸頭由滑到且電路再次穩(wěn)定時，理想電壓表、的示數(shù)分別為、，理想電流表的示數(shù)為。則以下判斷中正確的是（ ） A．滑動變阻器的滑動觸頭由滑向的過程中，電容器的帶電量減小 B．滑動變阻器的滑動觸頭由滑向的過程中，通過的電流方向由右向左 C．＞，＞，＞ D． 5.(xx?北京西城區(qū)二模19)．如圖是一個多用電表的簡化電路圖。S為單刀多擲開關，通過操作開關，接線柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6。下列說法正確的是（ ） A B E E′ 1 2 3 4 5 6 S O A．當開關S分別接1或2時，測量的是電流，其中S接1時量程較大 B．當開關S分別接3或4時，測量的是電阻，其中A是黑表筆 C．當開關S分別接5或6時，測量的是電阻，其中A是紅表筆 D．當開關S分別接5和6時，測量的是電壓，其中S接5時量程較大 6.(xx?天津武清三模?9)．（18分）（1）如圖所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速繞與磁感線垂直的軸勻速轉動，產生的交變電動勢圖象如圖中曲線，所示，則曲線、對應的周期之比為________。曲線表示的交變電動勢的有效值為________V。 7.(xx?大慶三檢?19).某興趣小組用實驗室的手搖發(fā)電機和理想變壓器給一個燈泡供電，電路如圖，當線圈以較大的轉速n勻速轉動時，電壓表示數(shù)是U1，額定電壓為U2的燈泡正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光時電功率為 P，手搖發(fā)電機的線圈電阻是r，則有（） A. 電流表的示數(shù)是 B．變壓器原副線圈的匝數(shù)比是 C．變壓器輸入電壓的瞬時值 D．手搖發(fā)電機線圈中產生的電動勢最大值是 8.（xx?成都三診?3）．如圖甲所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為5：1，原線圈接交流電源和交流電壓表，副線圈接有“220V，440W”的純電阻和“220V，220W”的電動機。如果副線圈兩端電壓按圖乙所示正弦規(guī)律變化，則下列說法正確的是（ ） A．副線圈兩端電壓的瞬時值表達式為 B．電壓表示數(shù)為 C．純電阻的發(fā)熱功率是電動機發(fā)熱功率的2倍 D．1min內電動機消耗的電能為 9.(xx?綿陽三診?4.)u O -100 100 0.01 0.02 t/s u/V 圖乙 A V R 圖甲 圖甲為一理想變壓器，負載電路中R=5Ω，若原線圈兩端輸入電壓u是如圖乙所示的正弦交流，電壓表示數(shù)為10V，則（ ） A．輸入電壓u=100sin50πtV B．電流表示數(shù)為0.2A C．變壓器原副線圈匝數(shù)比為5:1 D．若輸入電壓穩(wěn)定，R阻值減小，則輸入電功率減小 10.（xx?西安交大附中三模?19）. 如圖所示，光滑的長直金屬桿上套兩個金屬環(huán)與一個完整正弦圖象的金屬導線ab連接，其余部分未與桿接觸。桿電阻不計，導線電阻為R，ab間距離為2L，導線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是d，在導線和桿平面內有一有界勻強磁場區(qū)域，磁場的寬度為L，磁感強度為B，現(xiàn)在外力F作用下導線沿桿以恒定的速度v向右運動，t=0時刻導線從O點進入磁場，直到全部穿過的過程中，產生的感生電流或外力F所做的功為（ ） A．非正弦交變電流 B．正弦交變電流 C．外力做功為 D．外力做功為 11.(xx?張掖三診?20)．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，除R以外其余電阻不計。從某時刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為u1=220sinl00πtV。下列說法中正確的( ) A．時，電壓表的讀數(shù)為22V B．時，ac兩點電壓瞬時值為110V C．滑動變阻器觸片向上移，電壓表和電流表的示數(shù)均變大 D．單刀雙擲開關由a扳向b，電壓表和電流表的示數(shù)均變小 12.（xx?聊城二模?19）如圖所示，有一面積為S、匝數(shù)為N、電阻不計的矩形線圈，繞軸在水平方向的磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度勻速轉動，矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P可上下移動，副線圈接有可調電阻R。從圖示位置開始計時，下列判斷正確的是（ ） A.矩形線圈產生的感應電動勢的瞬時值表達式為 B.矩形線圈從圖示位置經(jīng)過的時間，通過電流表的電荷量為0 C.當P不動，R增大時，電壓表讀數(shù)增大 D.當P向上移動，R不變時，電流表讀數(shù)減小 13. (xx?龍巖綜測?16)．和是高壓輸電的兩條輸電線，現(xiàn)要通過變壓器測量和之間的電壓，下列四種電路連接正確的是（ ） A B C D 14.(xx?北京西城區(qū)二模17)．在如圖所示的電路中，L1、L2是兩個相同的小燈泡，A、B處的虛線框內各接有一個電學元件。a、b兩端分別與直流電源和交流電源相連接，且直流電源的電壓與交流電源電壓的有效值相等。觀察兩種情況下燈泡的亮度。當接直流電源時，L1不發(fā)光，L2正常發(fā)光；當接交流電源時，L1發(fā)光，L2明顯變暗。則下列說法正確的是（ ） L1 L2 a b A B A．A中接的是電阻，B中接的是電容器 B．A中接的是電感線圈，B中接的是電阻 C．A中接的是電感線圈，B中接的是電容器 D．A中接的是電容器，B中接的是電感線圈 15.(xx?宿遷市三校檢測?7)R C L ~ ．如圖所示，理想變壓器原線圈接交流電源，副線圈接電阻箱R、電容器C和電感器L，下列說法正確的是( ) A．僅當電阻箱R的阻值變大時，變壓器輸入功率減小 B．僅當電容器C的正對面積增大時，通過它的電流減小 C．僅當交流電源的頻率增大時，通過三個元件的電流都增大 D．僅當在電感線圈L中插入鐵芯時，通過它的電流將減小 16.(xx?廣東七校三聯(lián)?14）0.02 乙 0.01 t/s u/V O 500 -500 ．如圖所示，甲是遠距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖像，則（ ） 發(fā)電機 升壓 變壓器 用戶 降壓 變壓器 輸電線 甲 A．用戶用電器上交流電的頻率是100 Hz B．發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500 V C．輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 D．當用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小 17.(xx?吉林三模?21)．如圖甲為遠距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為l：100，其輸入電壓如圖乙所示，遠距離輸電線的總電阻為100。降壓變壓器右側部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器，當溫度升高時其阻值變小。電壓表V顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)。未出現(xiàn)火警時，升壓變壓器的輸入功率為750kW。下列說法中正確的有（ ） A．降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50Hz B．遠距離輸電線路損耗功率為180kw C．當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，電壓表V的示數(shù)變大 D．當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，輸電線上的電流變大 第1講 直流和交流電路（A卷） 參考答案與詳解 1.【答案】B 【命題立意】考查閉合電路的歐姆定律的應用 【解析】溫度越高電阻R越大，電流越小，故B正確。A錯誤。由甲圖可知，電阻隨溫度的變化關系可寫成，電路中電流，可知電流隨溫度的變化并不是線性關系，因此電流表示數(shù)不會均勻增大，CD錯誤。 2.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考查閉合電路的歐姆定律。 【解析】A、三個電源的電動勢相同，而電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律得， 接在電源上時，內電阻消耗的功率為：，則當時，最大，則知接在甲電源上時，電源內阻消耗的功率最大，故A正確； B、在甲電源上時，定值電阻兩端的電壓為：，由于甲的內阻最大，故最小，故B錯誤； CD、電源的輸出功，由于丙電源的內阻最小，故接在丙電源時電流最大，故接在丙電源上時，電源的輸出功率最大，故C錯誤，D正確。 故選：AD 3.【答案】CD 【命題立意】本題旨在考查電容器的動態(tài)分析、電容、閉合電路的歐姆定律。 【解析】A、由于靜電計的兩個電極是彼此絕緣的，電壓表是由電流表改裝成的，電路穩(wěn)定后，電路中沒有電流，電壓表兩端沒有電壓，而電容器C2充電，兩端存在電壓．所以電壓表兩端的電勢差小于靜電計兩端的電勢差，故A錯誤； B、電路穩(wěn)定后，電容器C2的電壓等于電源的電動勢，保持不變，將變阻器滑動觸頭P向右滑動，電容器C2的電壓不變，電量不變，故B錯誤； C、由于電壓表兩端沒有電壓，電容器C1沒有被充電，電量為零，故C正確； D、將電鍵S打開，電容器的電量Q不變，板間距離增大，電容C減小，由公式C=分析可知，板間電壓增大，靜電計張角增大，故D正確。 故選：CD 【易錯警示】本題難點在于分析電壓表兩端的電壓，抓住靜電計與電壓表結構的區(qū)別：靜電計兩極是絕緣的，而電壓表的兩極是相通的。 4.【答案】BD 【命題立意】本題旨在考查電功、電功率、電容、閉合電路的歐姆定律。 【解析】滑動變阻器的滑動觸頭由滑到過程中，增大，電路中，電路再次穩(wěn)定時，減小，由閉合電路的歐姆定律可得：減小，增大，又有得：電容器的帶電量增大，故A錯誤；電容器再次充電，增大，由電源正負極方向可得通過的電流方向由右向左，故B正確；由于增大，減小，則減小，即，故C錯誤；由閉合電路的歐姆定律得：，故D正確。 故選：BD 5.【答案】A 【命題立意】本題旨在考查多用電表的原理及其使用。 【解析】A、電表改裝時，并聯(lián)分流電阻成為電流表，并聯(lián)電阻越小分流越大，改裝成的電流表量程越大，故圖中1、2為電流測量端，測量時S接1時量程較大，故A正確； BC、測量電阻時歐姆表內部應接電源，由圖可知測電阻只有接3或4，由內部電源正負極，可知A是紅表筆，故BC錯誤； D、要測量電壓，電流表應與電阻串聯(lián)，由圖可知當轉換開關S旋到位置5、6時，測量電壓，電流表所串聯(lián)的電阻越大，所測量電壓值越大，故當轉換開關S旋到6的量程比旋到5的量程大，故D錯誤。 故選：A 6.【答案】(1) 2:3 ; （2） 【命題立意】該題考查交變電流的產生和規(guī)律 【解析】(1)a的周期為0.04s，b的周期為0.06s，故周期之比為2:3;（2）正弦交流電動勢的有效值為 ，已知 ，且 ，故可知。 7.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構造和原理、交流發(fā)電機及其產生正弦式電流的原理、正弦式電流的最大值和有效值、周期和頻。 【解析】A、理想變壓器的輸入功率和輸出功率相等，燈泡正常發(fā)光時電功率為， 所以輸入功率為，電流表的示數(shù)是，故A正確； B、電壓與匝數(shù)成正比，所以變壓器的原副線圈的匝數(shù)比是．故B錯誤； C、線圈以較大的轉速n勻速轉動時，所以，所以變壓器輸入電壓的瞬時值，故C錯誤； D、手搖發(fā)電機的線圈中產生的電動勢最大值是，故D正確。 故選：AD 8.【答案】D 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構造和原理。 【解析】A、由圖乙可知，交變電流的峰值是，，初位相為，則副線圈兩端電壓的瞬時值表達式為，故A錯誤； B、，則電壓表示數(shù)為，故B錯誤； C、純電阻的發(fā)熱功率為，而電動機的發(fā)熱功率遠小于，純電阻的發(fā)熱功率不是電動機功率的2倍，故C錯誤； D、1min內電動機消耗的電能，故D正確。 故選：D 9.【答案】B 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構造和原理、電功、電功率。 【解析】A、由圖乙可知交流電壓最大值，周期，可由周期求出角速度的值，則可得交流電壓的表達式，故A錯誤； BC、根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，知原副線圈匝數(shù)比為，知副線圈電流，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比，知原線圈電流為，故B正確，C錯誤； D、阻值減小，電流表的示數(shù)變大，增大，則輸入電功率增大，故D錯誤； 故選：B 【易錯警示】根據(jù)圖象準確找出已知量，是對學生認圖的基本要求，準確掌握理想變壓器的 特點及電壓、電流比與匝數(shù)比的關系，是解決本題的關鍵。 10.【答案】AC 【命題立意】本試題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢、電功、電功率。 【解析】金屬導線在磁場中運動時，產生的電動勢為：，為導線切割磁 力線的有效長度， 在導線運動的過程中，隨時間的變化為： ， 則導線從開始向右運動到的過程中（如圖）有： 則此過程中電動勢的最大值為：，此過程中電動勢的有效值為： ， 導線從向右運動到的過程中（如圖）有： 即：，所以： 導線從向右運動到的過程與導線從開始向右運動的過程相同（如圖）， 則在這三段中運動的時間各為，， 在整個過程中產生的內能為：，解得： 因導線在拉力的作用下勻速運動，所以拉力所做的功全部轉化為內能， 即： 由以上分析可知，電流不按正弦規(guī)律變化，不是正弦式電流，故AC正確，BD錯誤。 故選：AC 11.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構造和原理、正弦式電流的最大值和有效值、周期和頻率。 【解析】A、原線圈兩端電壓有效值為，副線圈兩端電壓有效值為，電 表測量的是有效值，故A正確； B、時，ac兩點電壓瞬時值為，故B錯誤； C、滑動變阻器觸片向上移，電阻變大，副線圈的電壓由匝數(shù)和輸入電壓決定，伏特表的示數(shù)不變，安培表示數(shù)減小，C錯誤； D、單刀雙擲開關由a扳向b，匝數(shù)比變大，匝數(shù)與電壓成正比，所以伏特表和安培表的示數(shù)均變小，故D錯誤。 故選：AD 12.【答案】A 【命題立意】本題旨在考查交流發(fā)電機及其產生正弦式電流的原理、正弦式電流的最大值和有效值、周期和頻率。 【解析】A、從垂直于中性面時開始計時，矩形線圈產生的感應電動勢的瞬時值表 達式為，故A正確； B、矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時間時，轉過的角度為，磁通量一直增加，電流方向沒有改變，故通過電流表的電荷量為：（其中為總電阻），故B錯誤； C、交流發(fā)電機內電阻不計，故變壓器輸入電壓不變，根據(jù)理想變壓器的變壓比公式，當P位置不動，增大時，電壓表讀數(shù)不變，仍然等于發(fā)電機的電動勢有效值； D、當P位置向上移動、不變時，根據(jù)理想變壓器的變壓比公式，輸出電壓變大，故電流變大，功率變大，故輸入電流也變大，故電流表讀數(shù)變大，故D錯誤。故選：A 13.【答案】A 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構造和原理。 【解析】要通過變壓器測量和之間的電壓，需要電壓互感器，即變壓器的原線圈要接在和之間； 由于電壓不能超過電表量程，要通過變壓器降壓，根據(jù)，原線圈匝數(shù)要多于副線圈匝數(shù)。 故選：A 【舉一反三】解題關鍵是明白電壓互感器和電流互感器的工作原理，一個是減小電流，另一個是減小電壓，目的都是為了測量危險高壓電路的電壓，電流問題。 14.【答案】D 【命題立意】本題旨在考查電容器和電感器對交流和直流的導通和阻礙作用。 【解析】由題意可知，當直流電源時，L1不發(fā)光，L2正常發(fā)光，可知A處電路被阻斷，所以A處接的是電容器；當接交流電源時，A處接的是電容器可通交流，所以L1發(fā)光，而L2明顯變暗，可知接通時，有反向電壓加在B處，即B處接電感線圈，通交流電時，由于自感作用，使L2明顯變暗；綜上所述，選D。 故選：D 【易錯警示】本題要抓住電容器與電感的特性：電容器具有通交流，隔直流，電感具有通直流、阻交流的特性。 15.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構造和原理、電功、電功率。 【解析】A、僅當電阻箱R的阻值變大時，副線圈電阻變大，電壓不變，電流變小，所以副 線圈功率變小，則變壓器的輸入功率減小，故A正確； B、僅當電容器C的正對面積增大時，電容器的電容增大，通過它的電流增大，故B錯誤； C、電感線圈對交流電的阻礙作用與交流電的頻率成正比，電容對交流電的阻礙作用與交流 電的頻率成反比，故當交流電頻率增大時，電感線圈的阻礙作用增大，電容對交流電的阻 礙作用變小，電阻的阻礙作用不變，所以電感的電流減小，電容的電流增大，電阻的電 流不變，故C錯誤； D、當在電感線圈L中插入鐵芯時，線圈的自感系數(shù)增大，通過它的電流將減小，故D正確。 故選：AD 16.【答案】D 【命題立意】本題旨在考查遠距離輸電、變壓器的構造和原理。 【解析】A、發(fā)電機的輸出電壓隨時間變化的關系，由圖可知，，故 ，故A錯誤； B、由圖象可知交流的最大值為，因此其有效值為，故B錯誤； C、輸電線的電流由輸送的功率與電壓決定的，與降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比無關，故C錯誤； D、當用戶用電器的總電阻增大時，用戶的功率減小，降壓變壓器的輸出功率減小，則輸入的功率減小，輸入的電流減小，輸電線上損失的功率減小，故D正確。故選：D 17.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考查遠距離輸電、電功、電功率。 【解析】A、由圖乙知交流電的周期，所以頻率為，A正確； B、由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知副線圈電壓為，所以輸電線中的電流為：，輸電線損失的電壓為：，輸電線路損耗功率為：，B錯誤； C、當傳感器所在處出現(xiàn)火警時其阻值減小，副線圈兩端電壓不變，副線圈中電流增大，定值電阻的分壓增大，所以電壓表的示數(shù)變小，C錯誤； D、由C知副線圈電流增大，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知輸電線上的電流變大，D正確。 故選：AD 【舉一反三】解決本題的關鍵知道：1、輸送功率與輸送電壓、電流的關系；2、變壓器原副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關系；3、升壓變壓器輸出電壓、降壓變壓器輸入電壓、電壓損失的關系；4、升壓變壓器的輸出功率、功率損失、降壓變壓器的輸入功率關系。