2020届高考物理全优二轮复习集训：专题4 第2讲　直流电路、交流电路 Word版含解析.doc

1、 第 - 1 - 页 共 7 页 - 1 - 专题四专题四 第第 2 讲讲 一、选择题：每小题给出的四个选项中，第 14 题只有一项符合题目要求，第 57 题 有多项符合题目要求 1(2019 年河北石家庄模拟)在如图所示的电路中，R0为定值电阻，R 为光敏电阻(光照减 弱时阻值增大)，C 为电容器，现减弱对光敏电阻 R 光照的强度，下列说法正确的是( ) A电流表的示数减小 B电容器 C 的电荷量减小 C电压表的示数变小 D电源内部消耗的功率变大 【答案】A 2(2019 年黑龙江名校模拟)如图所示，N 匝矩形导线框以角速度 绕对称轴 OO匀速 转动，线框面积为 S，线框电阻均不计，在 OO

2、左侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场，外电路 接有电阻 R 和理想电流表 A，那么可以确定的是( ) A从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为 eNBSsin t B电流表的示数 I 2 4R NBS CR 两端电压有效值 U 2NBS D一个周期内 R 的发热量为 QNBS 2 R 【答案】B 【解析】由图可知，线圈只有一半在磁场中，故产生的电动势的最大值为 EmNBS 2 NBS 2 ， 故电动势的瞬时表达式为 eNBS 2 sin t， A 错误； 电流表的示数为 I Em 2R 2 4R NBS， B 正确；R 两端电压的有效值 UEEm 2 2 4 NBS，C 错误；一个周期内的发热量

3、QI2RT 2 4R NBS 2R2 NBS2 8R ，D 错误 3(2019 年百校联盟保温金卷)如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，R1、R2、R3均是 可变电阻，将 S1、S2都闭合，下列说法正确的是( ) 第 - 2 - 页 共 7 页 - 2 - A只将 R1阻值调大，C1、C2的带电量都增大 B只将 R3的阻值调大，C1的带电量都减小 C只断开开关 S2，C1、C2的带电量都增大 D只断开开关 S1，C1、C2的带电量均不变 【答案】C 4(2018 年安徽马鞍山二模)图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为 11 000，降压变压器原、副线圈匝数比为 1 0001，输

4、电线的总电阻为 1 000 .若升压变压 器的输入电压如图乙所示，用户端电压为 220 V下列说法正确的是( ) A输电线中的电流为 3 A B电站输出的功率为 7 500 kW C输电线路损耗功率为 90 kW D用户端交变电流的频率为 100 Hz 【答案】B 【解析】 由图乙知升压变压器输入端电压的最大值为 Um250 2 V， 有效值为 U1Um 2 250 V，根据U1 U2 n1 n2，得副线圈两端的电压 U2 n2 n1U1 1 000 1 250 V2.50105 V；用户端电 压为 220 V，根据U3 U4 n3 n4，得降压变压器原线圈的电压 U3 n3 n4U4 1 0

5、00 1 220 V2.2105 V， 故输电线上损失的电压为 UU2U33104 V，则输电线上的电流为 IU R 310 4 1 000 A 30 A，电站的输出功率为 P1P2U2I7 500 kW，输电线路损耗功率为 PI2R900 kW， 由乙图可知， 原线圈交变电流的周期为 T0.02 s， 则频率为 f1 T50 Hz.故用户端交变电流的 频率为 50 Hz.故 ACD 错误，B 正确 5(2019 年河北衡水模拟)如图所示，边长 L20 cm 的单匝闭合正方形线框 ABCD 在范 围足够大的匀强磁场中以 2 rad/s 的角速度绕轴 OO匀速转动，线框的电阻 R2 ，磁 感应强

6、度大小 B01 T，方向与 OO成 30 角斜向右下方，t0 时刻，线框平面与磁场方向平 第 - 3 - 页 共 7 页 - 3 - 行，则下列说法正确的是( ) A穿过线框的磁通量 0.02sin(2t) Wb B回路中电流的有效值为 2 50 A Ct 1 12 s 至 t 1 3 s 内，线框中产生的焦耳热为 2104 J D线框转动过程中，0.5 s 内通过线框某截面电荷量的最大值为 0.02 C 【答案】AD 【解析】将磁场分解为水平方向和竖直方向两个分量，则穿过线圈的磁通量为 0.02sin(2t) Wb，选项 A 正确；回路中电动势最大值 emB0sin 30 L20.04 V，

7、回路中电流 有效值为 I em 2R 2 100 A，选项 B 错误；t 1 12 s 至 t 1 3 s 内线框中电流有效值小于 2 100 A， 产生的焦耳热小于 210 4 J，选项 C 错误；通过线框某截面的电荷量 q R ，0.5 s 内通过线 框磁通量变化量的最大值为 2B0sin 30 L20.04 Wb，故 0.5 s 内通过线框某截面电荷量的最大 值为 0.02 C，选项 D 正确 6(2019 年江西师大附中联考)某课外探究小组设计了一个电路，如图所示，一理想变压 器的原线圈匝数为 n1，连接一理想电流表；副线圈接入电路的匝数 n2可以通过滑动触头调节， 副线圈接有定值电阻

8、 R0和压敏电阻 R(R 的阻值会随压力的增大而变小)， 物块 m 置于压敏电阻 上，保持原线圈输入电压不变，则( ) A原、副线圈电流之比为 n1n2 B只使 n2增大，电流表示数变大 C只增大物块对 R 的压力，电流表示数变大 D只增大物块对 R 的压力，原线圈的输入功率变小 【答案】BC 7(2019 年武汉武昌调研)如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为 21，L1、 L2、L3是规格均为“10 V 5 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表闭合开关 S 后，该 第 - 4 - 页 共 7 页 - 4 - 变压器 cd 输入端交变电压 u 的图象如图乙以下说法正确的是( ) Aa

9、b 输入端电压的瞬时值表达式为 Uab20 2 sin 100t Bab 输入端输入功率 Pab15 W C电流表的示数为 1 A，且三只灯泡均正常发光 D若断开开关 S，电压表 V 的示数将变小 【答案】BC 【解析】由 cd 输入端交变电压最大值为 20 2 V，有效值是 U20 V，副线圈电压为 U 1 2U10 V，所以副线圈两只灯泡均能正常发光灯泡的额定电流 I0 P0 U0 5 10 A0.5 A； 电流表的读数为 I22I01 A，原线圈电流为 I1n2 n1I20.5 A，所以原线圈的灯泡也能正常 发光，ab 输入端电压为 UabUUL320 V10 V30 V；输入端电压的瞬

10、时值表达式为 uab 30 2sin(100t) V，A 错误，C 正确三个灯泡都正常发光，所以 ab 输入端输入功率 Pab 300.5 W15 W，故 B 正确；若将 S 断开，则副线圈上的输出电流将减小，所以原线圈的输 入电流也减小，则流过灯泡 L3的电流减小，L3上消耗的电压减小，原线圈上的电压降减小， 所以电压表 V 读数将变大，故 D 错误 二、非选择题 8 (2019 年苏州模拟)如图所示的电路中， 两平行金属板 A、 B 水平放置， 极板长 l80 cm， 两板间的距离 d40 cm，电源电动势 E40 V，内电阻 r1 ，电阻 R15 ，闭合开关 S， 待电路稳定后， 将一带

11、负电的小球从 B 板左端且非常靠近 B 板的位置以初速度 v04 m/s 水平 向右射入两板间，该小球可视为质点若小球带电荷量 q1 10 2 C，质量为 m2 102 kg， 不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表若小球恰好从 A 板右边缘射出(g 取 10 m/s2)求： (1)滑动变阻器接入电路的阻值； (2)此时电流表、电压表的示数； (3)此时电源的输出功率 【答案】(1)24 (2)1 A 39 V (3)39 W 【解析】(1)设小球在板间飞行时间为 t 第 - 5 - 页 共 7 页 - 5 - t l v0 0.8 4 s0.2 s 根据 d1 2at 2得小球在电

12、场中的飞行加速度 a2d t2 20.4 0.22 m/s220 m/s2 对小球根据牛顿第二定律得 qUAB d mgma，解得 UABmgad q 210 210200.4 110 2 V24 V 所以滑动变阻器两端电压 U滑UAB24 V 设通过滑动变阻器的电流为 I，由欧姆定律得 IEU 滑 Rr 4024 151 A1 A 滑动变阻器接入电路的阻值 R滑U 滑 I 24 . (2)此时电流表的示数为 1 A 电压表的示数为 UEIr(4011) V39 V. (3)电源的输出功率 P出IU39 W. 9如图甲所示，光滑金属导轨 abcdef 由水平平行导轨 abef 和半径为 r 的

13、四分之一圆弧导 轨 bcde 组成，两导轨在 b、e 处平滑连接，导轨的间距为 L，电阻不计在轨道的顶端 c、d 间接有阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B.现有一 根长度也为 L、质量为 m 且电阻不计的金属棒，在水平拉力 F 作用下从水平轨道的 af 处由静 止开始做匀加速直线运动，在水平导轨上运动的时间为 t0；接着通过调节拉力使金属棒沿圆弧 做匀速圆周运动至 cd 处，已知金属棒在 af 和 be 之间运动时拉力随时间变化的关系图象如图 乙所示(其中 F0、t0为已知量)求： (1)金属棒做匀加速运动的加速度大小； (2)金属棒沿四分之一圆弧做匀速

14、圆周运动的过程中拉力做的功 【答案】(1)a F0R B2L2t0mR (2)Wmgr rB2L2F0t0 4B2L2t0mR 第 - 6 - 页 共 7 页 - 6 - 【解析】(1)金属棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得 FB 2L2v R ma 即 FmaB 2L2a R t 由图象可知，运动的时间为 t0时，FF0 代入解得 a F0R B2L2t0mR. (2)金属棒沿四分之一圆弧做匀速圆周运动，经过时间 t，感应电流 IBLv0 R cosv0 r t 且 v0at0 则此过程中电路产生的焦耳热为 Q BLv0 2R 2 Rr 2v0 rB2L2at0 4R 由能量守恒得 Wmg

15、rrB 2L2at 0 4R mgr rB2L2F0t0 4B2L2t0mR. 10(2019 年枣阳模拟)如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够 持续闪烁发光某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，半径为 L 的导电圆环绕垂 直于圆环平面、通过圆心 O 的金属轴 O1O2以角速度 匀速转动，圆环上接有电阻均为 r 的三 根金属辐条 OP、OQ、OR，辐条互成 120 角在圆环左半部分分布着垂直圆环平面向下磁感 应强度为 B 的匀强磁场， 在转轴 O1O2与圆环的边缘之间通过电刷 M、 N 与一个 LED 灯相连(假 设 LED 灯电阻恒为 r)其他电阻不计，从辐条 O

16、P 进入磁场开始计时 (1)在辐条 OP 转过 60 的过程中，求通过 LED 灯的电流； (2)求圆环每旋转一周， LED 灯消耗的电能； (3)为使 LED 灯闪烁发光时更亮，可采取哪些改进措施？(请写出三条措施) 提示：由 n 个电动势和内电阻都相同的电池连成的并联电池组，它的电动势等于一个电 池的电动势，它的内电阻等于一个电池的内电阻的 n 分之一 【答案】(1)BL 2 4r (2)5B 2L4 64r (3)增大角速度，增强磁场，增加辐条的长度，减小辐条 第 - 7 - 页 共 7 页 - 7 - 的电阻等等 【解析】(1)在辐条 OP 转过 60 的过程中， OP、OQ 均处在磁

17、场中，电路的电动势为 E1 2BL 2 电路的总电阻为 Rr 2 r 2r 由闭合电路欧姆定律，电路的总电流为 IE R BL2 2r 通过 LED 灯的电流 I11 2I BL2 4r . (2)设圆环转动一周的周期为 T，在辐条 OP 转过 60 的过程中，LED 灯消耗的电能 Q1I21r T 6 在辐条 OP 转过 60 120 的过程中，仅 OP 处在磁场中，电路的电动势为 E1 2BL 2 电路的总电阻为 Rrr 3 4 3r 由闭合电路欧姆定律，电路的总电流为 IE R 3BL2 8r 通过 LED 灯的电流 I21 3I BL2 8r LED 灯消耗的电能 Q2I22r T 6 圆环每旋转一周，LED 灯珠消耗的电能发生三次周期性变化 所以 Q3(Q1Q2)5B 2L4 64r . (3)例如：增大角速度，增强磁场，增加辐条的长度，减小辐条的电阻等