高考物理二輪復(fù)習 新題重組訓練 專題四　電路和電磁感應(yīng)10b

一、選擇題(本題共8小題，每小題8分，共64分，其中第1、3小題為多選題。)1．[2014·內(nèi)蒙古包頭測評]有一種家用電器，圖甲是其電路工作原理圖，當電阻絲接在u＝311sin100πt(V)的交流電源上后，電阻絲開始加熱，當其溫度達到某一數(shù)值時，自動控溫裝置P啟動，使電阻絲所接電壓變?yōu)閳D乙所示波形(部分仍為正弦波)，從而進入保溫狀態(tài)。不計電阻絲阻值的變化，則下列說法正確的是()A.P啟動后，電阻絲的功率變?yōu)樵瓉淼囊话隑.P啟動后，電阻絲所接交變電壓的頻率變?yōu)樵瓉淼囊话隒.P啟動后，電壓表的讀數(shù)大約是原來的0.5倍D.P啟動后，電壓表的讀數(shù)大約是原來的0.7倍[解析]P啟動前電阻絲的功率P1＝eq\f(U\o\al(2,有),R)＝eq\f(3112,2R)，P啟動后，結(jié)合乙圖可知電阻絲的功率P2＝eq\f(U′\o\al(2,有),R)，由有效值定義有eq\f(U\o\al(2,有),R)·eq\f(T,2)＋0＝eq\f(U′\o\al(2,有),R)T，得P2＝eq\f(1,2)·eq\f(U\o\al(2,有),R)＝eq\f(1,2)·eq\f(3112,2R)，則知P1＝2P2，A正確；P啟動前的交流電的頻率f＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，啟動后的交流電的頻率f′＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，則B錯誤；電壓表在交流電中測有效值，啟動前U有＝eq\f(311,\r(2))V，又由啟動前后功率關(guān)系可知，啟動后U′有＝eq\f(\r(2),2)·U有≈0.7U有，則C錯誤，D正確。[答案]AD2．[2014·濰坊聯(lián)考]如圖甲所示的電路中，S為單刀雙擲開關(guān)，電表為理想電表，Rt為熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)，理想變壓器原線圈接圖乙所示的正弦交流電。則()A．變壓器原線圈中交流電壓u的表達式u＝110eq\r(2)sin100πt(V)B．S接在a端，Rt溫度升高時，變壓器的輸入功率變小C．S接在a端，Rt溫度升高時，電壓表和電流表的示數(shù)均變大D．S由a切換到b，Rt消耗的功率變大[解析]由題圖乙可知，電壓的最大值為110eq\r(2)V，周期為0.02s，所以ω＝100π，A項正確；副線圈的輸出電壓由變壓器的變壓比和輸入電壓決定，故電壓表的示數(shù)不變，C項錯；溫度升高時，Rt的阻值減小，由P＝eq\f(U2,R)可知，變壓器的輸出功率增大，故其輸入功率也隨之增大，B項錯；S由a切換到b，副線圈匝數(shù)減少，故輸出電壓減小，Rt電阻不變，由P＝eq\f(U2,R)知，Rt消耗的功率減小，D項錯。[答案]A3．如圖所示，邊長為L的正方形單匝線圈abcd，電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點和cd的中點的連線OO′恰好位于勻強磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強度為B，若線圈從圖示位置開始，以角速度ω繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，則以下判斷正確的是()A．圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最大為Em＝BL2ωB．閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e＝eq\f(1,2)BL2ωsinωtC．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電荷量為q＝eq\f(2BL2,R＋r)D．線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(πB2ωL4R,4R＋r2)[解析]圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最小為零，A錯；若線圈從圖示位置開始計時，閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e＝eq\f(1,2)BL2ωsinωt，B正確；線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電荷量為q＝eq\f(ΔΦ,R總)＝eq\f(BL2,R＋r)，C錯；線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(\f(Em,\r(2))2,R＋r)·eq\f(2π,ω)·eq\f(R,R＋r)＝eq\f(πB2ωL4R,4R＋r2)，D對。[答案]BD4．[2014·陜西質(zhì)檢]如圖所示電路中的電表均為理想電表，電源為恒流電源，即不管外電路的電阻如何變，它都能夠提供持續(xù)的定值電流。當滑動變阻器的滑動觸頭向上滑動時，電壓表的讀數(shù)變化量與電流表的讀數(shù)變化量之比的絕對值是()A．R0 B．R1C．R2 D．不能確定[解析]本題考查閉合電路歐姆定律，意在考查考生靈活選用等效法分析問題的能力。將R1、R2和恒流電源等效為一個新的電源，通過R2的電流不變，故R2兩端電壓不變，則可認為新電源的內(nèi)電阻為R1。電壓表示數(shù)變化則等于新電源端電壓的變化，電流表示數(shù)變化則等于通過新電源的電流的變化，因此兩電表讀數(shù)變化量之比等于新電源內(nèi)電阻，即R1，選項B正確。[答案]B5．如圖所示的電路中，電源的電動勢E＝3V，內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R0＝2Ω，滑動變阻器的變化范圍是0～5Ω，小燈泡L的電阻RL＝2Ω，電容C＝0.2F，電流表和電壓表均為理想電表。閉合兩電鍵后將滑動變阻器的滑片P由最下端向最上端滑動，然后斷開電鍵K0，下列描述中正確的有()A．移動滑片時燈泡逐漸變亮B．移動滑片時兩電表示數(shù)之積不斷增大C．移動滑片時兩電表示數(shù)變化量之比不斷增大D．若僅斷開K0，電容器C電量增大[解析]滑片P上滑時接入的電阻R逐漸減小，致使外電阻減小，故干路電流增大，電源內(nèi)耗電壓增大，路端電壓降低，燈泡逐漸變暗，即A錯；若將變阻器和兩電表以外的部分電阻等效為電源內(nèi)部電阻，則其等效內(nèi)阻為r0＝3Ω，兩電表示數(shù)之積是等效電源的輸出功率，電壓表和電流表示數(shù)變化量之比表示等效電源內(nèi)阻，當P由最下端向最上端滑動時外電阻先大于內(nèi)阻后小于內(nèi)阻，因此R消耗的功率是先增大后減小，即BC錯；斷開K0，外電阻增大，路端電壓增大，電容器電量增大。即D對。[答案]D6．如圖所示，電路中的五個燈泡完全相同，閉合開關(guān)后，燈泡都比較暗不能正常發(fā)光，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電路中的電流逐漸增大，使電路中的某一個或幾個燈泡剛好能正常發(fā)光，則這時正常發(fā)光的燈泡個數(shù)為()A．1個 B．2個C．3個 D．4個[解析]此電路為L4、L5串聯(lián)在一條支路上，L1與L3并聯(lián)再與L2串聯(lián)在另一條支路上，由串、并聯(lián)電路的特點可知，L2兩端分到的電壓最大，最先到達額定電壓，因此最先正常發(fā)光的燈泡是一個，A項正確。[答案]A7．[2014·江蘇高考]遠距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R。變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是()A.eq\f(I1,I2)＝eq\f(n1,n2) B．I2＝eq\f(U2,R)C．I1U1＝Ieq\o\al(2,2)R D．I1U1＝I2U2[解析]由理想變壓器可知eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，選項A錯；I2＝eq\f(UR,R)，而U2＝UR＋U3，故I2＜eq\f(U2,R)，B錯；P入＝P出，即U1I1＝U2I2，而U2≠I2R，C項錯，D項正確。[答案]D8．[2014·浙江高考]如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2。則()A．用戶端的電壓為eq\f(I1U1,I2)B．輸電線上的電壓降為UC．理想變壓器的輸入功率為Ieq\o\al(2,1)rD．輸電線路上損失的電功率為I1U[解析]由理想變壓器輸入、輸出功率相等可知P1＝P2，即U1I1＝U2I2，U2＝eq\f(I1U1,I2)，A正確。輸電線上的電壓降為ΔU＝U－U1，B錯。理想變壓器的輸入功率P＝U1I1＝UI1－Ieq\o\al(2,1)r，C錯。輸電線路上損失的電功率為ΔP＝Ieq\o\al(2,1)·r＝I1U－I1U1，D錯。[答案]A二、計算題(本題共2小題，共36分。需寫出規(guī)范的解題步驟。)9．某交流發(fā)電機的輸出功率為5×105W，輸出電壓U＝1.0×103V，假如輸電線的總電阻R＝10Ω，在輸電線上損失的電功率等于輸送功率的5%，用戶使用電壓U＝380V。(1)畫出輸電線路的示意圖，并標明各部分的符號；(2)求所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？(使用的變壓器是理想變壓器)[解析](1)如圖所示。(2)I1＝eq\f(P,U)＝500AP損＝5%×5×105W＝2.5×104W由P損＝Ieq\o\al(2,2)R，得I2＝eq\r(\f(P損,R))＝50AI3＝eq\f(P用戶,U用戶)＝eq\f(P－P損,U用戶)＝eq\f(5×105－2.5×104,380)A＝eq\f(4.75×105,380)A＝1.25×103A所以升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(50,500)＝eq\f(1,10)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(I3,I2)＝eq\f(1.25×103,50)＝eq\f(25,1)。[答案](1)見解析(2)1∶1025∶110．如圖所示，線圈面積為0.05m2，共100匝，線圈總電阻為1Ω，與外電阻R＝9Ω相連。當線圈在B＝eq\f(2,π)T的勻強磁場中繞OO′以轉(zhuǎn)速n＝300r/min勻速轉(zhuǎn)動時，求：(1)電動勢的瞬時值表達式(從線圈處于中性面時開始計時)；(2)兩電表、的示數(shù)；(3)線圈轉(zhuǎn)過eq\f(1,60)s時，電動勢的瞬時值；(4)線圈轉(zhuǎn)過eq\f(1,30)s的過程中，通過電阻R的電荷量；(5)線圈勻速轉(zhuǎn)一周外力做的功。[解析](1)因為Em＝NBSω，ω＝2πn，其中n＝300r/min＝5r/s，代入數(shù)據(jù)可得ω＝10πrad/s，Em＝100V若從線圈處于中性面時開始計時，則e＝Emsinωt，所以電動勢的瞬時值表達式為e＝100sin10πt(V)(2)兩電表的示數(shù)為交流電的有效值，則I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(Em,\r(2)R＋r)＝5eq\r(2)A，UR＝IR＝45eq\r(2)V(3)當線圈轉(zhuǎn)過eq\f(1,60)s時，電動勢的瞬時值e＝100sin(10π×eq\f(1,60))V＝50V(4)線圈轉(zhuǎn)過t＝eq\f(1,30)s的過程中，通過電阻R的電荷量q＝eq\o(I,\s\up6(－))Δt＝eq\f(E,R＋r)Δt＝eq\f(N\f(ΔΦ,Δt),R＋r)Δt＝eq\f(NΔΦ,R＋r)，而ΔΦ＝Φ