2022届高三物理二轮复习练习：专题分层突破练10　恒定电流和交变电流 WORD版含解析.docx

1、专题分层突破练10恒定电流和交变电流A组1.(2021浙江高三模拟)如图所示,国内首台10106 W海上风电机组在福建福清兴化湾二期海上风电场成功并网发电,是目前我国自主研发的单机容量亚太地区最大、全球第二大的海上风电机组。若已知该风力发电机的年均输出功率为设计功率的55%,每户家庭月均耗电200 kWh,则一台发电机可供大约多少户家庭用电()A.5 000B.1万C.2万D.4万2.(2020江苏卷)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示。其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上。则电流互感器()A.是一种降压变压器B.能测量直流电路的电流C.原、副

2、线圈电流的频率不同D.副线圈的电流小于原线圈的电流3.(2021山东高三模拟)如图所示,R1为定值电阻、R为滑动变阻器、C为电容器,闭合开关S,当滑片P向上移动时,下列说法正确的是()A.电流表A1的示数增大B.电流表A2的示数减小C.电容器C的带电荷量减小D.电源内阻r上消耗的电功率增大4.(2020北京卷)如图所示,理想变压器原线圈接在u=Umsin(t+)的交流电源上,副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内电阻影响。闭合开关S后()A.电流表A2的示数减小B.电压表V1的示数减小C.电压表V2的示数不变D.电流表A1的示数不变5.(2021江苏南通高三二模)如图所示为远距离输电的原理图

3、,发电机输出电压不变,升压变压器、降压变压器均为理想变压器,降压变压器的原、副线圈匝数之比为n。若用户负载发生变化,电压表V的示数变化U,电流表A的示数变化I,=k。则两变压器间输电线的总电阻R等于()A.nkB.C.n2kD.6.(2021河北高三模拟)我们可以用某型号脂肪测量仪(如图甲所示)来测量脂肪率。体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻,而体内脂肪几乎不导电。脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例,模拟电路如图乙所示。测量时,闭合开关S,测试者两手分别握两手柄A、B,则()A.体型相近的两人相比,脂肪含量高者对应的电流表示数较大,电压表示数较小B.体型相近的两人相比,

4、脂肪含量高者对应的电源效率高C.体型相近的两人相比,脂肪含量高者对应的电源输出功率大D.当A、B间电阻逐渐增大时,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值也随之增大7.(2021辽宁锦州高三一模)如图甲所示为一台小型旋转电枢式交流发电机的构造示意图,内阻r=1 ,外电路电阻R1=R2=18 ,电路中其余电阻不计。发电机的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=10,转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化,如图乙所示,取=3.14,则()A.t=1.5710-2 s时,该小型发电机的电动势为零B.t=3.1410-2 s时,矩形线圈转到中

5、性面位置C.串联在外电路中的交流电流表的示数为2 AD.感应电动势的最大值为20 VB组8.(多选)(2020浙江卷)如图所示,系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机,旋翼由电动机带动。现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升,经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400 V,若不计电缆的质量和电阻,忽略电缆对无人机的拉力,则()A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200 NB.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 AC.无人机上升过程中消耗的平均功率为100 WD.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做

6、功9.(多选)(2021辽宁朝阳高三一模)如图所示,理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连(电源内阻不计),原副线圈匝数比为n1n2,电压表和电流表均为理想电表,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,当滑片向左滑动时,电压表、电流表的示数变化分别用U1、U2、I1、I2表示,以下说法正确的是()A.=R1B.=R2C.=2R2D.=2R110.(多选)(2021山西高三模拟)家用灯暖型浴霸的电路如图所示,其中照明灯额定电压为220 V、额定功率为44 W;四只相同的取暖灯额定电压均为220 V、额定功率均为440 W;排气扇电机的内阻为1.2 。当将浴霸接入u=220sin 100t(V)的交

7、流电路中时,闭合全部开关后各用电器均正常工作,此时通过保险丝的电流为8.6 A。以下判断正确的是()A.交变电流的频率为50 HzB.排气扇电机的输出功率为88 WC.闭合全部开关,浴霸的总功率为2 675 WD.只闭合S1、S4,通过保险丝的电流为0.6 A11.(2021江苏滨海中学高三一模)交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示,传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是()A.电压表的示数变大,电流表的示数变小B.电压表的示数变小,电流表的示数变小C.酒精气体浓度越大,电

8、源的输出功率越大D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变12.(2021河北高三模拟)如图所示的电路,电源电动势E恒定且内阻r不可忽略,R1、R2、R3为定值电阻,R4为滑动变阻器,A1、A2为理想电流表,V1、V2、V3为理想电压表。闭合开关后,I1、I2分别表示两个电流表的示数,U1、U2、U3分别表示三个电压表的示数。现将滑动变阻器R4的滑片稍向上滑动一些,I1、I2分别表示两个电流表示数变化的大小,U1、U2、U3分别表示三个电压表示数变化的大小。下列说法正确的是()A.U2变小B.变小C.U2小于U3D.大于13.(2021北京海淀区高三一模)如图所示,理想变压器的

9、原、副线圈匝数比为21,原线圈接在u=Umcos(t+)的交流电源上,副线圈接一定值电阻R0和滑动变阻器R,电流表、电压表均为理想交流电表。当滑动变阻器R的滑片由a端向b端缓慢滑动时,下列说法正确的是()A.电流表A1、A2的示数之比为21B.电压表V1、V2的示数之比为12C.滑动变阻器R消耗的功率可能先增大后减小D.原线圈的输入功率可能减小专题分层突破练10恒定电流和交变电流1.C解析 根据能量守恒定律有Pt=nW,代入相关参数可得55%10106365246060 J=122003.6106n J,解得n=2104,故选C。2.D解析 原线圈匝数少,副线圈匝数多,由可得,是升压变压器,选

10、项A错误;电流互感器的原理是电磁感应,不能测量直流电路的电流,选项B错误;变压器不改变电流的频率,原、副线圈电流的频率相同,选项C错误;由可得,副线圈电流小于原线圈电流,选项D正确。3.B解析 滑片向上滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,整个电路电阻增大,干路电流减小,A1示数减小,A错误;内电压减小,外电压增大,R1两端的电压增大,则通过R1的电流增大,而干路电流减小,则A2的示数减小,B正确;电容器两端的电压增大,所以电容器的带电荷量增大,C错误;通过内电阻的电流减小,则由P=I2r可知,电源内阻消耗的电功率减小,D错误。4.A解析 开关S闭合时,副线圈总的电阻减小,由于变压器的匝数比和

11、输入的电压都不变,所以输出的电压也不变,即V1示数不变,但因副线圈的总电阻减小,则副线圈的总电流增大,则原线圈的电流增大,故A1的示数变大,选项B、D错误;由于副线圈的电流增大,故串联在副线圈的电阻R两端的电压增大,而副线圈的总电压不变,所以副线圈并联部分的电压减小,即V2的示数减小,故电流表A2的示数减小,选项A正确,C错误。5.C解析 电压表V的示数变化U,则降压变压器的原线圈两端电压变化了nU,电流表A的示数变化I,则流过R的电流变化了,所以两变压器间输电线的总电阻R=n2k,故选C。6.B解析 体型相近的两人相比,脂肪含量高者电阻较大,图乙是串联电路,总电阻增大,电流减小,AB两端电压

12、增大,电源效率=100%,路端电压U随外电阻R外增加而增大,因此脂肪含量高者对应的电源效率高,电源输出功率与外电阻和电源内阻的关系有关,外电阻与电源的内阻越接近,电源输出功率越大,本题中未给出外电阻与电源内阻的关系,故无法判断谁对应的电源输出功率大,A、C错误,B正确;电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值为=R+r,其大小不变,D错误。7.D解析 t=1.5710-2 s时,磁通量的变化率最大,该小型发电机的电动势为最大,A错误;t=3.1410-2 s时,磁通量的变化率最大,磁场与线圈平面平行,B错误;从-t图线可以看出max=1.010-2 Wb,T=3.1410-2 s,=,

13、感应电动势的最大值为Emax=nmax=20 V,电路中电流最大值为Imax=2 A,串联在外电路中的交流电流表的读数为I= A,C错误,D正确。8.BD解析 无人机从静止起飞到空中悬停,一定会有加速和减速过程,减速过程加速度向下,根据牛顿第二定律,mg-F=ma,无人机所受重力大于空气对无人机的作用力,根据牛顿第三定律,空气对无人机的作用力等于无人机对空气的作用力,无人机对空气的作用力有可能小于200 N,选项A错误;额定电流I= A=12.5 A,选项B正确;根据动能定理,P机t-mgh=0,平均功率P机= W=100 W,由于有热量产生,所以无人机消耗的平均功率P=P机+P热,大于100

14、 W,选项C错误;无人机在升空和悬停阶段,无人机对空气的作用力推动空气运动,对空气做功,选项D正确。9.AD解析 正弦交流电源电压稳定,有u=+U1,|U1|=|UR1|,所以有=R1,根据变压器的规律可知,理想变压器原、副线圈电压变化量之比,原、副线圈电流变化量之比,所以有=2=2R1,A、D正确,B、C错误。10.AD解析 根据u=220sin 100t(V),可得交变电流的频率为f= Hz=50 Hz,A正确;照明灯电流I1=0.2 A,取暖灯电流I2=2 A,则通过排气扇的电流为I3=I-I1-4I2=0.4 A,排气扇电机的输出功率为P=I3U-r=87.808 W,排气扇功率P3=

15、I3U=88 W,故浴霸的总功率为P总=44 W+4440 W+88 W=1 892 W,B、C错误;只闭合S1、S4,通过保险丝的电流为I=I1+I3=0.6 A,D正确。11.D解析 由于传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,而酒驾驾驶员吹气时,酒精浓度大,R变小,由闭合电路的欧姆定律可知I=,U=E-I(R0+r),可知电流表示数变大、电压表示数变小,A、B错误;电源的输出功率关于外阻R外的图象如图所示,由图可看出当R外=r时电源的输出功率最大,而酒精气体浓度越大则R+R0越小,若开始时有R+R0r,则随着R减小电源的输出功率增大,若R+R0r,则随着R减小电源的输出功率减小,

16、C错误;根据闭合电路的欧姆定律有E=U1+I1(r+R0),E=U2+I2(r+R0),整理后有=r+R0,则无论R怎么变,电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变,D正确。12.C解析 滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器R4接入电路的电阻变大,由“串反并同”可知U2变大,A错误;由欧姆定律可知=R3+R4,R4接入电路的阻值变大,所以变大,B错误;电压表V2的示数等于电阻R3和R4两端的电压之和,R4接入电路阻值变大,电压表V2的示数变大,由于总电流变小,但是流过R2的电流变大,所以流过电阻R3的电流变小,电阻R3两端的电压变小,所以U3大于U2,C正确;由闭合电路欧姆定律分析可知=r,=r+R1,所以小于,D错误。13.C解析 根据原副线圈电压与匝数成正比得,故B错误;由理想变压器输入功率和输出功率相等可得U1I1=U2I2,则,A错误;当滑动变阻器R的滑片由a端向b端缓慢滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻值逐渐减小,由于输入电压不变,所以输出电压也不变,则滑动变阻器R消耗的功率P=2R=,则当R=R0时,滑动变阻器R消耗的功率最大,故滑动变阻器R消耗的功率可能先增大后减小,也可能一直增大,C正确;由于理想变压器输入功率和输出功率相等,理想变压器输入功率随着输出功率的变化而变化,可能先增大后减小,也可能一直增大,D错误。