2020届高三高考物理二轮复习专题专练：直流电路和交流电路

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A．4IR＋

mgv IB.

mgv IC．4IR

1mgvD.IR＋ 4IA [电动机带动质量为m的重物以速度v匀速上升，电动机的输出功率等于克服重力做功的功率，P输出＝mgv，由I1∶I2＝n2∶n1，可知I2＝2I，所以P热＝I2R＝4IR，P2＝P输出＋P热＝mgv＋4IR，由于是理想变压器，所以P1＝P2＝U1I，U1＝4IR＋

2

2

2

mgv，因此选项A正确。] I易错点评：解决本题时容易混淆纯电阻电路和非纯电阻电路，在非纯电阻电路中，电动机的功率应为P入＝P出

＋P热。

8．(多选)(2019·河南适应性练习)黑光灯是灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”。图是高压电网的工作电路，其输入电压为有效值是220 V的正弦交流电，经变压器输出给电网使用。已知空气的击穿电场的电场强度为3 000 V/cm，要使害虫瞬间被击毙至少要1 000 V的电压。为了能瞬间击毙害虫而又防止空气被击穿而造成短路，则( )

50

A．变压器原、副线圈的匝数之比的最小值为

1111

B．变压器原、副线圈的匝数之比的最大值为

501

C．电网相邻两极间距离须大于 cm 3D．电网相邻两极间距离的最大值为3 cm BC [根据理想变压器的原理：＝n1U1穿n1U1穿

，由题意，要使副线圈电压的有效值至少为1 000 V，则：≤，联n2U2穿n2U2穿

n12201111

立得：≤＝，故变压器原、副线圈的匝数之比的最大值为，故A错误，B正确；高压电网相邻两极板间

n21 0005050

的击穿电压，即变压器次级线圈的电压：U2穿＝Ed，电网相邻两极间距离d＝误。]

9．(多选)(2019·山东德州联考)如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为1 T ，单匝正方形导线框的边长为1 m，总电阻为1 Ω，开始时处于位置Ⅰ ，现用外力使导线框绕ab边匀速转过180°至位置Ⅱ，转动的角速度大小为π rad/s，则在此过程中以下说法正确的是( )

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U2穿1 0001

＝ cm＝ cm，故C正确，D错E3 0003

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A．通过导线横截面的电荷量为零 B．通过导线横截面的电荷量为2 C π

C．外力做功为 J

2π

D．外力做功为 J

4

ΔΦ2BL2×1×1

BC [通过导线横截面的电荷量q＝R＝R＝ C＝2 C，选项A错误，B正确；根据Em＝BωS＝1

2

2

22

E2

2

1×π×1 V＝π V，则外力做功W＝Rt＝ππ

×π J＝2 J，选项C正确，D错误；故选B、C。]

2

10．(易错题)(2019·山东烟台一模)如图所示，一理想变压器原线圈与定值电阻R1、理想电流表A1一起接入电压恒为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P进行改变，副线圈和滑动变阻器R、定值电阻

R2以及理想电流表A2连接在一起，下列说法正确的是( )

A．保持R不变，将触头P向上移动，则A1的示数变小，A2的示数变小 B．保持R不变，将触头P向下移动，电源输出的总功率变小 C．保持P的位置不动，增大R，则A1的示数减小，A2的示数减小 D．保持P的位置不动，增大R，则R的电功率变小，R1的电功率不变

D [保持R不变，将触头P向上移动，则n1增大，再由U2＝U1，可知U2减小，又因为副线圈的总电阻不变，所以通过副线圈的电流减小，即A2的示数变小；A1的示数为，U1和R1都不变，所以A1的示数不变，故A错误；保

n2n1

U1R1

n2U22

持R不变，将触头P向下移动，则n1减小，再由U2＝U1，可知U2增大，副线圈的负载电阻不变，由P出＝可知n1R总

电源输出的总功率增大，故B错误；保持P的位置不动，增大R，负载的总电阻R总增大，U2不变，由I2＝U2

可知R总

U1

I2减小，所以A2的示数减小；A1的示数为，U1和R1都不变，所以A1的示数不变，故C错误；保持P的位置不动，

R1

增大R，负载的总电阻R总增大，U2不变，由I2＝

U2

可知I2减小，副线圈的输出功率为P2＝U2I2减小，因为R2的功率R总

不变，所以R的功率是减小的；电阻R1不变，两端的电压U1不变，所以R1的电功率不变，故D正确。]

11．(多选)(2019·江西七校联考))如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1 000 匝，副线圈匝数n2＝200

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匝，将原线圈接在u＝2002sin 100πt(V)的交流电源上，副线圈上电阻R和理想交流电压表并联接入电路，现在

A、B两点间接入不同的元件，下列说法正确的是( )

A．在A、B两点间接入另一只电阻R，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2 Wb/s B．在A、B两点间接入一理想二极管，电压表读数为40 V

C．在A、B两点间接入一电容器，提高交流电频率，电压表读数增大 D．在A、B两点间接入一电感线圈，提高交流电频率，电阻R消耗的功率减小

CD [在A、B两点间接入另一电阻R，输入电压最大值为2002 V≈283 V，故平均每匝线圈的电压为0.283 V，故磁通量的最大变化率为0.283 Wb/s，故A错误；输入电压有效值为200 V，根据＝，可得输出电压为40 V，在A、B两点间接入一理想二极管，每个周期会被过滤掉半个周期的电流，设电压表读数为U，则根据有效值定义，

U1n1

U2n2

U2TU2U22

有×＝×T，U＝＝202 V，故B错误；在A、B两点间接入一电容器，提高交流电频率，电容器的容抗减小，R2R2R两端的电压增加，电压表读数增大，故C正确；在A、B两点间接入电感线圈，提高交流电频率，感抗增加，R两

端的电压减小，消耗的功率减小，故D正确。]

12．如图甲所示，一个电阻不计、边长为1 m的正方形单匝线圈被固定，正方形线圈内有一磁场与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，将线圈的两端与理想变压器原线圈相连，开关闭合，副线圈接有定值电阻R0和磁敏电阻GMR(GMR的阻值随所处空间磁场的增大而增大)，则下列说法正确的是( )

A．线圈中产生的电动势的有效值为2 V

B．若使电阻R0消耗的功率增大，则滑动触头P需上移 C．当开关S由闭合到断开，副线圈中电流增大 D．当GMR处的磁场增强时，变压器的输入功率减小

ΔBD [磁感应强度随时间t的变化关系为B＝0.02sin(100t)T，求导可得磁通量变化率为＝2cos(100t)T/s，

ΔtΔΦEm

所以产生的最大感应电动势为Em＝＝2 V，线圈中产生的电动势的有效值为E＝＝2 V，A错误；滑动触头

Δt2

P上移，R0两端电压减小，故其消耗的功率减小，B错误；当开关S由闭合到断开时，副线圈减少一个支路，电流U2U2

减小，C错误；当GMR处的磁场增强时，其阻值增大，副线圈的电功率＋减小，故变压器的输入功率减小，D正

R0R确。]

13.(多选)泡沫塑料、海绵等是包装家电常用到的材料。尤其是白色的泡沫塑料，切割很容易，但保证切割面光滑就很难。针对这个问题，某校一同学自制了一个配有理想变压器的泡沫切割器，该切割器的电热丝(纯金属丝)

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参数为“44 V 8.8 W”，切割器工作时，由于家庭电路电压不稳，电路电压在200 V～250 V之间变化，则( )

A．当电压为250 V时，电热丝中交流电的频率最大 B．当电压变化时变压器原、副线圈两端电压比值不变

C．当电路电压为220 V时，通过电热丝的电流为0.2 A，此时变压器原线圈中的电流为0.04 A D．当电路的电压增加时，原线圈的输入功率可能不变

BC [交流电的频率是由发电机的转速决定的，故频率不变，选项A错误；变压器原、副线圈两端电压比值等

U2

于原、副线圈的匝数比，则当电压变化时变压器原、副线圈两端电压比值不变，选项B正确；电热丝的电阻R＝＝

P44

Ω＝220 Ω，当通过电热丝的电流为0.2 A时，由于变压器初级和次级功率相等，则变压器原线圈中的电流为8.8

220×0.28.8I1＝＝ A＝0.04 A，选项C正确；当电路的电压增加时，次级消耗的功率增加，则原线圈的输入功率

U1220增大，选项D错误；故选B、C。]

14．(多选)(2019·河南联考)一浮桶式波浪发电灯塔的原理如图甲所示，浮桶内的磁体由支柱固定在暗礁上，内置线圈与阻值R＝15 Ω的灯泡相连，随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动且始终处于磁场中，其运动速度v＝0.8πsin πt(m/s)。浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中阴影部分)，其截面如图乙所示，匝数N＝100的圆形线圈所在处辐射磁场的磁感应强度大小恒为B＝0.2 T，线圈的直径D＝0.4 m，总电阻r＝1 Ω。取π＝10。则下列说法正确的是( )

2

2

2

A．线圈中产生电动势的瞬时值为e＝0.64sin πt(V) B．灯泡中电流的瞬时值为i＝4sin πt(A) C．灯泡两端电压的有效值为302 V D．灯泡的电功率为240 W

BC [线圈在磁场中切割磁感线，产生电动势为：Emax＝NBLvmax；L＝πD；联立得：Emax＝πNBDvmax＝π×100×0.2×0.4×0.8π V＝64 V，则波浪发电产生电动势e的瞬时表达式：e＝Emaxsin πt＝64sin(πt)V，故

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Ee4

A错误。根据闭合电路欧姆定律有：I＝R＋r得：i＝R＋r＝4sin(πt)A，故B正确。灯泡电流的有效值为：I＝2 A，164

则灯泡的功率为：P＝IR＝2×15 W＝120 W，故D错误。灯泡两端电压的有效值为：U＝IR＝2×15 V＝302 V，

2

故C正确；故选B、C。]

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