2019届高考物理二轮复习第一部分专题四电路与电磁感应第一讲直流电路与交流电路课前自测诊断卷.doc

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1、1专题四第一讲 直流电路与交流电路课前自测诊断卷考点一 直流电路的分析与计算1.考查直流电路中电压、电流的分析在如图所示电路中，闭合开关 S，当滑动变阻器的滑动触头 P向下滑动时，三个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、 U1、 U2表示。下列判断正确的是( )A I减小， U1增大 B I减小， U2增大C I增大， U1增大 D I增大， U2增大解析：选 B 闭合开关 S，当滑动变阻器的滑动触头 P向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻 R增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流 I 总 减小，路端电压 U增大； R3的电压等于路端电压，则流过 R3的电流 I3

2、增大；流过电流表的电流I I 总 I3， I 总 减小， I3增大， I减小， R1的电压减小，即电压表 V1的示数 U1减小；电压表 V2的示数 U2 U U1， U增大， U1减小，则 U2增大。所以， I减小， U1减小， U2增大，故B正确。2考查闭合电路中功率的分析多选某种小灯泡的 UI图像如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为 1.0 。现闭合开关 S，理想电压表 V的示数为 4.0 V，则( )A外电路的总电阻为 6.7 B电源的电动势为 5.6 VC电源消耗的热功率为 3.0 W D电源的效率为 89.3%解析：选 BD 理想电压表 V的示数为

3、 4.0 V，由 UI图像可知通过干路上的小灯泡的电流为 0.6 A，通过电源的电流也为 0.6 A，通过两并联小灯泡的电流均为 0.3 A，两端电压为 1.0 V，依据闭合电路欧姆定律可知，电源的电动势为 E4.0 V1.0 V0.6 A1.0 5.6 V，B 正确；电路的路端电压为 U05.0 V，电流为 I00.6 A，依据部分电路欧姆定律可知外电阻总阻值为 R 8.3 ，A 错误；电源消耗的热功率为50.6Pr I02r0.36 W，C 错误；输出功率为 P 出 U0I03.0 W，则电源的效率为 100%89.3%，D 正确。P出Pr P出3考查含容电路的动态分析2如图所示电路中，电

4、流表 A和电压表 V均可视为理想电表。现闭合开关 S后，将滑动变阻器滑片 P向左移动，下列说法正确的是( )A电流表 A的示数变小，电压表 V的示数变大B小灯泡 L变亮C电容器 C上电荷量减少D电源的总功率变大解析：选 A 闭合开关 S后，将滑动变阻器滑片 P向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流 I减小，则小灯泡 L变暗，电流表 A的示数变小；电压表的示数 U E I(RL r)， I减小，其他量不变，则 U增大，即电压表V的示数变大，故 A正确，B 错误。电容器的电压等于变阻器两端的电压，即等于电压表的示数， U增大，由 Q CU，知电容器 C上的电荷

5、量增大，故 C错误。电源的总功率P EI， I减小，则电源的总功率变小，故 D错误。4考查纯电阻电路的计算如图所示电路中，电源电动势 E6 V，内阻 r2 ， R14 ， R26 ， R36 。下列说法正确的是( )A电阻 R2中电流为 A13B电路中 A、 B两点之间的电压为 3 VC若在 C、 D间连一个理想电流表，其读数是 A13D若在 C、 D间连一个理想电压表，其读数是 4 V解析：选 C 根据闭合电路欧姆定律，电阻 R2中的电流为 I 0.5 A，选ER1 R2 r项 A错误；电路中 A、 B两点之间的电压为 UAB IR10.54 V2 V，选项 B错误；若在C、 D间连一个理想

6、电流表，则外电路总电阻为 R R1 7 ，电阻 R1中的电流为R2R3R2 R3I1 A，电阻 R3中的电流为 I3 I1 A，理想电流表的读数是 A，选项 C正确；ER r 23 12 13 13若在 C、 D间连一个理想电压表，其测量的电压为 R2两端的电压， R2两端的电压U2 IR20.56 V3 V，理想电压表的读数是 3 V，选项 D错误。考点二 交变电流的产生及描述5.考查交变电流的产生多选在匀强磁场中，一个匝数为 150匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间变化规律如图所示。设线圈总电阻为 2 ，则( )3A t0 时，线圈平面与磁感线方

7、向垂直B t0.5 s 时，线圈中的电流改变方向C t2 s 时，线圈中磁通量的变化率为零D在 2 s内，线圈产生的热量为 18 2 J解析：选 BD 根据题图可知，在 t0 时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，感应电动势最大，故 A错误； t0.5 s时，线圈中磁通量最大，感应电动势为零，此时的电流改变方向，故 B正确； t2 s时，线圈中磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，故 C错误；感应电动势的最大值为 Em NBS N m 1500.04 22V6 V，有效值 E 3 V，根据焦耳定律可得 2 s内产生的热量为 Q TEm2 2 E2R2 J18 2 J，故 D正确。

8、18 226考查交变电流有效值的计算如图所示电路，电阻 R1与电阻 R2阻值相同，都为 R，和电阻 R1并联的 D为理想二极管(正向电阻可看成零，反向电阻可看成无穷大)，在 A、 B间加一正弦交流电，该正弦交流电电压的瞬时值表达式为 u20 sin 100 t(V)，则2加在 R2上的电压有效值为( )A10 V B20 VC15 V D5 V10解析：选 D 由二极管的单向导电性可知，二极管导通时，加在 R2上的电压为电源电压，时长半个周期，最大值为 20 V，二极管截止时， R1、 R2串联，则 R2上的电压为电源2电压的一半，时长半个周期，最大值为 10 V。由有效值的定义 T 2U2R

9、 20 V 2R T2 ，可得加在 R2上的电压有效值为 U5 V，选项 D正确。 10 V 2R T2 107.考查交变电流平均值的应用多选如图所示，边长为 L的正方形单匝线圈 abcd，电阻为 r，外电路的电阻为 R，过 ab的中点和 cd的中点的连线 OO恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为 B，若线圈从图示位置开始，以角速度 绕轴 OO匀速转动，以下判断正确的是( )A图示位置线圈中的感应电动势最大，其值为 Em BL2B闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为 e BL2 sin tC线圈从图示位置转过 180的过程中，流过电阻 R的电荷量为 qBL2R r4D线圈转动一周的过

10、程中，电阻 R上产生的热量为 Q B2 L4R4 R r 2解析：选 CD 如题图所示，图示位置为中性面，线圈中的感应电动势为 0，选项 A错误；线圈的有效面积为正方形面积的一半，故闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e BL2 sin t ，选项 B错误；线圈从图示位置转过 180的过程中，根据12q ， BS 有效 BS 有效 BL2，可得流过电阻 R的电荷量为 q ，选项 C正确； R r BL2R r线圈转动一周的过程中，电阻 R上产生的热量为 Q I2RT 2R B L222 R r 2，选项 D正确。 B2 L4R4 R r 28考查交变电流的四值比较多选小型交流发电机中，矩形金属

11、线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示。不计线圈的电阻。下列说法正确的是( )A产生的感应电动势瞬时值表达式为 e20 sin 8 t(V)2B若与一个 R10 的电阻构成闭合回路，交变电流的有效值为 A2C若将此电动势加在电容为 C1 F 的电容器 上 ， 则 该 电 容 器 的 耐 压 值 应 不小于 10 V2D若该交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动的速度增大到原来的 2倍，则产生的交变电流的电动势的最大值增大为 40 V解析：选 BD 由题图可知，交变电流的电动势的最大值 Em20 V，交变电流的电动势的周期为 T0.25 s，频率为 f 4 Hz，

12、线圈转动的角速度 2 f8 rad/s，产1T生的感应电动势瞬时值表达式为 e Emsin t 20sin 8 t(V)，选项 A错误；交变电流的电动势的有效值为 E 10 V，由闭合电路欧姆定律得交变电流的有效值为 I Em2 2 ERA，选项 B正确；若将此电动势加在电容器上，电容器的耐压值应不小于电动势最大值，2即不小于 20 V，选项 C错误；由交变电流的电动势最大值表达式 Em NBS 可知，若该交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动的速度增大到原来的 2倍，则产生的交变电流的电动势的最大值增大到原来的 2倍，为 40 V，选项 D正确。考点三 理想变压器的规律及应用9.考查负载变化引

13、起的动态分析问题多选每到夜深人静的时候我们就会发现灯泡比睡觉前要亮，其原因在于大家都在用电时，用电器较多。利用如图所示电路模拟输电线路，开5关的闭合或者断开模拟用户的变化，原线圈输入 50 Hz的 220 V交流电。下列分析正确的是( )A定值电阻相当于输电线电阻B开关闭合，灯泡 L1两端电压升高C开关闭合，原线圈输入功率增大D开关断开，副线圈电压增大解析：选 AC 原、副线圈匝数和电压成正比，由于匝数比值不变，原线圈输入电压也不变，所以副线圈电压不会变化，选项 D错误。家庭电路用电器之间为并联关系，用户较多时，并联支路增多，相当于开关闭合，而与之串联的定值电阻，实际是等效输电线的电阻，选项

14、A正确。开关闭合副线圈总电阻变小，总电流变大，定值电阻分电压增多，并联电压变小，即灯泡 L1两端电压减小，选项 B错误。副线圈电压不变电流增大，副线圈电功率增大，根据能量守恒，原线圈电功率也增大，选项 C正确。10考查原、副线圈匝数比变化引起的动态分析问题多选如图所示，可调理想变压器原线圈接交流电，副线圈通过滑动触头 P可改变其匝数。下列说法正确的是( )A仅增大 R的阻值，通过灯泡 L的电流将变大B仅增大 R的阻值，通过灯泡 L的电流将变小C仅将滑动触头 P向下滑动，灯泡 L两端的电压将变大D仅将滑动触头 P向下滑动，灯泡 L两端的电压将变小解析：选 BD 仅增大电阻 R时，由于匝数不变，输

15、出电压不变，则由欧姆定律可知，通过灯泡的电流变小，故 A错误，B 正确；滑动触头 P向下滑动时，输出端匝数减小，则输出电压变小，灯泡两端的电压变小，故 C错误，D 正确。11考查原线圈含负载的动态分析问题一理想变压器原、副线圈匝数比为 31，原线圈与小灯泡 D串联后，接入一正弦交流电源，电源电压的有效值恒定；副线圈电路中连接可变电阻 R和电流表，电流表内阻不计，如图所示。若改变 R的阻值，使电流表的示数变为原来的两倍。则( )A小灯泡 D的亮度变暗B副线圈的电压变小C R的阻值大于原来的一半D变压器的输入功率变为原来的两倍解析：选 B 因电流表的示数变为原来的两倍，即副线圈中电流变为原来的两倍

16、，则原线圈中电流也变为原来的两倍，即小灯泡 D的亮度变亮，选项 A错误；因灯泡 D两端的电压变大，可知变压器原线圈中电压减小，副线圈中电压也减小， R的阻值小于原来的一6半，选项 B正确，C 错误；原线圈中电流变为原来的两倍，但是原线圈中电压减小，则变压器的输入功率小于原来的两倍，选项 D错误。考点四 远距离输电问题12.考查计算输电线路的功率损耗问题多选在远距离输电时，输送的电功率为 P，输电电压为 U，所用输电导线的电阻率为 ，横截面积为 S，两地的距离为 L，输电线上损耗的电功率为 P1，用户得到的电功率为P2。下列关于 P1和 P2的表达式中正确的是( )A P2 P B P2 P(1

17、2P LU2S) U2S2 LC P1 D P12P2 LU2S U2S L解析：选 AC 输电线上的电流 I ，输电导线的电阻 R ，输电线上损耗的电功PU 2LS率 P1 I2R ，用户得到的电功率 P2 P P1 P ，选项 A、C 正确。2P2 LU2S (1 2P LU2S)13考查输送电压一定的动态分析问题如图为远距离输电示意图， n1、 n2和 n3、 n4分别是升、降压变压器的原、副线圈，已知发电机的输出电压一定。用电高峰时，某同学发现当他家的大功率电器开启后，家中的白炽灯变暗。下列说法正确的是( )A该同学家开启大功率电器后，输电线上损失的功率减小B若减小降压变压器原线圈 n

18、3的匝数，可能会使白炽灯正常发光C若减小降压变压器副线圈 n4的匝数，可能会使白炽灯正常发光D若减小升压变压器副线圈 n2的匝数，可能会使白炽灯正常发光解析：选 B 用电高峰时，开启大功率电器，用户用电的总功率增加，升压变压器和降压变压器的原、副线圈电流都要增加，输电线上功率损失 P 损 I22R增大，故 A错误；若减小降压变压器原线圈 n3的匝数，根据 可知 U4增大，根据 P 可知可能会使白U3U4 n3n4 U2R炽灯正常发光，故 B正确；若减小降压变压器副线圈 n4的匝数，根据 可知 U4减小，U3U4 n3n4根据 P 可知使白炽灯更暗，故 C错误；若减小升压变压器副线圈 n2的匝数

19、，根据 U2R U1U2可知 U2减小，根据 I 可知输送电流增大，输电线上损失电压增大，功率损失增大，降n1n2 PU压变压器的原、副线圈的电压减小，使白炽灯更暗，故 D错误。714考查输送功率一定的动态分析问题如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为 1100，其输入交流电压的变化规律如图乙所示，远距离输电线的总电阻为 50 。降压变压器右侧部分为火灾报警系统原理图，其中 R1为一定值电阻， R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小，电压表 V可以显示加在报警器两端的电压(报警器未画出)。未出现火警时，升压变压器的输入功率为 660

20、 kW。下列说法中正确的是( )A0.01 s 时刻，电压表的示数是 0B未出现火警时，远距离输电线路损耗的功率为 45 kWC当传感器 R2所在处出现火警时，电压表 V的示数变大D当传感器 R2所在处出现火警时，输电线上的电流变小解析：选 B 电压表的读数是交流电的有效值，则 0.01 s时刻，电压表的示数不为零，选项 A错误；升压变压器输入端电压有效值为 220 V，根据电压与匝数成正比知，副线圈两端电压为 22 000 V，所以输电线中的电流 I A30 A，输电线损失的电PU 66010322 000压 U IR3050 V1 500 V，输电线路损耗功率 P UI1 50030 W45 kW，故 B正确；当传感器 R2所在处出现火警时其阻值减小，降压变压器副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表 V的示数减小，故 C错误；当传感器 R2所在处出现火警时，副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流增大，故 D错误。