2019年高考物理命题猜想与仿真押题专题11恒定电流与交变电流仿真押题（含解析）.doc

1、1恒定电流与交变电流仿真押题1.(多选)如图 2 所示， A 为巨磁电阻，当它周围的磁场增强时，其阻值增大； C 为电容器.当有磁铁靠近 A时，下列说法正确的有( )图 2A.电流表的示数减小B.电容器 C 的电荷量增大C.电压表的示数变小D.电源内部消耗的功率变大答案 AB2.图 4 为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T 的原、副线圈匝数分别为 n1、 n2.在 T 的原线圈两端接入一电压 u Umsint 的交流电源，若输送电功率为 P，输电线的总电阻为 2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )图 4A.( ) B.( )n1n2U2m4r n2n1

2、U2m4rC.4( )2( )2r D.4( )2( )2rn1n2 PUm n2n1 PUm答案 C解析 输入电压为： U1 ，由 得： U2 ，又由 P I2U2，输电线上损失的电功率为：Um2 U1U2 n1n2 n2Um2n1Pr I 2r4( )2( )2r，C 对.2n1n2 PUm3.(多选)在如图 6 所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关 S，将滑动变阻器滑片 P 向左移动一段距离后，下列结论正确的是( )2图 6A.灯泡 L 变亮B.电压表读数变大C.电容器 C 上电荷量减少D.电流表读数变小答案 BD4.(多选)汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图 8 为汽车启动原理图

3、，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为 10A；电动机启动时电流表读数为 58A.若电源电动势为 12.5V，内阻为 0.05，电动机内阻为 0.02，电流表内阻不计，则电动机启动时( )图 8A.车灯的电压为 9.6VB.通过电动机的电流为 48AC.电动 机的功率为 50WD.电动机输出的机械功率为 430W答案 AD解析 当电动机未启动时，此时 U 外 1 E I1r12.5V100.05V12V则车灯的电阻为： R 1.2U外 1I1 1210当电动机启动后： U 外 2 E I2r12.5V580.05V9.6V，由于电动机和车灯并联，故车灯的电压为9.6V，即选项 A 正

4、确；则此时通过车灯的电流为 I 灯 1 8A，故通过电动机的电流为 I 机U外 2R58A8A50A，故选项 B 错误；此时电动机的功率为： P I 机 U 外 2509.6W480W，故选项 C 错误；此时电动机输出的机械功率为： P 出 P I r 机 430W，故选项 D 正确.2机35.如图 9 所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为 T，转轴 O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为 2.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过 60时的感应电流为 1A.下列说法正确的是( )图 9A.线圈消耗的电功率为 1WB.线圈中感应电流的有效值为 2AC.任意时刻线圈中的感应电

5、动势为 e2 cos t22TD.任意时刻穿过线圈的磁通量为 sin t2T 2T答案 D6.如图 10 所示，矩形闭合导线框 ABCD 处于可视为水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴 OO匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接有一只“11V,33W”的灯泡.当灯泡正常发光时，变压器输入电压 u33 cos (10 t) V.下列说法正确的是( )2图 10A.图示位置可能是计时起点B.图示位置线框中产生的磁通量变化率最小C.变压器原、副线圈匝数之比为 3 12D.通过电流表 A 的电流为 A2答案 B解析 根据瞬时值表达式可知，线框转动的计时起点是线框平面与磁感线平行的位置，不是

6、图示的位置，4选项 A 错误；图示位置线框中的磁通量最大，磁通量的变化率最小，选项 B 正确；变压器原线圈的电压有效值为 33V，副线圈电压为 11V，根据 ，则变压器原、副线圈匝数之比为 31，选项 C 错误；根据U1U2 n1n2输出功率与输入功率相等可知，通过电流表 A 的电流为 I A1A，选项 D 错误.PU1 33337.(多选)如图 11 所示，图线表示某电池组的输出电压电流关系，图线表示其输出功率电流关系.根据图线可以求出( )图 11A.电源电动势B.电源内阻C.电池组的输出电压为 45V 时输出功率为 100WD.电池组的输出功率为 120W 时，电路消耗的总功率为 200

7、W答案 ABD8.如图 12 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1 n215，原线圈接 u1110sin (100 t) V 的交流电，电阻 R1 R225， D 为理想二极管，则( )图 12A.通过电阻 R1的电流为 2AB.二极管的反向耐压值应大于 550VC.原线圈的输入功率为 200WD.通过原线圈的电流为 A15115答案 B9现用电压为 380 V 的正弦式交流电给额定电压为 220 V 的电灯供电，以下电路中可能使电灯正常发光的有( )解析 由图可知，A、B 选项中均有电阻分压，可以使电灯正常发光；C 选项为降压变压器，通过变压器降压也可以使电灯正常发光；D 选项为升压变压

8、器，电灯两端的电压要大于 380 V，不可行答案 ABC10如图所示，有一台交流发电机 E，通过理想升压变压器 T1和理想降压变压器 T2向远处用户供电，输电线的总电阻为 R.T1的输入电压和输入功率分别为 U1和 P1，它的输出电压和输出功率分别为 U2和 P2； T2的输入电压和输入功率分别为 U3和 P3，它的输出电压和输出功率分别为 U4和 P4.设 T1的输入电压 U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )A U2减小， U4变大 B U2不变， U3变小C P1变小， P2变小 D P2变大， P3变大6答案 BD11图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为 1100，

9、降压变压器原副线圈匝数比为1001，远距离输电线的总电阻为 100 .若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为 750 kW.下列说法中正确的有( )A用户端交流电的频率为 50 HzB 用户端电压为 250 VC输电线中的电流为 30 AD输电线路损耗功率为 180 kW解析 变压器不改变交流电的频率，A 项正确，因输电线路上有电压损失，故用户端电压小于 250 V，B 项错误，由 P UI 得 I1 3 000 A，则输电线路中的电流 I2 I130 A，C 项正确，输电线路损耗功率PU1 n1n2为 P 损 I2R 线 30 2100 W90 kW，D 项错答案 AC12.如图所示的

10、电路中，电源电动势为 E、内阻为 r，两平行金属板间有匀强磁场开关 S 闭合后，当滑动变阻器滑片位于图示位置时，一带电粒子恰好以速度 v 匀速穿过两板若不计重力，以下说法正确的是( )7A如果将开关断开，粒子将继续沿直线运动B保持开关闭合，将 a 极板向下移动一点，粒子可能向上偏转C保持开关闭合，将滑片 P 向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出D保持开关闭合，将滑片 P 向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出答案 BCD13(多选)如图所示，电流表 A1(03A)和 A2(00.6A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中闭合开关 S，调节滑动变阻器，下列说法中正

11、确的是( ) AA 1、A 2的读数之比为 11BA 1、A 2的读数之比为 51CA 1、A 2的指针偏转角度之比为 11DA 1、A 2的指针偏转角度之比为 15【答案】BC 【解析】电流表 A1(03 A)和 A2(00.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，都是并联电阻，在题图中两电流计也是并联的，所以 C 正确；它们的量程之比为 51，即总电阻之比为 15，所以并联时读数之比51，所以 B 正确14如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机小灯泡 L 上标有“6V 12W”字样，电动机的线圈电阻 RM0.50.若灯泡正常发光时，电源的输出电压为 12V，此时( )A 整

12、个电路消耗的电功率为 24W8B电动机的热功率为 12WC电动机的输出功率为 12W D电动机的输入功率为 12W【答案】D 15在一小型交流发电机中，矩形金属线圈 abcd 的面积为 S，匝数为 n，线圈总电阻为 r，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕 OO轴以角速度 匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势 e 随时间 t 的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为 R 的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是( )A从 t3到 t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零B从 t3到 t4这段时间通过电阻 R 的电荷量为2E0 R r C t4时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为 E0D t1时刻电阻

13、R 的发热功率为RE202 R r 2【答案】D 【解析】由于磁通量是双向标量，在 t3到 t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零，为 12 BS，故 A 错误；通过电阻的电荷量 Q ，所以 t3到 t4这段时间通过电阻 R 的电荷量 Q n R nBSR r，故 B 错误；由于产生的电动势最大，所以磁通量时间图象中，在电动势最大时，线圈中磁通E0 R r 量的变化率最大，即 E0 nk，所以 k ，故 C 错误；求功率时需用有效值，所以 E ，所以电流 IE0n E02， R 的发热功率为 P ，故 D 正确ER r RE202 R r 216将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为 R，让

14、它在磁感应强度为 B，方向如图所示的匀强磁场中9绕轴 MN 匀速转动导线在 a、 b 两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为 P、电阻为 r 的小灯泡并正常发光电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，则下列说法正确的是( )A半圆形硬导线的转速2rP 2R2BB半圆形硬导线的转速rP 2R2BC半圆形硬导线从图示位置转 90通过小灯泡的电荷量为 R2BrD半圆形硬导线从图示位置转 90过程中通过小灯泡的电荷量为 0【答案】A 17(多选)海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波

15、浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值 R15 的灯泡相连，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分)，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数 N200 的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度 B0.2T，线圈直径 D0.4m，电阻 r1.取重力加速度g10m/s 2， 210.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为 v0.4sin ( t) m/s.则下列说法正确的是( )10A波浪发电产生电动势 e 的瞬时表达式为 e16sin ( t) VB灯泡中电流 i 的瞬时表达式为 i4sin ( t) AC灯泡的电功 率为 120WD灯泡两端电压的有效

16、值为 V15 22【答案】BC 18.图 4 甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO( OO沿水平方向)匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻 R10 连接，与电阻 R 并联的交流电压表为理想电压表，示数为 10V.图乙是矩形线圈中磁通量 随时间 t 变化的图象.则( )图 4A.此交流发电机的电动势平均值为 10 V2B.t0.02s 时 R 两端的电压瞬时值为零C.R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是u10 cos (100 t) V2D.当 ab 边速度方向向上时，它所受安培力的方向也向上解析 矩形线圈绕

17、垂直于磁场方向的转轴匀速转动，产生正弦交流电，外电阻 R10，电压表示数1110V，说明 10V 即 Em10 V.根据题图乙 t0 时磁通量等于 0 可判断 t0 时 R 两端的电压最大，所Em2 2以 R 两端的电压随时间变化的规律为 u10 cost 10 cos(100 t) V，选项 C 对. t0.02s 代入电2 2动势的表达式，此刻 u10 V，选项 B 错.根据楞次定律，感应电流总是阻碍线圈的转动，所以当 ab 边2速度方向向上时，它所受安培力的方向向下，选项 D 错.电动势平均值为磁通量和时间的比值，而该 比值最大为 Em10 V，所以平均值一定比 Em10 V 小，选项

18、A 错.2 2答案 C19.如图 5 所示，单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为 R.线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 从中性面开始匀速转动，线框转过 时的感应电流为 I，下 6列说法正确的是( )图 5A.线框中感应电流的有效值为 2IB.线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为2IRC.从中性面开始转过 的过程中，通过导线横截面的电荷量为 2 2ID.线框转一周的过程中，产生的热量为8 I2R答案 BC20.如图 6 甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比.某一风速时，线圈中产生

19、的正弦式电 流如图乙所示，则( )12图 6A.电流的表达式为 i0.6sin (10 t) AB.磁铁的转速为 10r/sC.风速加倍时电流的表达式为 i1.2sin (10 t) AD.风速加倍时线圈中电流的有效值为 1.2A答案 A21如图所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是( )A这是一个升压变压器B原线圈的匝数比副线圈的匝数多C当原线圈输入交流电压 220 V 时，副线圈输出直流电压 12 VD当原线圈输入交流电压 220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小解析：根据铭牌信息，输入电压为 220 V，输出电压为 12 V，这是一个降压变压

20、器，原线圈的匝数比副线圈的匝数多，选项 A 错误，B 正确；当原线圈输入交流电压 220 V 时，副线圈输出交流电压 12 V，选项 C错误；当原线圈输入交流电压 220 V、副线圈接负载时，根据变压器功率关系，副线圈中电流比原线圈中13电流大，选项 D 错误答案：B22.在如图所示的电路中，闭合开关 S，将滑动变阻器的滑片 P 缓慢向右移动，则下列说法正确的是( )A灯泡 L 变暗B电源内部消耗的功率先变大后变小C电容器 C 上的电荷量增加D流过 R1的电流方向由左向右答案：D23.某交流发电机产生的感应电动势随时间变化的关系如图所示，下列说法正确的是( )A t0 时刻发电机的转动线圈位于

21、中性面B在 1 s 内发电机的线圈绕轴转动 50 圈C将此交流电接到匝数比是 110 的升压变压器上，副线圈的电压有效值为 2 200 V2D将此交流电与耐压值是 220 V 的电容器相连，电容器不会被击穿解析：由题图知 t0 时刻，感应电动势最大，线圈位于与中性面垂直的平面，选项 A 错误；交流电的周期是 0.02 s，一个周期内线圈转动 1 圈，1 s 内有 50 个周期，所以线圈转动 50 圈，选项 B 正确；原线圈电压的有效值 U1 220 V，由 可得，副线圈电压的有效值为 2 200 V，选项 C 错误；此交流电Um2 U1U2 n1n2电压的最大值为 220 V，大于 220 V

22、，所以耐压值为 220 V 的电容器会被击穿，选项 D 错误214答案：B24.如图所示，电阻不计的单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的交流电压瞬时值表达式为 u100 cos 100 t(V)下列说法正确的是( )2A当线圈平面与磁感线平行时，磁通量变化率最大B该交流电压的频率为 100 HzC穿过线圈的磁通量最大值是 Wb2D用理想电压表测量该电压，其示数约为 141 V答案：A25如图所示，电阻不计的金属导轨 PQ、 MN 水平平行放置，间距为 L，导轨的 P、 M 端接到匝数比为n1 n212 的理想变压器的原线圈两端，变压器的副线圈接有阻值为 R 的电阻在两导轨

23、间 x0 区域有垂直导轨平面的磁场，磁场的磁感应强度 B B0sin 2k x(T)，一阻值不计的导体棒 ab 垂直导轨放置且与导轨接触良好开始时导体棒处于 x0 处，从 t0 时刻起，导体棒 ab 在沿 x 正方向的力 F 作用下做速度为 v 的匀速运动，则( )A导体棒 ab 中产生的交变电流的频率为 kvB交流电压表的示数为 2B0LvC交流电流表的示数为4B0LvRD在 t 时间内力 F 做的功为2B20L2v2tR解析：导体棒 ab 切割磁感线，产生的感应电动势 E BLv B0Lvsin 2k vt(V)，则产生的交变电流的频率15为 kv，A 正确；由 E B0Lvsin 2k

24、vt(V)可知，原线圈所加交变电压的有效值为 U1 ，由 得B0Lv2 U1U2 n1n2U2 B0Lv，B 错误；因 U2 B0Lv， I2 ，由 得 I1 ，C 错误；依据能量守恒定律，2 2U2R I1I2 n2n1 2 2B0LvR得 WF QR I Rt ，D 正确22B20L2v2tR答案：AD26.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为 31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为 220 V 的正弦交流电源上，如图所示设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k，则( )A U66 V， k B.U22 V， k19 19

25、C U66 V， k D U22 V， k13 13答案：A27如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交变电流的电压随时间变化的图象如图乙所示，经原、副线圈匝数比为 110 的理想变压器给一灯泡供电如图丙所示，灯泡的额定功率为 22 W闭合开关后，灯泡正常发光，下列说法正确的是( )16A t0.01 s 时穿过线框的磁通量为零B变压器原线圈中电流表示数为 1 AC交流发电机的转速为 100 r/sD灯泡的额定电压为 220 V 2答案：B28如图所示，L 1、L 2、L 3为三只完全相同的小灯泡，其中 L1接在理想变压器的原线圈上，L 2、L 3并联在副线圈两

26、端，三只灯泡均正常发光已知输入端电压为 U，则( )A理想变压器原、副线圈的匝数比为 12B理想变压器原、副线圈的匝数比为 21C小灯泡额定电压为U2D小灯泡额定电压为U3解析：设每只小灯泡的额定电流为 I，因并联在副线圈两端的两只小灯泡均正常发光，所以副线圈中的总电流为 2I，原、副线圈电流之比为 12，所以原、副线圈的匝数之比为 21，则有原、副线圈两端的电压之比为 21，故 B 正确，A 错误；设小灯泡的额定电压为 U1，则有副线圈电压为 U1，所以原线圈电压为2U1，又因为原线圈与灯泡串联，所以 U2 U1 U1，解得 U1 ，故 D 正确，C 错误U3答案：BD29某温度检测、光电控

27、制加热装置原理图如图所示图中 RT为热敏电阻(随温度升高，阻值减小)，用来17探测加热电阻丝 R 的温度， RG为光敏电阻(随光照强度增大，阻值减小)，接收小灯泡 L 的光照，除 RT、 RG外，其他电阻均为定值电阻当 R 处温度升高时( )AL 变亮B流过 R3的电流减小C E2的路端电压增大D R 的功率减小答案：AD30如 图所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头 P 调节 RT为热敏电阻，当环境温度升高时， RT的阻值变小下列说法正确的有( )A P 向下滑动时，电压表读数变大B P 向下滑动时，电流表读数变小C若环境温度升高，变压器的输入功率变大D若环境温

28、度升高，灯泡消耗的功率变小解析：根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当 P 向下滑动时，副线圈的匝数变小， 变压器的输出电压变小，电压表读数变小，选项 A 错误；根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当 P 向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，副线圈电流减小，输出功率变小，根据输入功率等于输出功率可知，原线圈电流也减小，所以电流表读数变小，选项 B 正确；当环境温度升高时， RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，变压器的输出功率变大，变压器的输入功率也变大，选项 C正确；当环境温度升高时， RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，根据

29、 P I2R可知灯泡消耗的功率变大，选项 D 错误18答案：BC31如图甲所示，理想变压器原线圈匝数 n1200 匝，副线圈匝数 n2100 匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻 R 的阻值均为 125 ，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是( )A通过电阻的交流电频率为 50 HzB电压表的示数为 250 VC电流表的示数为 0.25 AD每个电阻 R 两端电压最大值为 125 V2答案：AC32如图所示， n 匝矩形闭合导线框 ABCD 处于磁感应强度大小为 B 的水平匀强磁场中，线框面积为 S，电阻不计线框绕 垂直于磁场的轴 OO以角速度 匀速转动，并

30、与理想变压器的原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为 U 的灯泡，灯泡正常发光从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是( )A图示位置穿过线框的磁通量变化率最大19B灯泡中的电流方向每秒改变 次2C线框中产生感应电动势的表达式为 e nBS sin tD变压器原、副线圈匝数之比为nBS2U答案：CD33.如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T1的原、副线圈匝数之比为n1 n2110，在 T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为 2r2 ，降压变压器 T2的原、副线圈匝数之比为 n3 n4101.若 T2的用电设备两端的电压为 U4200 V，用电设备

31、消耗的电功率为 10 kW， 不考虑其他因素的影响，则( )A T1的副线圈两端电压的最大值为 2 010 V2B T2的原线圈两端的电压为 2 000 VC输电线上损失的电功率为 50 WD T1的原线圈输入的电功率为 10.1 kW解析：因为用电设备消耗的电功率为 10 kW， T2副线圈两端的电压为 U4200 V，则流过 T2副线圈的电流为 I4 50 A，由变压器原、副线圈的电流与线圈匝数的关系 ，可得 I35 A，由PU4 10 kW200 V I3I4 n4n3 ，可知 T2原线圈两端的电压为 U32 000 V，B 正确；输电线的电阻分得的电压为 U 线U3U4 n3n4 I32r52 V10 V，所以 T1副线圈两端的电压为 U2 U3 U 线 (2 00010)V2 010 V，其最大值为 U2m2 010 V，A 正确；输电线上损失的电功率为 P 损 I 2r50 W，C 正确；由能量守恒定律可2 23知 T1副线圈的输出功率为 P 出 (10 00050)W10 050 W，因此 T1原线圈的输入功率为 10 050 W，D 错误20答案：ABC