专题24 恒定电流和交变电流（解析版）2020年全国百所名校最新高考物理模拟试题全解汇编

2020 年全国百所名校最新高考模拟试题全解汇编 恒定电流和交变电流 1、（2020·江苏省扬州市高三下学期 3 月第二次检测）.如图所示的电路中，电源电动势为 E，电源内阻为 r， 闭合开关 S，待电流达到稳定后，将滑动变阻器的滑动触头 P 从图示位置向 a 端移动一些，下列说法正确的 有（　　） A. 电流表示数变小 B. 电压表示数不变 C. 小灯泡 L 变亮 D. 有电流向左通过 d 点 【答案】AD 【解析】 AB．将滑动变阻器的滑动触头 P 向 a 端移动一些，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，由闭 合电路欧姆定律分析可知：总电流减小，内电压减小，则路端电压增大。即电流表示数变小，电压表示数 变大，选项 A 正确，B 错误； C．总电流减小，小灯泡 L 的实际功率减小，则小灯泡 L 将变暗，选项 C 错误； D．电流达到稳定后，电容器的电压等于变阻器两端的电压。变阻器的电压 UR=E-I（RL+r），I 减小，UR 增 大，由 Q=CU 知，电容器电量增大，选项 D 正确。 故选 AD。2、（2020·河北省衡水中学高三 3 月质量检测）如图甲所示的电路中定值电阻 R=60Ω，电源电动势 E=100V， r=10Ω。如图乙所示，曲线为灯泡 L 的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法 正确的是（ ） A. 开关 S 断开时电源的效率为 60% B. 开关 S 闭合后电源的总功率会变小 C. 开关 S 闭合后灯泡的亮度增强 D. 开关 S 断开时小灯泡消耗的功率为 240W 【答案】D 【解析】 A．开关 S 断开时，根据图乙可知灯泡两端的电压为 电源的效率为 故 A 错误； BC．开关 S 闭合后总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据 可知电源的总功率会 变大，根据 可知路端电压减小，根据 可知灯泡的功率减小，所以灯泡的亮度变暗，故 B、C 错误； 40VLU = 100% 40%L L L U I EI η = × = P EI= U E Ir= − 2UP R =D．开关 S 断开时小灯泡消耗的功率为 故 D 正确； 故选 D。 3、（2020·高三下学期线上检测）如图所示，L 是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略 不计，a、b、c 是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是 A. 开关 S 闭合时，b、c 灯立即亮，a 灯逐渐亮 B. 开关 S 闭合，电路稳定后，b、c 灯亮，a 灯不亮 C. 开关 S 断开时，b、c 灯立即熄灭，a 灯逐渐熄灭 D. 开关 S 断开时，c 灯立即熄灭，a、b 灯逐渐熄灭 【答案】AD 【解析】 A．开关 S 闭合时，b、c 灯立即亮，由于线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加，使得 a 灯逐渐亮，选项 A 正确； B．开关 S 闭合，电路稳定后，三灯都亮，选项 B 错误； C D．开关 S 断开时，c 灯立即熄灭，由于在 L 中产生自感电动势阻碍电流的减小，则电流将在 L 与 a、b 灯之间形成新的回路，使得 a、b 灯逐渐熄灭，选项 D 正确，C 错误. 40 6W 240WL LP U I= = × =4、（2020·福建省漳州市高三高考第二次适应性测试）如图是某型号的降压变压器（可视为理想变压器），现 原线圈两端接上正弦交流电，副线圈接一负载电阻，电路正常工作，若（　　） A. 负载空载（断路），则原线圈电流 零 B. 负载空载（断路），则副线圈两端电压为零 C. 负载电阻阻值变小，则输入电流变小 D. 负载电阻阻值变小，则副线圈两端电压变小 【答案】A 【解析】 AB．把变压器看做一个电源，副线圈所连电路为外电路，负载断路，相当于电路的外电路断路，则副线圈 两端仍有电压，但是电路中无电流，A 正确 B 错误； CD．负载电阻变小，根据 可知副线圈两端电压不变，所以副线圈中电流增大，根据 可知， 不变， 增大，则 也增大，即输入电流变大，CD 错误。 故选 A。 5、（2020·高三下学期综合演练八）在如图甲所示的电路中，ab 两端接入图乙所示的电 压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），图中电压表和电流表均为理想电表，电压表的示数为 22V，D 为理想二极管，R0 为定值电阻，L 为电阻恒定的指示灯，RT 为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下 列说法中正确的是（ ） 为 1 1 2 2 U n U n = 1 2 2 1 I n I n = 2 1 n n 2I 1IA. 理想变压器原、副线圈匝数比为 10∶1 B. 若 RT 处出现火灾时，电压表示数不变，电流表示数将变小 C. 若 RT 处出现火灾时，指示灯 L 将变暗 D. 若只将原线圈的理想二极管去掉,则电压表的示数会变为原来的 2 倍 【答案】C 【解析】 A．设原线圈两端电压为 U1，根据热效应可得 解得 由 得 故 A 错误； 2 2 1 220 2 U TTR R = × 1 110 2VU = 1 1 2 2 U n U n = 1 2 110 2 5 222 n n = =B．输入端的电压不变，匝数比不变，则电压表示数不变，RT 电阻变小，输出的总功率变大，则输入端的电 功率变大，电压不变，则电流表的示数变大，故 B 错误； C．若 RT 处出现火灾时，RT 电阻变小，输出的总功率变大，电流强度变大，R0 两端电压变大，则灯泡两端 电压变小，灯泡变暗，故 C 正确； D．有二极管时原线圈两端电压为 ，没有二极管时原线两端电压为 220V，则原线圈两端电压变为 原来的 倍，由于匝数比不变，则电压表的示数变为原来的 倍，故 D 错误。 故选 C。 6、（2020·四川省宜宾市四中高三下学期第一次在线月考）如图是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以 忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为 R，L 是一个自感系数足够大的自感线圈， 其直流电阻值也为 R.图 5 是某同学画出的在 t0 时刻开关 S 由闭合变为断开，通过传感器的电流随时间变化 的图象．关于这些图象，下列说法中正确的是(　　) A. 甲图是通过传感器 1 的电流随时间变化的情况 B. 乙图是通过传感器 1 的电流随时间变化的情况 C. 丙图是通过传感器 2 的电流随时间变化的情况 D. 丁图是通过传感器 2 的电流随时间变化的情况 【答案】BC 【解析】 当开关 S 由断开变为闭合时，电流瞬间从零到有，电流增加，L 要产生阻碍电流增加的反方向感应电流，稳 110 2V 2 2定后 L 中的反方向感应电流消失，所以处于干路中的传感器 2 的电流经过一短时间才电流增加到最大，当 开关由闭合变为断开时，L 中的电流瞬间减小，所以会产生电流减小的同方向的感应电流，L 与与其并联的 电阻形成回路，所以传感器 2 中的电流逐渐减小，通过电阻的电流方向和原来的电流方向相反，所以选 BC 7、（2020·湘赣皖长郡中学等十五校高三下学期第一次考试）有一台理想变压器及所接负载如下图所示。在 原线圈 c、d 两端加上交变电流。已知 b 是原线圈中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，电容器的 耐压值足够大。下列说法正确的是（　　） A. 开关 S1 始终接 a，当滑片 P 向下滑动时电压表 V1 示数不变，电压表 V2 示数变大，电流表 A2 示数变小 B. 开关 S1 始终接 b，当滑片 P 向上滑动时 R1 的电功率增大，V2 示数的变化量与 A2 示数的变化量之比不变 C. 保持滑片 P 的位置不变，将开关 S1 由 b 改接 a，变压器输入功率变大 D. 保持滑片 P 的位置不变，将开关 S1 由 a 改接 b，电容器所带电荷量的最大值将增大 【答案】ABD 【解析】 A．开关 S1 始终接 a，则变压器次级电压不变，电压表 V1 示数不变，当滑片 P 向下滑动时，R 变大，次级 电流减小，电流表 A2 示数变小，R1 电压减小，则电压表 V2 示数变大，选项 A 正确； B．开关 S1 始终接 b，则次级电压不变，U1 不变；当滑片 P 向上滑动时，R 减小，次级电流变大，R1 的电 功率增大，由于 U2=U1-I2R1，则 V2 示数的变化量与 A2 示数的变化量之比 不变，选项 B 正确； C．保持滑片 P 的位置不变，将开关 S1 由 b 改接 a，初级匝数变大，则次级电压减小，次级功率减小，则变 压器输入功率变小，选项 C 错误； D．保持滑片 P 的位置不变，将开关 S1 由 a 改接 b，初级匝数减小，则次级电压变大，电容器两端电压变大， 所带电荷量的最大值将增大，选项 D 正确。 2 1 2 U RI ∆ =∆故选 ABD。 8、（2020·江西省南昌市十中高三下学期综合模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 2：1，其 输入端通过灯泡 L1 与输出电压有效值恒定的交流电源 u＝Umsin（ωt）（V）相连，副线圈电路中接有灯泡 L2 和最大阻值为 R 的滑动变阻器，已知两个灯泡的额定电压均为 U，且两者规格完全相同，电压表为理想电 表，导线电阻不计。开始时滑动变阻器的滑片 P 位于最下端，调节滑动变阻器的滑片可使两个小灯泡同时 正常发光（忽略灯丝电阻变化），下列说法正确的是（　　） A. 在 R 的滑片 P 向上滑动的过程中，电源的输出功率将会变大 B. 在 R 的滑片 P 向上滑动的过程中，L1 的亮度会变暗 C. 若小灯泡 L2 突然烧坏，电压表示数会减小 D. 交流电源的最大值为 【答案】AD 【解析】 A．在 R 的滑片 P 向上滑动的过程中，副线圈电阻减小，则副线圈的输出功率变大，根据输入功率等于输出 功率可知，变压器的输入功率变大，电源的输出功率变大，故 A 正确； B．在 R 的滑片 P 向上滑动的过程中，副线圈电阻减小，则副线圈的输出电流变大，根据变流比可知，原线 圈的输入电流变大，流过灯泡 L1 的电流变大，亮度会变亮，故 B 错误； C．若小灯泡 L2 突然烧坏，副线圈电阻增大，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流减小，根据变流比可知， 原线圈输入电流减小，流过灯泡 L1 的电流变小，灯泡 L1 两端电压变小，则原线圈输入电压变大，根据变压 比可知，副线圈输出电压变大，电压表示数会增大，故 C 错误； D．两小灯泡正常发光，则副线圈输出电压为 U，根据变压比可知，原线圈输入电压 3 2mU U=则交流电源的有效值 U 有效=U'+U=3U 根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，交流电源的最大值为 故 D 正确。 故选 AD。 9、（2020·广东省高三下学期 3 月线上测试）在图甲所示的理想变压器a、b 端加图乙所 示的交变电压。已知变压器原副线圈的匝数比为 4:1，R1 为热敏电阻（温度升高时，其电阻减小），R 为定 值电阻，电压表和电流表均为理想电表。下列判断正确的是 A. 电压表 V1 的示数为 22V B. 电压表 V2 的示数为 V C. R1 处温度升高时，V1 示数与 V2 示数的比值变小 D. R1 处温度升高时，V1 示数与 V2 示数的比值变大 【答案】AD 【解析】 1 2 2nU U Un ′ = = 3 2mU U= 5.5 2A．电压表 V1 测得是原线圈电压，也就是输入电压有效值 故 A 正确； B．原副线圈匝数比为 4:1，所以副线圈两端电压为 5.5V，电压表 V2 测得 R1 两端电压，应该小于 5.5V，B 错误； CD．R1 处温度升高，电阻减小，R 阻值不变，R1 分的电压变小，V2 减小，V1 不变，所以 V1 余 V2 示数的比 值变大，C 错误，D 正确； 所以选 AD 10、（2020·湖南省高三下学期 3 月线上联考）图甲所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，R0 是定值电阻，R 是滑动变阻器，电容器 C 的耐压值为 50V。变压器原线圈输入的电压如图乙所示，所有电 表均为理想电表。下列说法正确的是 A. 副线圈两端电压的频率为 10 Hz B. 电流表的示数表示的是电流的瞬时值 C. 电容器 C 会被击穿 D. 滑片 P 向下移动时，电流表 A1、A2 的示数均增大 【答案】D 【解析】 A． 根据图乙知交流电周期为 0．01s，所以频率为 100Hz，变压器不改变交流电的频率，副线圈两端电压 的频率为 100 Hz ，故 A 错误； 是 。 m 22V 2 UU = =B． 电流表的示数表示的是交流电的有效值，故 B 错误； C．根据变压器两端电压与匝数成正比可知，副线圈两端电压最大值为 40V，小于电容器的击穿电压 50V， 故电容器不会击穿，故 C 错误； D． 匝数比不变，副线圈两端电压不变，滑片 P 向下移动时，副线圈回路电阻变小，根据欧姆定律可知， 回路电流 I2 变大，根据只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比可知，原线圈电流也变大，故电流表 A1、 A2 的示数均增大，故 D 正确。 故选：D。 11、（2020·江苏省扬州市高三下学期 3 月第一次检测）如图所示，理想变压器的原线圈接在 的交流电源上，副线圈接有 R = 55Ω 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2∶1，电 流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是 A. 电流表的读数为 1.00 A B. 电流表的读数为 2.00A C. 电压表的读数为 110V D. 电压表的读数为 155V 【答案】AC 【解析】 CD．原线圈电压有效值 U1=220V，根据原副线圈匝数比为 2:1 可知次级电压为 U2=110V，则电压表的读数 为 110V，选项 C 正确，D 错误； AB．根据变压器输入功率等于输出功率，即 220 2 sin100π Vu t= （ ）解得 I1=1.00A，选项 A 正确，B 错误； 故选 AC. 2 2 1 1 UU I R =