2020届高三全国名校联考12月月考物理恒定电流和交变电流试题及答案

2020 届高三全国名校联考 12 月月考物理恒定电流和交变电流试题及答案 1、（2020·湖南省高三上学期第三次月考）某限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如 图所示.超导部件有一个超导临界电流 Ic，当通过限流器的电流Ⅰ>Ic 时将造成超导体失超，即从超导态（可 视为电阻为零）转变为正常态（可视为定值纯电阻），以此便可限制电路系统的故障电流.已知超导部件的正 常态电阻为 R1=3Ω，超导临界电流 Ic=1.2A，限流电阻 R2=6Ω，小灯泡 L 上标有“6V 6W”，电源电动势 E=8V，内阻 r=2Ω。原来电路正常工作，现 L 突然发生短路，则（　　） A. L 短路前通过 R1 的电流为 A B. L 短路前通过 R2 的电流为 1A C. L 短路后通过 R1 的电流为 A D. L 短路后通过 R2 的电流为 A 【答案】C 【解析】 AB．短路前灯泡正常发光，则由电路中电流 A=1A 超导部件处于超导态，电阻为零，R2 被短路，电流全部通过 R1，故 R1 中电流为 1A，故 AB 错误； CD．短路后，电路中电流为 A=4A 超过了超导的临界电流 Ic，故超寻部件将由超导状态转化为正常态，短路后两电阻并联，总电阻 2 3 4 3 4 15 6= 6 PI U = 8 2 EI r = =Ω=2Ω 电路中总电流 A=2A 此时通过 R1 的电流 A 则 A 故 C 正确，D 错误。 故选 C。 2、（2020·湖南省长沙市一中高三上学期第四次月考）如图所示的电路中，E 为电源，其内阻为 r，L 为小 灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2 为定值电阻，R3 为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而 减小，V 为理想电压表．若将照射 R3 的光的强度减弱，则(　　) A. 电压表的示数变大 B. 小灯泡消耗的功率变小 C. 通过 R2 的电流变小 D. 电源内阻消耗的电压变大 【答案】B 【解析】 A．光敏电阻光照减弱，故光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中 电流减小，故 R1 两端的电压减小，电压表的示数变小，A 错误； 1 2 1 2 3 6= 3 6 R RR R R ×=+ +总 8= 2 2 EI R r =+ +总 总 2 1 1 2 4= 3 RI IR R =+ 总 2 2 3I =BCD．因电路中电流减小，故电源的内电压减小，则路端电压增大，同时 R1 两端的电压减小，故并联电路 部分电压增大；则流过 R2 的电流增大，由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由 可知，小灯泡消耗的功率变小，B 正确 CD 错误． .3、（2020·湖南省长沙市一中高三上学期第四次月考）如图甲所示，电压表V1、V2 串联接入电路中时，示 数分别为 6 V 和 4 V，当只有电压表 V2 接入电路中时，如图乙所示，示数为 9 V，电源的电动势为 （ ） A. 9．8 V B. 10 V C. 10．8 V D. 11．2 V 【答案】C 【解析】 设电源的电动势和内阻分别为 E 和 r，电压表 V2 的内阻为 R2，根据闭合电路欧姆定律，对图甲和图乙分别 有：E＝6＋4＋r，E＝9＋r，解得：E＝10.8 V．故只有选项 C 正确． 4、（2020·湖南省长沙市一中高三上学期第四次月考）如图所示， 和 是同种材料、厚度相同、表面为 正方形的导体，但 的尺寸比 的尺寸大，在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示， 则下列说法中正确的是（ ） A. R1 中的电流小于 R2 中的电流 B. R1 中的电流等于 R2 中的电流 C. R1 中自由电荷定向移动的速率大于 R2 中自由电荷定向移动的速率 D. R1 中自由电荷定向移动的速率小于 R2 中自由电荷定向移动的速率 【答案】BD 2P I R= 1R 2R 1R 2R【解析】 设材料厚度为 h，正方形边长为 a，根据： 得电阻只与金属材料和厚度有关，所以两方片电阻相同，电压相同时，通过的电流相同，因为 R1 的横截面 积大，在电流相同时，自由电荷的速率就小． A．描述与分析不符，故 A 错误. B．描述与分析相符，故 B 正确. C．描述与分析不符，故 C 错误. D．描述与分析相符，故 D 正确. 5、（2020·湖北省龙泉中学潜江中学高三上学期 12 月联考）如图是一检验酒精浓度的电路示意图。其中R3 为检验酒精浓度的传感器，这种传感器的电阻随酒精浓度的升高而减小。检测人员观察到的显示器为电路 中的电流表，电源两端接有报警器。当饮过酒的人对感器 R3 吹气时，显示器的电流 I、报警器两端的电压 U 的变化情况是 A. I 变小，U 变大 B. I 变大，U 变小 C I 变小，U 变小 D I 变大，U 变大 【答案】B 【解析】 当饮过酒的人对感器 R3 吹气时，R3 的阻值变小，电路总电阻变小，由闭合欧姆定律可知，电路中的总电流 . . l aR S ah h ρ ρρ= = =变大即电流表的示数变大，由公式 可知，路端电压变小，即电压表示数变小，故 B 正确。 故选 B。 6、（2020·江苏省苏州市五校高三上学期 12 月联考）在如图所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关 S，在将滑动变阻器的滑片 P 向下移动的过程中，以下说法正确的是( ) A. 电压表和电流表的示数都增大 B. 电源的总功率变大 C. 灯 L1 变亮，电压表的示数减小 D. 灯 L2 变亮，电容器的带电量增加 【答案】BC 【解析】 【分析】 由题中“在将滑动变阻器的滑片 P 向下移动的过程中”可知，本题考查含电容器电路变化，根据欧姆定律 和电容器规律可分析本题。 A. 将滑动变阻器的滑片 P 向下移动的过程中，滑动变阻器电阻变小，因此电流表示数变大，但是电路总电 阻变小，电压表所测电压为路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得 所以电压表示数会变小，故 A 错误； B.电源的总功率可以表示为 U E Ir= − REU R r = + P EI=电阻变小，电流变大，电动势不变，因此电源总功率变大，故 B 正确； C.因为灯 L1 在干路上，电阻变小，总电流变大，因此灯 L1 变亮，电压表示数变小，故 C 正确； D.因为灯 L2 于滑动变阻器并联，因此其两端电压等于路端电压，因为电压表示数变小，故灯 L2 变暗，电容 器电压也变小，根据公式 可知，电容器电容不变，电压表小，电荷量也变小，故 D 错误 7、（2020·辽宁省辽河油田二中高三上学期 12 月摸底考试）如图所示，电源的电动势 E=12V，内阻不计， 电阻 R1=R2=R3=6Ω，R4=12Ω，电容器的电容 C=10μF，电容器中有一带电微粒恰好处于静止状态．若在工 作的过程中，电阻 R2 突然发生断路，电流表可看作是理想电表．则下列判断正确的是（ ） A. R2 发生断路前 UAB=2V B. 变化过程中流过电流表的电流方向由下到上 C. R2 发生断路后原来静止的带电微粒向下加速的加速度为 3g D. 从电阻 R2 断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量为 8×10﹣5C 【答案】C 【解析】 试题分析： R2 发生断路前，U1=U2=6V，U4=8V，UAB=φA-φB=-2V，故 A 错误；R2 发生断路前，UAB=-2V，电容 器上极板带负电，下极板带正电，R2 发生断路后，U1′=U3′=6V，UAB′=U3′=6V，电容器上极板带正电，下极板 带负电，则在变化过程中，通过电流表的电流由上向下，故 B 错误；R2 发生断路前，带电微粒静止，受到 向下的重力与向上的电场力作用，且电场力大小等于重力 F=mg；R2 发生断路后，带电微粒受到的电场力向 下，由于 R2 发生断路后两极板间的电压是 R2 发生断路前电压的三倍，则 R2 发生断路后微粒受到的电场力是 原来电场力的三倍，为 3F=3mg，则 R2 发生断路后，微粒受到的合力为 4mg，方向向下，由牛顿第二定律可 知，微粒的加速度为 4g，方向向下，故 C 错误；从电阻 R2 断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量 QC U =△Q=Q′-Q=CUAB′-CUAB=C（UAB′-UAB）=10×10-6F×[6V-（-2V）]=8×10-5C，故 D 正确；故选 D. 考点： 【名师点睛】本题考查了求 AB 间电压、判断电流方向、微粒加速度、通过电流表的电荷量等问题，关键要 知道 R2 断开前后电容器两端的电压大小变化及极性变化情况，此题有一定难度，分析清楚电路结构是正确 解题的前提与关键. 1、（2020·山东省威海市文登区高三上学期期末）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为 、 ，原线圈回路接有内阻不计的交流电流表 A，副线圈回路接有定值电阻 R=2Ω，现在 a、b 间，c、d 间分 别接上示波器，同时监测得 a、b 间，c、d 间电压随时间变化的图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的 是（　　） A. T=0.01s B. ： ≈55：2 C. 电流表 A 的示数 I≈36.4mA D. 当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压瞬时值为 0 【答案】C 1n 2n 1n 2n【解析】 A．因为变压器不改变交变电流的周期，输入电压的周期 ，输出电压的周期 ，故 A 错 误； B．原线圈电压的有效值 副线圈电压的有效值 根据电压与匝数成正比，有 故 B 错误； C．输出功率 输入功率为 8W，电流表的示数 故 C 正确； D．根据电压与匝数成正比，知当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压的瞬时值最大，故 D 错误。 故选 C。 2、（2020·广西省名校高三上学期 12 月模拟）如图甲所示，矩形线圈 abcd 在匀强磁场中，以 ad 边与 bc 边中点连线为轴，绕其做逆时针方向匀速转动，线圈中产生交流电如图乙所示，设沿 abcda 方向为电流正 方向，则（　　） 0.02sT = 0.02sT = 1 311V 220V 2 U = = 2 5.66 V 4V 2 U = = 1 1 2 2 220 55 4 1 n U n U = = = 2 2 2 2 4 W 8W2 UP R = = = 1 8 A 0.0364A 36.4mA220I = = =A. 乙图中 c 时刻对应甲图中的 C 图 B. 乙图中 oa 时间段对应甲图中 A 至 B 图的过程 C. 若乙图中 b 等于 0.02s，则交流电的频率为 50Hz D. 若乙图中 d 等于 0.02s，则 1s 内电流方向改变 100 次 【答案】BD 【解析】 A．乙图中 时刻对应电动势最大，而甲图中的 C 图对应电动势为零，故 A 错误； B．O 时刻对应电动势为零，和 A 对应， 时刻电动势最大，和 B 对应，从 A 转动到 B，线圈从中性面转 动 到垂直中性面位置，磁通量从最大值减小到零，根据结合楞次定律，电流沿 方向从零增大到最 大值，所以乙图中 时间段对应甲图中 A 至 B 图的过程，故 B 正确； C．乙图中 对应是半个周期，若乙图中 等于 ，则其周期为 ，其交流电的频率为 故 C 错误； D．乙图中 d 对应一个周期，则 ，其交流电 频率为 电流在一个周期内变化两次，所以则 内电流方向改变 100 次，故 D 正确。 故选 BD。 3、（2020·黑龙江牡丹江市一中高三上学期 12 月月考）图甲为风力发电的简易模型。在风力作用下，风叶 带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示， 则(　　) 的 c a 2 π abcda Oa b b 0.02s 0.04sT = 1 25Hzf T = = 0.02sT = 1 50Hzf T = = 1sA. 磁铁的转速为 10 r/s B. 线圈两端电压的有效值为 6 V C. 交流电的电压表达式为 U＝12sin 5πt(V) D. 该交流电可以直接加在击穿电压为 9 V 电容器上 【答案】BC 【解析】 A．由题图乙可知电压的周期为 T＝0.4s，故磁铁的转速为 n＝ ＝ r/s＝2.5 r/s 故 A 错误； B．通过题图乙可知电压的最大值为 12V，故有效值 U＝ ＝ V＝6 V 故 B 正确； C．周期 T＝0.4 s，故 ω＝ ＝ rad/s＝5π rad/s 故电压的表达式为 U＝12sin 5πt(V) 故 C 正确； 的 2 1 r 1 0.4 m 2 U 12 2 2 2 T π 2 0.4 πD．电容器的击穿电压为交流电的最大值，而交流电的最大值大于电容器的击穿电压，故该交流电不能直接 加在击穿电压为 9 V 的电容器上，故 D 错误。 故选 BC。 4、.（2020·高三上学期 12 月月考）如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为 ，原线圈接在电压 为的正弦式交流电源上，副线圈连接理想电压表 V、交流电流表 A、理想二极管 D 和电容器 C。则下列说法中正确的是( ) A. 电压表的示数为 10V B. 电容器不断地充电和放电，所带电荷量不断变化 C. 稳定后电流表的读数不为零 D. 稳定后电容器两极板间电势差始终为 10V 【答案】A 【解析】 A. 根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为 10V，故 A 正确。 B. 在电路没有稳定之前，由于二极管的作用，只有正向的电流可以通过，在电路稳定之后，由于电容器的 隔直流的作用，就没有电流通过了，所以电容器不会反复的充电和放电，故 B 错误。 C. 根据 B 的分析可知，稳定后没有电流，故 C 错误。 D. 稳定后电容器两极板间电势差为副线圈的最大的电压，即为 ，故 D 错误。 1 2: 22 :1n n = ( )220 2 sin100 Vu tπ= 10 2V