1、2013届高三物理二轮复习测试（全国通用）1专题四第1讲直流与交流电路一、单项选择题1(2012浙江高考)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代。估算出全国一年节省的电能最接近()A8108 kWhB81010 kWhC81011 kWh D81013 kWh解析：选B因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为60 W和10 W，按4亿户家庭，每户家庭每天亮灯6小时计算，全国一年节省的电能最接近41082(6010)103 kW3656 h8.76101
2、0 kWh，则选项B正确，A、C、D错误。2. (2012新课标全国卷)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图1所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为() 图1A380 V和5.3 A B380 V和9.1 AC240 V和5.3 A D240 V和9.1 A解析：选B对理想变压器，原、副线圈功率相同，故
3、通过原线圈的电流I1A9.1 A，负载两端电压即为副线圈电压，由，即，可得U2380 V，故B对。3如图2所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()图2A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大解析：选A滑动变阻器R0的滑片向下滑动，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，A项正确。4某同学设计的家庭电路保护装置如图3所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线
4、并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法错误的有()图3A家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起解析：选C当家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流大小始终相等，方向始终相反，由于采用双线绕成，当电路正常工作时，火线和零线在铁芯内部产生的磁场大小相等，方向相反，所以内部的磁通量为零，A正确；当电路中的电器增多时，火线和零线中的电流都增大了，但大小始终相等，方向
5、始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，即L2中的磁通量不变，B正确；当电路发生短路时，电流不经用电器，火线和零线中电流很大，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，L2不产生感应电流，开关K不会被电磁铁吸起，C错误；当地面上的人接触火线发生触电时，电流经人体流向地面，不经过零线，所以火线和零线中的电流大小不等，在铁芯内产生的磁通量不为零，L2中产生感应电流，开关K被电磁铁吸起，D正确。5(2012苏北四市调研)如图4所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度100 rad/s。线圈的匝数N100匝，边长
6、ab0.2 m、ad0.4 m，电阻不计。磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小BT。电容器放电时间 图4不计。下列说法正确的是() A该线圈产生的交流电动势峰值为50 VB该线圈产生的交流电动势有效值为25 VC电容器的耐压值至少为50 VD电容器的电容C变大时，电流表的示数变小解析：选B线圈转动时产生的电动势的最大值EmNBabad50 V，故电容器的耐压值至少为50 V，A、C均错误；设电动势有效值为E，则()2R0T得线圈产生的交流电动势的有效值为25 V，B正确。由XC可知，C越大，XC越小，故电流表示数越大，D错误。二、多项选择题6如图5所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压
7、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()图5AU2减小，U4变大 BU2不变，U3变小CP1变小，P2变小 DP2变大，P3变大解析：选BD由理想变压器输出功率决定输入功率可得，当用户功率增大时，升压变压器的输入功率必增大，即P1增大，输入电压U1为定值不变，升压变压器的匝数不变，输入电压不变，故输出电压U2不变，由于P1增大，由P1U1I1P2U2I2
8、可得，I1增加， P2、I2增加，由闭合电路欧姆定律：U3U2I2R，故U3减小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随U3减小，U4减小，A错误，B正确；由于用户功率增加，即P4增加，理想变压器无功率损耗可得：P3P4，功率P3也增加，故C错误，D正确。7(2012上海高考)直流电路如图6所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()A总功率一定减小B效率一定增大图6C内部损耗功率一定减小D输出功率一定先增大后减小解析：选ABC滑片P向右移动时外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总EI可得P总减小，故选项A正确。根据可知选项B正确。由P损I2r可知，选项C正确。由P输R外
9、图象，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判断P输的变化情况，选项D错误。8(2012山东高考)图7甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2， 为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是()图7A电压表的示数等于5 VB电压表的示数等于 VC实现点火的条件是1 000D实现点火的条件是1 000，选项C正确、D错误。三、非选择题9(2012四川高考)四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省
10、供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20 m，进入蓄水池，用一台电动机通过传功效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380 V，此时输入电动机的电功率为19 kW，电动机的内阻为0.4 。已知水的密度为1103 kg/m3，重力加速度取10 m/s2。求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864 m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。解析：(1)设电动机的电功率为P，则PUI设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则PrI2r代入数据解得Pr1103 W。(2)设蓄水总质量为M，所用抽水时间为t。抽水高度为h，蓄水
11、池容积为V，水的密度为，则Mv设质量为M的河水增加的重力势能为Ep，则EpMgh设电动机的输出功率为P0，则P0PPr根据能量守恒定律得P0t60%80%Ep代入数据解得t2104 s答案：(1)1103 W(2)2104 s10(2012江苏高考)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图8所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为R。求：图8(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；(3)外接电阻上电流的有效值I。解析：(1)bc、ad边的运动速度v，感应电动势Em4NBlv解得Em2NBl2。(2)电流Im ，安培力F2NBIml解得F。(3)一个周期内，通电时间tTR上消耗的电能WIRt且WI2RT解得I答案：(1)2NBl2(2)(3)