物理选修第二册第二节 交变电流综合训练题

这是一份物理选修第二册第二节 交变电流综合训练题，共11页。试卷主要包含了电流，欧姆定律，电阻率，热功率，平均值等内容，欢迎下载使用。
回归教材重难点10  恒定电流和交变电流在高考试题中恒定电流和交变电流题目具有一定的综合性，侧重基础知识的考查，难度偏易。在命题止注重恒定电流、交变电流、远距离输电相结合的问题，在2022年高考考查的内容大概率侧重相关电流电路的动态分析。在复习备考时要回归教材，夯实基础，重点关注：闭合电路的欧姆定律、电路中功能的计算、理想变压器的工作原理及各物理参量之间的制约关系、远距离输电的工作模式和电压电能损耗。我国在远距离输电设备上处在世界领先地位、简单传感器的应用也越来越广泛，要多关注与之相关的信息题。知识点一　电流、欧姆定律1．电流(1)定义：自由电荷的定向移动形成电流．(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向．(3)三个公式①定义式：I＝q/t；②微观式：I＝nqvS；③I＝.2．欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．(2)公式：I＝U/R.(3)适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路．知识点二  电阻、电阻率、电阻定律1．电阻(1)定义式：R＝.(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大．2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．(2)表达式：R＝ρ .3．电阻率(1)计算式：ρ＝R .(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性．(3)电阻率与温度的关系①金属：电阻率随温度的升高而增大．②半导体：电阻率随温度的升高而减小．③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体．知识点三  电功、电功率、焦耳定律1．电功(1)实质：电流做功的实质是电场力对电荷做正功，电势能转化为其他形式的能的过程．(2)公式：W＝qU＝UIt，这是计算电功普遍适用的公式．2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率．(2)公式：P＝＝UI，这是计算电功率普遍适用的公式．3．焦耳定律电流通过电阻时产生的热量Q＝I2Rt，这是计算电热普遍适用的公式．4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量．(2)表达式：P＝＝I2R.知识点四  串、并联电路的特点1．特点对比  串联并联电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋In电压U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un电阻R＝R1＋R2＋…＋Rn＝＋＋…＋2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和．(4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．知识点五  电源的电动势和内阻1．电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．(2)表达式：E＝.(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量．2．内阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数．知识点六、闭合电路欧姆定律1．内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．2．公式3．路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U＝E－Ir.(2)U－I图象如图所示．①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势．②当外电路电压为U＝0时，横坐标的截距为短路电流．③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．知识点七、交变电流的产生和变化规律1．交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流．2．正弦交流电(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．(2)中性面①定义：与磁场方向垂直的平面．②特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．(3)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．二、描述交变电流的物理量1．交变电流的周期和频率的关系：T＝.2．峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的最大值．(2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值．(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I＝，U＝，E＝.3．平均值：＝n＝BL.三、交变电流的“四值”的比较  物理含义重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsin ωt计算线圈某一时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em＝nBSωIm＝确定用电器的耐压值，电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值E＝ U＝ I＝(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)(2)交流电表的测量值(3)电器设备标注的额定电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹面积与时间的比值＝＝计算通过电路截面的电荷量 知识点八、变压器原理1．工作原理：电磁感应的互感现象．2．理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入＝P出．(2)电压关系：＝，若n1>n2，为降压变压器；若n1<n2，为升压变压器．(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝；有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn.电压互感器和电流互感器，比较如下： 电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在大电流电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变为小电流利用的公式＝I1n1＝I2n2 知识点九  远距离输电1．输电线路(如图所示)2．输送电流(1)I＝.     (2)I＝.3．电压损失(1)ΔU＝U－U′.   (2)ΔU＝IR.4．功率损失(1)ΔP＝P－P′.    (2)ΔP＝I2R＝2R＝.5．平均值：＝n＝BL.1．（2021·天津卷）如图所示，闭合开关后，的电阻两端的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　）A．该交流电周期为 B．电压表的读数为C．电流表的读数为 D．电阻的电功率为2. （2021·湖北卷）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　）A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数增大C．原线圈输入功率先增大后减小 D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大3.（2021·广东卷）某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（　　）A．交流电的频率为10HzB．副线圈两端电压最大值为3VC．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率4．（2021·海南卷）如图，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（　　）A．仅将滑片P向上滑动B．仅将滑片P向下滑动C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为的电阻D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为的电阻5．（2021·浙江卷）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（　　）A．框内电流方向不变 B．电动势的最大值为UmC．流过电阻的电荷 D．电阻产生的焦耳热6.（2020·浙江卷）小明在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍，若忽略温度对电阻率的影响，则此盐水柱（       ）A．通过的电流增大B．两端的电压增大C．阻值增大为原来的1.2倍D．电功率增大为原来的1.44倍7．（2021·山东枣庄市高三二模）如图所示的长方体金属导体，前表面为，已知、。当C、D两端加电压U时，其中电流为；当A、B两端加电压时，其中电流为I。下列说法正确的是（　　）A．B．C．若A端接电源正极、B端接负极，同时加一垂直于面向里的匀强磁场，则C端电势高D．若A端接电源正极、B端接负极，同时加一垂直于面向里的匀强磁场，则D端电势高8．（2021·山西高三模拟）家用灯暖型浴霸的电路如图所示，其中照明灯额定电压为、额定功率为；四只相同的取暖灯额定电压均为、额定功率均为；排气扇电机的内阻为。当将浴霸接入的交流电路中时，闭合全部开关后各用电器均正常工作，此时通过保险丝的电流为8.6A。以下判断中正确的是（　　）A．交流电的频率为B．排气扇电机的输出功率为C．闭合全部开关，浴霸的总功率为D．只闭合、，通过保险丝的电流为9．（2021·湖南娄底市摸底）在如图所示电路中，电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断正确的是（　　）A．A1示数变大 B．A2示数变大C．V1示数变大 D．V2示数变大10．（2021·北京朝阳区一模）如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）→（甲）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大电流为Im。下列选项正确的是（　　）A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零B．从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为C．在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大D．在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为c→d11．（2021·山东高三一模）“新疆准东—安徽皖南”±1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程，输电容量1200万千瓦。输电线路流程可简化为若直流输电线电阻为10Ω，不计变压器与整流等造成的能量损失，直流变交流时，有效值不会变大。当输电线路电流为5×103A时，下列说法正确的是（  ）A．输电功率为1.2×1010WB．输电导线上损失的功率为2.5×108W，损失的电压为50kVC．降压变压器匝数比为11：5D．若保持输送功率不变，用550kV输电，用户得到的功率比1100kV输电时减少1×109W12．（2021·江苏卷）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为，若磁体转动的角速度为，线圈中产生的感应电流为。求： （1）线圈中感应电动势的有效值E；（2）线圈的输出功率P。