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1、2021年高考物理三轮冲刺交流电练习二一、单选题在如图所示的电路中，由于某个电阻发生故障，使电流表A的读数变大，电压表V的读数变大，灯泡L的亮度变暗，关于故障判断的下列说法正确的是()A可能是R3短路B可能是R2断路C可能是R2短路D可能是R4短路电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接,R1=10 ,R2=20 。闭合开关S后,通过电阻R2的电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则()A.通过R1的电流有效值是1.2 AB.R1两端的电压有效值是6 VC.通过R2的电流有效值是1.22 AD.R2两端的电压最大值是62 V下图为一交流电压随时间变化的图像,每个周期内,前三分之一周期电压按正
2、弦规律变化,后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得,此交流电压的有效值为()A.7.5 V B.8 V C.215 V D.313 V如图甲所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角=45时(如图乙)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则能够正确反映线圈中电流变化规律的图像是()如图所示，面积为S的矩形线圈共N匝，线圈总电阻为R，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线OO为轴，以角速度匀速旋转，图示位置C与纸面共面，位置A与位置C成45角线圈从位置A转过90到达位置B的过程中，下列说法正确
3、的是()A平均电动势为NBSB通过线圈某一截面的电荷量q=C在此转动过程中，外界对线圈做的总功为D在此转动过程中，电流方向会发生改变将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R，让它在磁感应强度为B，方向如图所示的匀强磁场中绕轴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，则下列说法中正确的是()A半圆形硬导线的转速为B半圆形硬导线的转速为C线圈从图示位置转90过程中通过小灯泡的电荷量为D线圈从图示位置转90过程中通过小灯泡的电荷量为零二、多选题 (多选)有一个交变电流U=311sin314t(V)，则下列说
4、法中正确的是()A这个交变电流的频率是50 HzB它可以使“220 V100 W”的灯泡正常发光C用交流电压表测量时，读数为311 VD使用这个交变电流的用电器，每通过1 C的电荷量时，电流做功220 J (多选)有一种家用电器，图甲是其电路工作原理图，当电阻丝接在U=311sin100t(V)的交流电源上后，电阻丝开始加热，当其温度达到某一数值时，自动控温装置P启动，使电阻丝所接电压变为按图乙所示波形变化(部分仍为正弦波)，从而进入保温状态不计电阻丝阻值的变化，则下列说法正确的是()AP启动后，电阻丝的功率变为原来的一半BP启动后，电阻丝所接电压的频率变为原来的一半CP启动后，电压表的读数大
5、约是原来的0.5倍DP启动后，电压表的读数大约是原来的0.7倍 (多选)如图甲所示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磁铁转动，转速与风速成正比若某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示下列说法正确的是()A电流的表达式为i=0.6sin10t(A)B磁铁的转速为10 r/sC风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10t(A)D风速加倍时线圈中电流的有效值为 A (多选)某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他将每100米导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的电磁感应)。在输送功率相同时，第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得输电
6、线上损失的功率为P1，第二次采用如图所示的电路输电，其中理想变压器T1与学生电源相连，其原、副线圈的匝数比为n1n2，理想变压器T2与用电器相连，测得输电线上损失的功率为P2。下列说法正确的是()A前后两次实验都可用于研究远距离直流输电B实验可以证明，T1采用升压变压器能减小远距离输电的能量损失C若输送功率一定，则P2P1=n1n2D若输送功率一定，则P2P1=n12n22 (多选)如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，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匀速转动，从图示位置开始计时下列说法正确的是()A当转过
7、60时，感应电动势的瞬时值为B当转过60时，感应电流的瞬时值为C在转过60的过程中，感应电动势的平均值为D在转过90的过程中，感应电流的有效值为 (多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3 m已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s下列说法正确的是()A波速为4 m/sB波的频率为1.25 HzCx坐标为15 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波谷Dx坐标为22 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波峰E当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷参考答案答案为：D；解析： 由电路元件各物理量动态变化的规律“串反并同”可知，只
8、有当R4短路时(可认为电阻减小)，外电路电阻减小，总电流增大，电流表A的读数变大，R4的电流增大，电压表V的读数变大，灯泡L的亮度变暗故正确答案为D.故选D.答案为：B；解析：首先从交变电流图像中找出交变电流的最大值,即通过R2的电流最大值为0.62A,由正弦式交变电流最大值与有效值的关系Im=2I可知,其有效值为0.6A,由于R1与R2串联,所以通过R1和R2的电流有效值也是0.6A,选项A、C错;R1两端电压有效值为U1=IR1=6V,选项B对;R2两端电压最大值为U2m=ImR2=0.6220V=122V,选项D错。答案为：C；解析：根据电流的热效应有6V221RT3+(9V)2R2T3
9、=U2RT,解得U2=60V2,所以U=215V,C项正确。答案为：D；解析：t=0时刻,根据题图乙表示的转动方向,由右手定则得出此时线圈中电流方向为adcba,与规定的电流正方向相反,电流为负值。又因为此时ad、bc两边的切割速度方向与磁场方向成45夹角,由E=2Blv,可得E=222Blv=22Em,即此时电流是最大值的22倍。由题图乙还能观察到,线圈在接下来45的转动过程中,ad、bc两边的切割磁场的速度越来越小,所以感应电动势应减小,感应电流应减小。综上所述可知,D项正确。答案为：A；解析：线圈从位置A转过90到达位置B的过程中，=2BScos45=BS，t=，根据=N，得=NBS，故
10、A正确根据=N，q=t=N=，故B错误产生电动势的峰值Em=NBS，则有效值E=，则W=Q=t=，从A转过90过程中，电动势有效值不等于，故C错误线圈每经过中性面一次，电流方向改变，线圈从位置A转过90到达位置B的过程中，电流方向不变，故D错误答案为：A；解析：转动的半圆形导线切割磁感线，产生感应电动势直接给灯泡供电，因灯泡此时正常发光，则其功率为P，电阻为r，设线圈转速为n，则感应电动势的有效值E有=，由P=得：E=Pr，可求得：n=，则A对、B错；线圈从图示位置转90的过程中通过灯泡的电荷量q=，则C、D错答案为：ABD；解析：由瞬时值表达式可知Um=311 V，=314 rad/s，频率
11、f=50 Hz，选项A正确；电压的有效值U有=220 V，可以使“220 V100 W”的灯泡正常发光，选项B正确；交流电表读数为有效值，选项C错误；每通过1 C的电荷量时，电流做功W=qU有=220 J，选项D正确答案为：AD；解析：P启动前电阻丝的功率P1=，结合乙图可知电阻丝的功率P2=，由有效值定义有0=T，得P2=，则知P1=2P2，A正确；P启动前所接电压的频率f= Hz=50 Hz，启动后所接电压的频率f= Hz=50 Hz，则B错误；电压表测有效值，启动前U有= V，又由启动前后功率关系可知，启动后U有=U有0.7U有，则C错误，D正确答案为：AD；解析：由题图乙可知，电流的周
12、期T=0.2 s，则=10 rad/s，由交流电的电流表达式i=Asint(A)，可知A正确；根据=2n，可知转速为5 r/s，B错误；由于转速与风速成正比，当风速加倍时，转速也加倍，即角速度加倍，由Im=可知，电流的最大值也加倍，即Im=1.2 A，则电流的表达式为i=1.2sin20t(A)，电流的有效值I= A= A，C错误，D正确答案为：BD；解析：变压器只能改变交变电流的电压，所以第二次实验只能研究远距离交流输电，故A错误；第一次实验，输电线上的电流I=，输电线上损失的功率P1=I2R=R；第二次实验，升压变压器副线圈上的电压U2=U1，输电线上的电流I=，输电线上损失的功率P2=I
13、2R=R，所以=，故D正确，C错误；由上述分析知1时，P2P1，即实验可以证明，T1采用升压变压器能减小远距离输电的能量损失，故B正确。答案为：ACD；解析：因为线框从中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为e=BSsint，转过60时，感应电动势的瞬时值e0=BSsin60=BS，感应电流的瞬时值为i0=，故A正确，B错误；转过60的时间为t=，磁通量变化量=21=BScos60BS=BS，感应电动势的平均值为=|=，故C正确；感应电流的最大值为Imax=，感应电流的有效值I=，故D正确答案为：BDE；解析：任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s，则T=0.4 s，解得
14、T=0.8 s，从图象中可知=4 m，所以根据公式v= m/s=5 m/s，故选项A错误；根据公式f=可得波的频率为1.25 Hz，选项B正确；x坐标为15 m的质点和x坐标为3 m的质点相隔12 m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x坐标为3 m的质点经过t=0.2 s，即四分之一周期振动到平衡位置，所以x坐标为15 m的质点在t=0.2 s时振动到平衡位置，选项C错误；x的坐标为22 m的质点和x的坐标为2 m的质点为同相点，x的坐标为2 m的质点经过t=0.2 s，即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐标为22 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波峰，选项D正确；当质点P位于波峰时，经过了半个周期，而x坐标为17 m的质点和x坐标为1 m的质点为同相点，经过半个周期x坐标为1 m的质点恰好位于波谷，选项E正确