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第1讲恒定电流与交变电流,1.(2016江苏单科,8)如图1所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 ,四个电阻的阻值已在图中标出,闭合开关S,下列说法正确的有(),A.路端电压为10 V B.电源的总功率为10 W C.a、b间电压的大小为5 V D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A,图1,答案AC,2.(2016江苏单科,4)一自耦变压器如图2所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈,在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2,在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中(),图2 A.U2U1,U2降低 B.U2U1,U2升高 C.U2U1,U2降低 D.U2U1,U2升高,答案C,3.(2015江苏单科,1)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为() A.200 B.400 C.1 600 D.3 200,答案B,4.(2014江苏单科,3)远距离输电的原理图如图3所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是(),图3,答案D,考 情 分 析,直流电路的分析与计算是高考的热点,重点考查电路的功率计算、动态过程分析等;交流电路部分重点考查电流的“四值”、变压器的规律应用。一般以选择题为主,有时也与电磁感应结合在计算题中进行考查。,直流电路的分析与计算,规 律 方 法,闭合电路动态分析的两种常用方法 (1)程序分析法:流程如下,(2)利用结论法:即“串反并同”法 “串反”即某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大); “并同”即某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小)。,1.(2016苏北四市一模)在如图4所示的电路中,E为电源,电源内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变), 为理想电压表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,将滑动变阻器的滑片向上移动,则(),精 典 题 组,图4 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.电源的内耗电压变大,解析将滑动变阻器的滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路中的总电阻增大;由闭合电路欧姆定律可得,电路中的电流减小,故R1两端的电压减小,并联部分电压增大,通过R2的电流变大,A、C错误;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PI2R可知,小灯泡消耗的功率变小,B正确;因电路中电流减小,故电源的内耗电压减小,D错误。 答案B,2.(2016全国卷,17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图5所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为(),图5,解析S断开时等效电路如图甲所示。,图甲,S闭合时等效电路如图乙所示。,图乙,答案C,3.(多选)如图6所示,平行金属板中带电质点P原来处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,R1的阻值和电源内阻r相等。将滑动变阻器R4的滑片向b端移动,则(),图6 A.R3上消耗的功率增大 B.电流表读数减小,电压表读数增大 C.电源的输出功率增大 D.质点P将向下运动,解析将滑动变阻器R4的滑片向b端移动,其接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析得知干路电流I增大。电容器极板间的电压等于R3两端的电压。R4减小,并联部分的总电阻减小,则R3的电压减小,R3上消耗的功率减小,电容器极板间场强减小,质点P所受的电场力减小,所以质点P将向下运动。流过电流表的电流IAII3,I增大,I3减小,则IA增大,所以电流表读数增大。R4的电压U4U3U2,U3减小,U2增大,则U4减小,所以电压表读数减小。由于R1的阻值和电源内阻r相等,则外电路总电阻大于电源的内阻r,当外电阻减小时,电源的输出功率增大,A、B错误,C、D正确。 答案CD,交变电流的产生和描述,规 律 方 法,解决交变电流的产生和描述的基本方法,(2)书写交变电流瞬时值表达式的基本思路: 确定正弦式交变电流的峰值,根据已知图象读出或由公式EmnBS求出相应峰值。 明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式。 a.若线圈从中性面位置开始转动,则it图象为正弦函数图象,函数式为iImsin t。 b.若线圈从垂直中性面位置开始转动,则it图象为余弦函数图象,函数式为iImcos t。,1.利用实验室的手摇发电机产生的正弦交流电给灯泡L供电,其电路如图7所示。当线圈以角速度匀速转动时,电压表示数为U,灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为r,灯泡正常发光时的电阻为R,电表均为理想电表,导线电阻可忽略,则(),精 典 题 组,图7,答案D,2. (多选)小型发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,bc边长度为L1,磁极间的磁场可视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO,线圈以角速度绕OO匀速转动,如图8所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,下列说法正确的是(),图8,答案AC,3.(多选)(2016湖南怀化模拟)如图9甲所示,阻值为r4 的矩形金属线框与理想电流表、理想变压器的原线圈构成回路,标有“12 V36 W”的字样的灯泡L与理想变压器的副线圈构成回路,灯泡L恰能正常发光,理想变压器原、副线圈的匝数之比为31。矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则(),图9,答案BD,变压器和远距离输电问题,规 律 方 法,3.原线圈连接有电阻的变压器问题的处理 变压器的原理是电磁感应中的互感现象,变压器不能改变恒定电流,当原线圈接有电阻时,变压器的原线圈输出电压不是电源的电压,所以求解的关键是先求出原线圈中的电流,再由电压关系列式。,1.如图10所示,某旋转磁极式发电机的转子有两对磁极,定子线圈的输出端接在一理想变压器的原线圈上。不计定子线圈的电阻,当转子以25 r/s的转速匀速转动时,在定子线圈中产生频率为50 Hz的正弦交流电。若使转子以50 r/s的转速转动,则(),精 典 题 组,图10,解析转速加倍,根据2n,角速度加倍,根据EmNBS,动生电动势的最大值加倍,变压器原线圈两端电压加倍,根据变压器原、副线圈的电压比等于匝数比可知,副线圈两端电压加倍,副线圈中电流加倍,根据电流与匝数关系可知电流表的示数也加倍,选项A正确,B错误;转速加倍,则原线圈输入电压频率加倍,为100 Hz,变压器不改变电流频率,所以电阻R上交流电的频率为100 Hz,故选项C错误;根据法拉第电磁感应定律可知,电动势与磁通量变化率成正比,因为电动势加倍,变压器铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来的2倍,故选项D错误。 答案A,2.(2016扬州模拟)如图11所示为远距离输电的示意图,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。闭合开关S后(),图11 A.升压变压器的输出电压增大 B.降压变压器的输出电流减小 C.输电线上损耗的功率增大 D.输电线上交流电的频率减小,解析根据输入电压决定输出电压,闭合开关S后,升压变压器的输出电压不变,选项A错误;闭合开关S后,负载增加,负载总电阻减小,降压变压器的输出电流增大,输电线上电流增大,输电线上损耗的功率增大,选项B错误、C正确;根据变压器不改变交变电流频率可知,输电线上交流电的频率不变,选项D错误。 答案C,图12 A.开关闭合后,灯泡L1会变亮 B.开关闭合后,a、b端输入功率变小 C.开关闭合前,R1、R2消耗的功率相等 D.开关闭合前,电源的输出功率为5 W,答案C,图13,答案D,高频考点八结合理想变压器考查交流电路的动态分析,满分策略 理想变压器的动态分析是高考命题的重点,考查方向:一是负载不变,匝数比变化,讨论各量的变化情况;二是匝数比不变,负载变化,讨论各量的变化情况。 (1)分析变压器动态变化问题的一般思维流程,(2)分析变压器动态变化问题的关键 弄清变量和不变量,确定是负载电阻不变还是匝数比不变; 弄清变压器动态变化中的决定关系,即P2决定P1,I2决定I1,U1决定U2。,满分示例 (3分)如图14所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,内阻不计,绕OO轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动,从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,副线圈接有可调电阻R,下列判断正确的是(),图14,审题指导 第一步:抓关键点获取信息,第二步:分析选项找解题依据,满分模板,答案A,满分体验 (3分)(2016天津理综,5)如图15所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(),图15 A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大 D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大,解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,接入电路的阻值变大,变压器副线圈两端电压不变,副线圈电路中的电流减小,则R1消耗的功率及其两端电压均变小,故电压表的示数变大,选项A错误,B正确;当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,副线圈中的电流减小,则原线圈中的电流也减小,电流表A1示数变小,选项C错误;若闭合开关S,副线圈电路中总电阻减小,副线圈中的电流变大,R1两端电压变大,R2两端电压减小,电流表A2示数减小,原线圈中的电流变大,电流表A1示数变大,选项D错误。 答案B,
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