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第第2讲讲直流电路、交流电路和感应电路直流电路、交流电路和感应电路2(2012年上海卷)当电阻两端加上某一稳定的电压时，通过该电阻的电荷量为 0.3 C，消耗的电能为 0.9 J为了在相同时间内使 0.6 C 的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消)耗的电能分别是(A3 V,1.8 JC6 V,1.8 JB3 V,3.6 JD6 V,3.6 J解析：由 qIt 可知，相同时间内通过的电荷量为原来的2倍，则电流为原来的 2 倍由 UIR 可知电压为原来的 2 倍，由 WqU 可知原来的电压为 U3 V，故电阻两端现在所加的电压为 6 V，消耗的电能为 3.6 J，D 正确答案：D 4(双选，2012 年四川卷)半径为a、右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度的电阻均为 R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B.杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心 O 开始，杆的)位置由确定，如图 422 所示则(图 422答案：AD5(双选，2011 年广东卷)图423甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中 R55 ，A、V 为理想电流表和电压表若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为 110 V，下列表述正确的是()图 423A电流表的示数为 2 AB原、副线圈的匝数比为 1 2C电压表的示数为电压的有效值D原线圈中交变电压的频率为 100 Hz答案：AC6(双选，2010 年广东卷)图 424 是某种正弦式交变电)压的波形图，由图可确定该电压的(图 424A周期是 0.01 sB最大值是 311 VC有效值是 220 VD表达式 u220sin 100t(V)解析：由波形图可知，交变电压的周期是 0.02 s，最大值为311 V表达式为 u311sin 100t(V)答案：BC1从近两年广东省高考来看，由于时间、分值和内容的减少，电磁感应电路并不复杂，主要考查楞次定律和左手定则对于直流电路，因电学实验必考，故纯直流电路中考查闭合电路欧姆定律的可能性比较小2交流电部分内容属于高考必考内容，一般出现在选择题，主要考查交流电的一些概念，结合变压器工作原理、远距离输电等3电磁感应也常常与直流电路结合在一起考，找到各自的分析方法和突破口尤为重要交流电、理想变压器A原、副线圈的匝数比为 50 1B交变电压的频率为 100 HzC副线圈中电流的有效值为 4 AD变压器的输入功率为 880 W答案：C1某理想变压器原、副线圈的匝数比为 55 9，原线圈所接电源电压按图 426 所示的规律变化，副线圈接有一灯泡，)此时灯泡消耗的功率为 40 W，则下列判断正确的是(图 426答案：B变压器与远距离输电【例2】有一台内阻为 1 的发电机，供给一学校照明用电，如图 427 所示升压变压器原、副线圈匝数比为 1 4，降压变压器原、副线圈匝数比为 4 1，输电线的总电阻为 4 .全校共有 22 个班，每班有“220 V 40 W”灯 6 盏，若保证全部电灯正常发光，则：(1)发电机的电动势为多大？(2)发电机的输出功率为多大？(3)输电效率为多少？图 427P 有效 22406 J(3)输电效率P 出 5 424 J 100%97%.(1)以理想变压器的输入、输出功率相等为主线；(2)弄清电压、电流的决定关系，如当变压器确定且输入电压一定时，无论负载如何变，则输入、输出电压不变，电流可变，输入、输出功率也可变，但是输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率；(3)理解损失的功率与输电电压及输电电流的关系；(4)结合示意图理解物理量及公式，能把电压、电流、功率等物理量在图中一一对应2某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为 9 kW，输出电压为 500 V，输电线的总电阻为 10，允许线路损耗的功率为输出功率的 4%.求：(1)村民和村办小企业需要 220 V 电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？所以线路损耗的功率P线I线2R线18210 W3 240 W用户得到的电压U用户UI线R线(5001810)V320 V用户得到的功率P用户P输出P线(9 0003 240)W5 760 W.电磁感应电路的串并联关系【例3】(2011年珠海模拟)如图 428 所示，竖直平面内有一宽 L 为 1 m、足够长的光滑矩形金属导轨，电阻不计在导轨的上下边分别接有 3 的电阻 R1 和 6 的电阻 R2.在MN上方及 CD 下方有水平方向的匀强磁场和，磁感应强度 B1T现有质量 m0.2 kg、电阻 r1 的导体棒 ab，在金属导轨上从 MN 上方某处由静止下落，下落过程中导体棒始终保持水平，与金属导轨接触良好当导体棒 ab 下落到快要接近 MN 时的速度 v1 的大小为 3 m/s.不计空气阻力，取 g10 m/s2.(1)求导体棒 ab 快要接近 MN 时的加速度大小；(2)若导体棒 ab 进入磁场后，棒中的电流大小始终保持不变，求磁场和之间的距离 h；(3)若将磁场的 CD 边界略微下移，使导体棒 ab 刚进入磁场时速度大小变为 v29 m/s，要使棒在外力 F 作用下做 a3m/s2 的匀加速直线运动，求所加外力 F 随时间 t 变化的关系式图 4283如图 429 所示，光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框 abcd，线框质量为 m、电阻为 R、边长为 L.有一方向竖直向下的有界磁场，磁场的磁感应强度为 B，磁场区宽度大于 L，左边界与 ab 边平行线框在水平向右的拉力作用下垂直于边界线穿过磁场区(1)若线框以速度 v 匀速穿过磁场区，求线框在离开磁场时ab 两点间的电势差；(2)若线框从静止开始以恒定的加速度 a 运动，经过 t1 时间ab 边开始进入磁场，求 cd 边将要进入磁场时回路的电功率图 429直流电路与含容电路问题【例4】在如图4210 所示的闪光灯电路中，电源的电动势为 E，电容器的电容为 C.当闪光灯两端电压达到击穿电压U 时，闪光灯才有电流通过并发光正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定()图 4210A电源的电动势一定小于击穿电压B电容器所带的最大电荷量一定为 CEC闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D在一个闪光周期内，通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等解析：理解此电路的工作过程是解决本题的关键电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯的击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U 时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光要使得充电后达到电压U，则电源电动势一定大于或等于U，A 错误；电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为CU，B错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C 错误；充电时电荷通过R，放电时电荷通过闪光灯，故充放电过程中通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D 正确答案：D对于与电容器相关联的试题，电容器稳定后，在电容器处电路可看成是断路，与电容器串联的电阻可看成导线若要计算电容器中电量的变化，则要先分析电容器两端电压的变化，再利用QCU 来计算具体方法是：(1)确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端的电压(2)当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端的电压，与电容器串联的电阻可看成导线(3)对于较复杂电路，需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压4(双选)在如图 4211 所示的电路中，电源电动势为 E、内电阻为 r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器开关闭合后，灯泡 L 能正常发光当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是()图 4211A灯泡 L 将变暗B灯泡 L 将变亮C电容器 C 的电荷量将减小 D电容器 C 的电荷量将增大解析：滑片向右移动，总电阻增大，总电流减小，灯泡 L将变暗，电容器两端电压为外电压，外电压增大，故电容器 C的电荷量将增大，A、D 正确答案：AD解决电磁感应及电路的问题的基本解题步骤是：(1)通过多角度的视图，弄清磁场的空间分布；(2)在计算感应电动势时，弄清是求平均电动势还是瞬时电动势，选择合适的公式解题；(3)进行电路计算时要画出等效电路图作电路分析，然后求解；(4)主要运用楞次定律和闭合电路欧姆定律；
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