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,专题10 直流电路与交流电路,1.(2015新课标全国16)一理想变压器的 原、副线圈的匝数比为31，在原、副线 圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原 线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图1所示.设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( ),真题示例,图1,2.(2015四川理综4)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图2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，则发电机输出电压( ),图2,解析 矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B错误；,答案 D,3.(多选)(2015天津理综6)如图3所示， 理想变压器的原线圈连接一只理想交 流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触 头Q来调节，在副线圈两端连接了定值 电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则( ),图3,A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小 C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大 D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小,答案 BC,4.(2015福建理综15)图4为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( ),图4,答案 C,1.题型特点 (1)交流电路部分主要考查交变电流的产生和描述、交流电有效值、变压器的规律及动态分析、远距离输电等知识点. (2)直流电路部分主要考查电路的简化，直流电路的动态分析，电路故障的分析与判断，含容电路的分析和计算，直流电路中能量转化问题等等.,考纲解读,2.命题趋势 高考对电路知识的单独考查主要是交流电路部分，特别是变压器与远距离输电相结合的动态分析问题是命题热点，而直流电路内容的考查通常与实验结合在一起，一般不单独命题.,内容索引,考题一 直流电路的分析,考题二 交变电流的产生及描述,考题三 变压器及远距离输电,专题综合练,考题一 直流电路的分析,答案 AD,2.(多选)如图5所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流计，A为理想电流表，开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，则以下说法正确的是( ),图5,A.在P向上移动的过程中，A表的示数变大，油滴仍然静止，G中有方向由a至b的电流 B.在P向上移动的过程中，A表的示数变小，油滴向上加速运动，G中有由b至a的电流 C.在P向下移动的过程中，A表的示数变大，油滴向下加速运动，G中有由a至b的电流 D.在P向下移动的过程中，A表的示数变小，油滴向上加速运动，G中有由b至a的电流,解析 油滴原来处于平衡状态，重力和静电力平衡；电容器与滑动变阻器R、电阻R2相并联后与R1串联，滑片向上移动，电阻R变大，电路总电阻变大，电流变小，电容器两端电压为：UEI(rR1)，故电容器两端电压变大，带电荷量变大，电场力变大，油滴向上加速；电容器充电，故G中电流从b到a，故A错误，B正确.,在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程，电阻R变小，电路总电阻变小，电流变大，电容器两端电压为：UEI(rR1)，故电容器两端电压变小，带电荷量变小，电场力变小，油滴向下加速；电容器放电，故G中电流从a到b，故C正确，D错误. 答案 BC,3.(多选)如图6所示，电流表A1(03 A)和A2(00.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中.闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是( ),图6,A.A1、A2的读数之比为11 B.A1、A2的读数之比为51 C.A1、A2的指针偏转角度之比为11 D.A1、A2的指针偏转角度之比为15,解析 电流表A1(03 A)和A2(00.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，都是并联电阻，在题图中两电流计也是并联的，所以C正确； 它们的量程之比为51，即总电阻之比为15，所以并联时读数之比51，所以B正确. 答案 BC,4.如图7所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机.小灯泡L上标有“6 V 12 W”字样，电动机的线圈电阻RM0.50 .若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12 V，此时( ),图7,A.整个电路消耗的电功率为24 W B.电动机的热功率为12 W C.电动机的输出功率为12 W D.电动机的输入功率为12 W,电动机的热功率PQI2RM220.5 W2 W，故B错误；,灯泡正常发光时，电动机电压UMUUL(126) V6 V，电动机的输入功率PUMI62 W12 W，电动机的输出功率P出PPQ12 W2 W10 W，故C错误，D正确.,答案 D,1.闭合电路动态分析的三种常用方法 (1)程序分析法：流程如下,方法小结,(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).,(3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论. 2.电路中的电功、电热、电功率和热功率 (1)纯电阻电路： QWUItI2Rt PUII2R,(2)非纯电阻电路 WQ(WQE其他) P电P热(P电P热P其他),5.在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动(如图8甲所示)，产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是( ),考题二 交变电流的产生及描述,图8,解析 由于磁通量是双向标量，在t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零，为12BS，故A错误；,答案 D,6.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9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，则下列说法正确的是( ),图9,答案 A,7.(多选)海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电.在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图10甲所示.浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R15 的灯泡相连，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分)，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B0.2 T，线圈直径D0.4 m，电阻r1 .取重力加速度g10 m/s2，,210.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v0.4sin (t) m/s.则下列说法正确的是( ),图10,解析 线圈在浮桶里随波浪上下运动切割磁感线产生感应电动势，eNBLvNBDv2000.20.40.4sin (t) V64sin (t) V，故A错误；,答案 BC,知识小结,2.正弦式交流电的“四值”,8.(多选)如图11所示，一个理想变压器上有三组线圈，三组线圈匝数之比为n1n2n3321，现将三只相同的灯泡分别接入三组线圈中，并把n1的接线端接上交变电源，接通电源后，下列各项正确的是( ),考题三 变压器及远距离输电,图11,A.若L1正常发光，那么L2、L3都不能正常发光 B.若L2正常发光，那么L1将烧毁 C.若L2正常发光，那么L1、L3都不能正常发光 D.若L3正常发光，那么L2将烧毁,若L2正常发光，那么L1和L3电流都小于I不能正常发光，B错误，C正确； 若L3正常发光，那么L2电流大于I烧毁，D正确. 答案 ACD,9.如图12为模拟远距离输电电路，两理想变压器的线圈匝数n1n4n2n3，A1、A2、A3为相同的理想交流电流表，当a、b端接入低压交流电源时，则( ),图12,A.A1、A2的示数相等 B.A2、A3的示数相等 C.A1的示数大于A2的示数 D.A2的示数大于A3的示数,同理，A2的示数小于A3的示数，故B、D错误.,答案 C,10.(多选)某小型发电站通过升压变压器向60 km远处的用户供电，在用户端用降压变压器将高压电变为220 V供用户使用(设两个变压器均为理想变压器)，输电示意图如图13所示.已知输电线的电阻率为1.25108 m，横截面积为1.5104 m2，发电机输出功率为20 kW，输出电压为250 V，若线路损耗的功率为输出功率的5%.则下列说法正确的是( ),图13,解析 发电机是通过电磁感应将其他形式的能转化为电能的设备，其原理为法拉第电磁感应定律，故A正确；,答案 AB,11.如图14所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1n221，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为( ),图14,变压器电路的动态分析技巧 (1)根据题意弄清变量和不变量； (2)弄清动态变化过程中的决定关系；,规律小结,(3)利用直流电路的动态分析方法，具体思路如下：,1.欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且abc.电流沿以下方向经过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是( ),专题综合练,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,2.(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.3 200,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,B,3.(多选)今有某小型发电机和一理想变 压器连接后给一个灯泡供电，电路如 图15(电压表和电流表均为理想电表).已 知该发电机线圈匝数为N，电阻为r，当 线圈以转速n匀速转动时，电压表示数 为U，灯泡(额定电压为U0.电阻恒为R)恰能正常发光，则( ),图15,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析 电压与匝数成正比，所以变压器的原、副线圈的匝数比是n1n2UU0，故A正确；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 AB,4.如图16所示，图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( ),图16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,题图乙不是正弦式交流电，所以表达式不是正弦函数，故C错误； 理想变压器变压后，频率不发生变化，故D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 B,5.(2015广东理综15)如图17为气流加热装置 的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压 器为理想变压器.原线圈接入电压有效值恒定 的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输 出电压有效值由220 V降至110 V，调节前后( ),图17,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A.副线圈中的电流比为12 B.副线圈输出功率比为21 C.副线圈的接入匝数比为21 D.原线圈输入功率比为12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为21，故A错误； 由PUI知，输出功率之比为41，故B错误； 副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为41，故D错误. 答案 C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,6.如图18所示电路中，电源电动势为E、内阻 为r，电阻R2为定值电阻，R1为滑动变阻器，A、 B为水平放置的电容器的上下两个极板.当滑动 变阻器R1处于某位置时，A、B两板间的带电 油滴恰好悬浮不动，则下列说法中正确的是( ),图18,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A.两极板A、B间正对面积减小其他条件不变时，油滴将向下运动 B.移动R1的滑动触头且其他条件不变时，电压表的读数增大了U，则电阻R2两端的电压减小了U C.R1滑动触头向左移动且其他条件不变时，带电油滴向上运动 D.R1滑动触头向右移动且其他条件不变时，R2上消耗的热功率变小,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,电容器的电压等于路端电压，欲使带电油滴向上运动，必须增大路端电压，则使可变电阻R1滑动触头向右移动，故C错误； 若将R1的滑动触头向右移动时，R1的电阻增大，总电流减小，即可知R2的发热功率减小，故D正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 D,7.电吹风是生活中的常用电器.某款电吹风的各项参数如下表所示，其电路图如图19所示，理想变压器的两线圈匝数分别为n1和n2，a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属片P可同时接触两个触点.触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹自然风三种不同的工作状态.关于该款电吹风，下列说法中正确的是( ),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,图19,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A.触片P与触点b、c接触时，电吹风吹热风 B.变压器两线圈的匝数比n1n2225 C.小风扇线圈电阻为8 D.电热丝正常工作时电阻为6.25 ,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,8.在如图20所示电路中，闭合开关S，当滑 动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理 想电表的示数都发生变化，电表的示数分 别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量 的绝对值分别用I、U1、U2和U3表示. 下列说法正确的是( ),图22,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，外电阻变大，但是不知道外电阻与内阻的大小关系，所以无法判断电源输出功率的变化，则D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 B,9.普通的交流电压表是不能直接接在高压输电线路上测量电压的，通常要通过电压互感器来连接.图21中电压互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电压为Uab；cd一侧线圈的匝数较多，工作时电压为Ucd.为了使电压表能正常工作，则( ),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,图21,A.ab接MN，cd接PQ，UabUcd C.ab接PQ，cd接MN，UabUcd,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析 电压互感器的作用是使大电压变成小电压，根据变压器原理可知，应使匝数多的接入输入端，故MN接cd，PQ接ab，且UabUcd. 答案 C,10.(多选)(2015海南单科10)如图22所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R11R0， 是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0 V，则( ),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,图22,A.此时原线圈两端电压的最大值约为34 V B.此时原线圈两端电压的最大值约为24 V C.原线圈两端原来的电压有效值约为68 V D.原线圈两端原来的电压有效值约为48 V,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,11.(多选)如图23所示，一理想变压器原线圈接正弦交变电源，副线圈接有三盏相同的灯(不计灯丝电阻的变化)，灯上均标有(36 V,6 W)字样，此时L1恰正常发光，图中两个电表均为理想电表，其中电流表显示读数为0.5 A，下列说法正确的是( ),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,图23,A.原、副线圈匝数之比为31 B.变压器的输入功率为12 W C.电压表的读数为18 V D.若L3突然断路，则L1变暗，L2变亮，输入功率减小,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 CD,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,
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