高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应 第1讲 恒定电流与交变电流课件.ppt

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12V 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10VB 电源的总功率为10WC a b间电压的大小为5VD a b间用导线连接后 电路的总电流为1A 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2A U2 U1 U2降低B U2 U1 U2升高C U2 U1 U2降低D U2 U1 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220V交变电流改变为110V 已知变压器原线圈匝数为800 则副线圈匝数为 A 200B 400C 1600D 3200 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4A 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P I2R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6A 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IA I I3 I增大 I3减小 则IA增大 所以电流表读数增大 R4的电压U4 U3 U2 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Em nBS 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i t图象为正弦函数图象 函数式为i Imsin t b 若线圈从垂直中性面位置开始转动 则i t图象为余弦函数图象 函数式为i Imcos 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r 4 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 12V36W 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3 1 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25r s的转速匀速转动时 在定子线圈中产生频率为50Hz的正弦交流电 若使转子以50r s的转速转动 则 精典题组 图10 解析转速加倍 根据 2 n 角速度加倍 根据Em NBS 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100Hz 变压器不改变电流频率 所以电阻R上交流电的频率为100Hz 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11A 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12A 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5W 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15A 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