第1講直流電路與交流電路做真題·明考向真題體驗透視命題規(guī)律授課提示：對應學生用書第54頁真題再做1(2018·高考全國卷，T16)一電阻接到方波交流電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交流電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為T，如圖所示則Q方Q正等于()A1B.1C12D21解析：由有效值概念知，一個周期內(nèi)產(chǎn)生熱量Q方··T，Q正TT·T，故知Q方Q正21.答案：D2.(2016·高考全國卷，T16)一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3、1和4，為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定當開關S斷開時，電流表的示數(shù)為I；當S閉合時，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()A2B3C4D5解析：設理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n，開關斷開時，電路如圖甲所示，原、副線圈的電流比，通過R2的電流I2nI，根據(jù)變壓器的功率關系得，UII2R1(nI)2(R2R3)；開關閉合時，電路如圖乙所示，原、副線圈的電流比，通過R2的電流I24nI，根據(jù)功率關系有U·4I(4I)2R1(4nI)2R2，聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)解得n3，選項B正確答案：B3(2016·高考全國卷，T17)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路開關S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為()A.B.C.D.解析：S斷開時等效電路如圖甲所示電容器兩端電壓為U1×R×E；S閉合時等效電路如圖乙所示電容器兩端電壓為U2×RE，故由QCU得，故選項C正確答案：C4.(多選)(2016·高考全國卷，T21)如圖，M為半圓形導線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導線框，圓心為ON；兩導線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面現(xiàn)使線框M、N在t0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則()A兩導線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B兩導線框中感應電流的周期都等于TC在t時，兩導線框中產(chǎn)生的感應電動勢相等D兩導線框的電阻相等時，兩導線框中感應電流的有效值也相等解析：兩導線框勻速轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的大小不變，選項A錯誤；導線框的轉(zhuǎn)動周期為T，則感應電流的周期也為T，選項B正確；在t時，切割磁感線的有效長度相同，兩導線框中產(chǎn)生的感應電動勢相等，選項C正確；M導線框中一直有感應電流，N導線框中只有一半時間內(nèi)有感應電流，所以兩導線框的電阻相等時，感應電流的有效值不相等，選項D錯誤答案：BC考情分析命題特點與趨勢怎么考1從近幾年高考試題可以看出以下特點：應用串、并聯(lián)電路規(guī)律，閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進行電路動態(tài)分析，穩(wěn)態(tài)、動態(tài)含電容電路的分析，電路故障的判斷分析，交變電流的產(chǎn)生及“四值”，多以選擇題形式出現(xiàn)變壓器的原理，電壓比、電流比及功率關系，變壓器的動態(tài)分析是考查的重點，題型以選擇題為主22019年高考題會以部分電路歐姆定律與閉合電路歐姆定律的應用為主線，重點考查電路的動態(tài)分析與功率的計算；與日常生活、生產(chǎn)相聯(lián)系的交變電流規(guī)律、遠距離輸電也可能會成為新命題點解題要領怎么做1理解串、并聯(lián)電路的特點，閉合電路歐姆定律的含義理解交變電流的“四值”含義和變壓器、遠距離輸電的原理2掌握以下應考技法(1)程序法；(2)等效法；(3)分析推理法；(4)守恒法建體系·記要點知識串聯(lián)熟記核心要點授課提示：對應學生用書第55頁網(wǎng)絡構(gòu)建要點熟記1閉合電路歐姆定律(1)閉合電路的歐姆定律：I.(2)路端電壓與電流的關系：UEIr.(3)路端電壓與負載的關系：UIREE，路端電壓隨外電阻的增大而增大，隨外電阻的減小而減小2正弦式交變電流的“四值”(1)最大值EmNBS.(2)瞬時值eNBSsin t.(從中性面開始計時)(3)有效值：正弦式交變電流的有效值E；非正弦式交變電流的有效值必須根據(jù)電流的熱效應，用等效的思想來求解(4)半個周期內(nèi)的平均值：，常用來計算通過電路的電荷量3理想變壓器的基本關系式(1)功率關系：P入P出(2)電壓關系：.(3)電流關系：只有一個副線圈時，.研考向·提能力考向研析掌握應試技能授課提示：對應學生用書第55頁考向一直流電路的動態(tài)分析直流電路動態(tài)分析的3種常用方法(1)程序法遵循“局部整體部分”的思路，按以下步驟分析：(2)結(jié)論法“串反并同”“串反”：指某一電阻增大(減小)時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大)“并同”：指某一電阻增大(減小)時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(減小)(3)極限法因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端，使電阻最大或電阻為零去討論1(多選)在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略，閉合開關后，當滑動變阻器的滑片P由a端滑向b端的過程中，以下說法正確的是()A電源內(nèi)阻消耗的功率一定增大B電源內(nèi)阻消耗的功率一定減小C電源的輸出功率一定減小D電源的輸出功率可能減小解析：閉合開關后，當滑動變阻器的滑片P由a端滑向b端的過程中，滑動變阻器接入電路中的電阻增大，所在支路的電阻增大，外電路電阻增大，電源輸出電流減小，電源內(nèi)阻消耗的功率PrI2r一定減小，選項A錯誤，B正確；根據(jù)電源輸出功率最大的條件可知，當外電路電阻等于電源內(nèi)阻時，電源輸出功率最大當滑動變阻器的滑片P由a端滑向b端的過程中，電源的輸出功率可能減小，選項D正確，C錯誤答案：BD2如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點P處于靜止狀態(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響當滑動變阻器R2的滑片向b端移動時，則()A電壓表示數(shù)增大B.電流表示數(shù)減小C質(zhì)點P將向下運動DR1上消耗的功率逐漸減小解析：由題圖可知，滑動變阻器R2與R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，電容器與R3并聯(lián)當滑動變阻器R2的滑片向b端移動時，R2接入電路的阻值減小，則電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流增大，路端電壓減小，R1兩端的電壓增大，可知并聯(lián)部分的電壓減小，電壓表讀數(shù)減小，故A錯誤；并聯(lián)部分電壓減小，流過R3的電流減小，而電路中總電流增大，故流過R2的電流增大，即電流表示數(shù)增大，故B錯誤；因電容器兩端電壓減小，板間場強減小，質(zhì)點受到的向上電場力減小，故質(zhì)點P將向下運動，故C正確；因通過R1的電流增大，由PI2R可知，R1上消耗的功率增大，故D錯誤答案：C3(多選)(2018·百校聯(lián)盟四月聯(lián)考)在如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，D為理想二極管(具有單向?qū)ㄗ饔?，R1為定值電阻，C為電容器，電壓表和電流表均為理想電表，S1、S2均斷開，則下列說法正確的是()A僅閉合S1，將滑動變阻器的滑片向右移，電壓表、電流表示數(shù)均變大B僅閉合S1，將滑動變阻器的滑片向右移，電容器的帶電荷量不變C先閉合S1，將滑動變阻器的滑片向右移，再閉合S2電容器有放電現(xiàn)象D同時閉合S1、S2，將滑動變阻器的滑片向右移，定值電阻R1兩端的電壓增大解析：僅閉合S1，回路中只有R1與R2串聯(lián)，當滑動變阻器的滑片向右移時，R2的有效阻值減小，故總電阻減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得，總電流增大，路端電壓減小，即電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大，因電容器與二極管串聯(lián)，電容器不能放電，故電容器的帶電荷量不變，故A錯誤，B正確；先閉合S1，將滑動變阻器的滑片向右移，再閉合S2，電容器與R2形成閉合回路，電壓減小，故電容器所帶的電荷量減小，電容器對外放電，故C正確；同時閉合S1、S2，二極管與R1并聯(lián)，而二極管的正向?qū)щ姷碾娮铻榱悖蚀藭rR1被短接，故D錯誤答案：BC考向二交變電流的產(chǎn)生和描述典例展示1如圖所示，N50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l120cm，ad邊長l225cm，放在磁感應強度B0.4T的勻強磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO軸以n3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，線圈電阻r1，外電路電阻R9，t0時線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里則()At0時感應電流的方向為abcdaB從圖示時刻開始計時，感應電動勢的瞬時值表達式為e314sin100t(V)C線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功為98.6JD從圖示位置起到線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中通過電阻R的電荷量為0.01C解析根據(jù)右手定則，線圈中感應電流的方向為adcba，選項A錯誤；由轉(zhuǎn)速n3000r/min可知線圈的角速度100 rad/s，圖示位置的感應電動勢最大，其大小為EmNBl1l2，代入數(shù)據(jù)得Em314V，感應電動勢的瞬時值表達式eEmcost314cos100t(V)，選項B錯誤；感應電動勢的有效值E，線圈勻速轉(zhuǎn)動的周期T0.02s，線圈勻速轉(zhuǎn)動一圈，外力做功的大小等于電阻產(chǎn)生的熱量的大小，即WI2(Rr)T，代入數(shù)據(jù)得W98.6J，選項C正確；從圖示時刻起到線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量q，代入數(shù)據(jù)得q0.1C，選項D錯誤答案C(1)有效值計算的三點注意計算有效值時要根據(jù)串聯(lián)電路中，“相同時間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解分段計算電熱，求和得出一個周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量利用兩個公式QI2Rt和Qt可分別求得電流有效值和電壓有效值(2)交變電流“四值”應用的三點提醒在解答有關交變電流的問題時，要注意電路結(jié)構(gòu)注意區(qū)分交變電流的最大值、瞬時值、有效值和平均值，其中最大值是瞬時值中的最大值，有效值是以電流的熱效應等效來定義的與電磁感應問題一樣，求解與電能、電熱相關的問題時，要用有效值，如例題中C項，計算功，先用有效值計算熱量；而求解通過導體某橫截面的電荷量時，要用平均值，如例題中D項(3)交變電流瞬時值表達式書寫的基本思路(如例題中B選項)確定正弦式交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象或由公式EmNBS求出相應峰值，其中2f2n.明確線圈的初始位置，找出對應的函數(shù)關系式a若線圈從中性面開始計時，則e­t圖象為正弦函數(shù)，eEmsint；b若線圈從垂直中性面開始計時，則e­t圖象為余弦函數(shù)，eEmcost.4(2018·湖北武漢高中畢業(yè)生調(diào)研)如圖所示，豎直長導線通有恒定電流，一矩形線圈abcd可繞其豎直對稱軸O1O2轉(zhuǎn)動當線圈繞軸以角速度沿逆時針(沿軸線從上往下看)方向勻速轉(zhuǎn)動時，從圖示位置開始計時，下列說法正確的是()At0時，線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大B0時間內(nèi)，線圈中感應電流方向為abcdaCt時，線圈的磁通量為零，感應電動勢也為零D線圈每轉(zhuǎn)動一周電流方向改變一次解析：由右手定則可知，直導線右側(cè)的磁場方向垂直紙面向外，則t0時，線圈中的磁通量最大，磁通量的變化率最小，產(chǎn)生的感應電動勢最小，選項A錯誤；0時間內(nèi)，線圈轉(zhuǎn)過90°角，由楞次定律可知，線圈中感應電流方向為abcda，選項B正確；t時，線圈的磁通量為零，由于線圈的ab和cd邊切割磁感線的速度方向與磁場方向不平行，則感應電動勢不為零，選項C錯誤；線圈每轉(zhuǎn)動一周電流方向改變兩次，選項D錯誤答案：B5(2018·湖南永州高三下學期第三次模擬)邊長為a的N匝正方形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線且與線圈在同一平面內(nèi)的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，線圈所圍面積內(nèi)的磁通量隨時間t變化的規(guī)律如圖所示，圖象中0為已知下列說法正確的是()At1時刻線圈中感應電動勢最大Bt2時刻線圈中感應電流方向發(fā)生變化C勻強磁場的磁感應強度大小為D線圈中感應電動勢的瞬時表達式為e2nN0sin2nt解析：t1時刻通過線圈的磁通量最大，而磁通量的變化率等于零，故感應電動勢為零，故A錯誤；t2時刻磁通量為零，線圈與磁場平行，磁通量變化率最大，線圈中感應電流為最大值，電流不會改變方向，故B錯誤；磁通量與線圈匝數(shù)無關，所以磁感應強度B，故C正確；線圈中瞬時感應電動勢的表達式為e2nN0cos2nt，故D錯誤答案：C6某小型交流發(fā)電機的示意圖如圖所示，其矩形線圈abcd的面積S0.03m2，共有10匝，線圈總電阻r1，線圈處于磁感應強度大小為T的勻強磁場中，并可繞與磁場方向垂直的固定軸OO轉(zhuǎn)動，線圈在轉(zhuǎn)動時通過滑環(huán)和電刷與電阻R9的外電路相連在外力作用下線圈以10rad/s的角速度繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法中正確的是()A電阻R的發(fā)熱功率是3.6WB交流電流表的示數(shù)是0.6AC用該交流發(fā)電機給電磁打點計時器供電時，打點的時間間隔一定為0.02sD如果將電阻R換成標有“6V3W”字樣的小燈泡，小燈泡能正常工作解析：線圈在轉(zhuǎn)動過程中切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的最大值EmnBS10××0.03×10V6V，則電動勢的有效值E6V，根據(jù)閉合電路歐姆定律得電路中的電流IA0.6A，電阻的發(fā)熱功率PI2R3.24W，A錯誤，B正確；交流電的周期Ts0.2s，所以用該交流發(fā)電機給電磁打點計時器供電時，打點的時間間隔為0.2s，C錯誤；如果將電阻換成小燈泡，根據(jù)題意可知小燈泡的電阻RL12，則電路中的電流IA0.46A，小燈泡兩端的電壓ULIRL5.52V，小燈泡不能正常發(fā)光，D錯誤答案：B考向三變壓器與遠距離輸電典例展示2(多選)如圖所示為遠距離輸電示意圖，其中T1、T2為理想變壓器，輸電線電阻可等效為電阻r，燈L1、L2相同且阻值不變現(xiàn)保持變壓器T1的輸入電壓不變，滑片P位置不變，當開關S斷開時，燈L1正常發(fā)光則下列說法正確的是()A僅閉合開關S，燈L1會變亮B僅閉合開關S，r消耗的功率會變大C僅將滑片P下移，r消耗的功率會變小D僅將滑片P上移，電流表示數(shù)會變小解析閉合S，負載電阻減小，變壓器T2副線圈電流增大，根據(jù)交變電流規(guī)律知，T2原線圈電流增大，即輸電線上電流增大，導線上損耗的電壓UIr增大，損耗的功率PI2r增大，T2的輸入電壓U3U2Ir減小，所以U4減小，即燈L1電壓減小，變暗，故A錯誤，B正確；僅將滑片P下移，變壓器T1副線圈匝數(shù)增加(n2增加)，根據(jù)可知U2變大，由I2U2IrIR，I2n3I3n4得U2I2(rR)，因U2變大，r及R不變，則I2變大，即輸電線上電流變大，r消耗的功率會變大，故C錯誤；僅將滑片P上移，同理可得輸電線電流減小，電流表示數(shù)會變小，所以D正確答案BD抓住“兩不變、兩損耗”巧解變壓器與遠距離輸電問題(1)“兩不變”的動態(tài)分析負載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況，如例題C、D選項中僅移動滑片P的位置，用來改變匝數(shù)比匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負載電阻的變化情況，如例題中滑片P位置不變，保證了T1的匝數(shù)比不變，選項A、B中僅閉合開關S，改變負載不論哪種情況，要注意兩點：一、根據(jù)題意分清變量和不變量；二、弄清“誰決定誰”的制約關系對電壓而言，輸入決定輸出；對電流、電功(率)而言，輸出決定輸入(2)“兩損耗”的輸電分析電壓損耗：輸電線上的電阻導致的電壓損耗，URU2U3IRR，如例題中電流變化引起r上電壓變化功率損耗：輸電線上的電阻發(fā)熱導致的功率損耗，PRP2P3IR.輸電線上的能量損耗是熱損耗，計算功率損耗時用公式PRIR或PR.7.如圖所示為原、副線圈匝數(shù)比為n1n2101的理想變壓器，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上u1220sin100tV的交變電壓，則下列說法正確的是()A當單刀雙擲開關與a連接時，電壓表的示數(shù)為22VB當單刀雙擲開關與a連接時，在滑動變阻器的滑片P向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小C當單刀雙擲開關由a扳向b時，原線圈的輸入功率變小D當單刀雙擲開關由a扳向b時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到適當位置，有可能實現(xiàn)調(diào)節(jié)開關前、后原線圈輸入功率相等解析：當單刀雙擲開關與a連接時，原線圈匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為101，原線圈兩端的輸入電壓的有效值為220V，根據(jù)變壓器原、副線圈的電壓關系，可知副線圈輸出電壓的有效值為22V，電壓表示數(shù)為22V，選項A錯誤；當單刀雙擲開關與a連接時，在滑動變阻器的滑片P向上移動的過程中，滑動變阻器接入電路的電阻增大，因為電壓表的示數(shù)不變，故電流表的示數(shù)變小，選項B錯誤；當單刀雙擲開關由a扳向b時，原線圈匝數(shù)減小為原來的一半，原線圈匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為51，根據(jù)變壓器原、副線圈的電壓關系，可知副線圈輸出電壓的有效值為44V，輸出電流增大，輸出功率增大，根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率，可知原線圈的輸入功率增大，選項C錯誤；當單刀雙擲開關由a扳向b時，雖然副線圈輸出電壓的有效值為44V，但若調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到適當位置，使副線圈中的電流變?yōu)樵瓉淼模瑒t調(diào)節(jié)開關前、后副線圈的輸出功率不變，因此實現(xiàn)了調(diào)節(jié)開關前、后原線圈輸入功率相等，選項D正確答案：D8(2018·江西贛州中學高三模擬)在如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為21，五個完全相同燈泡的額定電壓均為U，交流電源的電壓恒定不變當閉合K3、K4而斷開K5時，燈泡L3和L4恰能正常工作，則以下判斷正確的是()A當閉合K3、K4而斷開K5時，L1和L2都能正常工作B當K3、K4、K5都閉合時，L1和L2都能正常工作C當閉合K3、K4而斷開K5時，交流電源的電壓為2UD當K3、K4、K5都閉合時，L1和L2的功率會減小解析：當閉合K3、K4而斷開K5，副線圈中的L3、L4能正常工作，則此時副線圈兩端的電壓為U，則副線圈流過的電流為I2，根據(jù)，得流過原線圈的電流為I1I2，L1、L2串聯(lián)，則此時L1、L2兩端的電壓為UL1UL2I1RLU，即L1、L2能正常工作，根據(jù)，得原線圈兩端的電壓為U1U22U，則交流電源的電壓為UL1UL2U14U，故A正確，C錯誤；當K3、K4、K5都閉合時，設此時副線圈兩端的電壓為U，則副線圈流過的電流為I2，根據(jù)得流過原線圈的電流為I1I2，L1、L2串聯(lián)，則此時L1、L2兩端的電壓為UL1UL2I1RL，根據(jù)得原線圈兩端的電壓為U1U22U，則交流電源的電壓4U2U3U，則UU，UL1UL2U，I1，故L1、L2不能正常工作，它們的功率會增大，故B、D錯誤答案：A9(多選)如圖甲所示的遠距離輸電示意圖中，變壓器均為理想變壓器升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1100，其輸入電壓如圖乙所示，遠距離輸電線的總電阻為100.降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器，當溫度升高時其阻值變小電壓表V顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)未出現(xiàn)火情時，升壓變壓器的輸入功率為750kW.下列說法正確的是()A降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50HzB輸電線中的電流為60AC輸電線路損耗功率為90kWD當傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，電壓表V的示數(shù)變大解析：由圖乙知交變電流的周期T0.02s，所以降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為f50Hz，選項A正確；由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知，副線圈電壓為25000V，所以輸電線中的電流為I30A，選項B錯誤；輸電線損失的電壓為UIR30×100V3000V，輸電線路損耗功率為PUI90kW，選項C正確；當出現(xiàn)火情時，傳感器R2阻值減小，升壓變壓器副線圈兩端電壓U2不變，由I2U2IRI(R1R2)，I2n3I3n4，得U2I2R(R1R2)，因為R2減小，U2不變，則I2增大，輸電線上電壓損失增大，降壓變壓器原、副線圈兩端電壓都減小，且定值電阻的分壓增大，所以電壓表V的示數(shù)變小，選項D錯誤答案：AC考向四交變電流的綜合問題典例展示3(多選)如圖所示為某住宅區(qū)的應急供電系統(tǒng)，由交流發(fā)電機和副線圈匝數(shù)可調(diào)的理想降壓變壓器組成發(fā)電機中矩形線圈所圍的面積為S，匝數(shù)為N，電阻不計，它可繞水平軸OO在磁感應強度為B的水平勻強磁場中以角速度勻速轉(zhuǎn)動矩形線圈通過滑環(huán)連接降壓變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，R0表示輸電線的電阻以線圈平面與磁場平行時為計時起點，下列判斷正確的是()A若發(fā)電機線圈某時刻運動到圖示位置，變壓器原線圈的電流瞬時值為零B發(fā)電機線圈感應電動勢的瞬時值表達式為eNBSsin(t)C當用戶增加時，為使用戶電壓保持不變，滑動觸頭P應向上滑動D當滑動觸頭P向下移動時，變壓器原線圈兩端的電壓將升高解析若發(fā)電機線圈某時刻運動到圖示位置，線圈的邊CD和CD垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流最大，變壓器原線圈的電流瞬時值最大，選項A錯誤以線圈平面與磁場方向平行時為計時起點，發(fā)電機線圈感應電動勢的瞬時值表達式為eNBSsin(t)，選項B正確當用戶增加時，輸電線中電流增大，輸電線上損失電壓增大，為使用戶電壓保持不變，副線圈輸出電壓應該增大，副線圈匝數(shù)應該增多，滑動觸頭P應向上滑動，選項C正確當滑動觸頭P向下移動時，變壓器副線圈輸出電壓降低，原線圈兩端的電壓不變，選項D錯誤答案BC交變電流綜合問題一般會與變壓器問題相結(jié)合，常涉及交流電路最大值、有效值、平均值、瞬時值的計算，交變電流的圖象及與電磁感應、安培力、閉合電路歐姆定律的綜合應用等解答時應注意以下兩點：(1)分清交流電路中“四值”的不同計算方法和物理意義(2)學會將直流電路、閉合電路歐姆定律及變壓器分析的知識應用在交流電路中10(多選)(2018·河南洛陽一模)在如圖所示的含有理想變壓器的電路中，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為201，圖中電表均為理想交流電表，R為光敏電阻(其阻值隨光強增大而減小)，L1和L2是兩個完全相同的燈泡原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，下列說法正確的是()A交流電的頻率為50HzB電壓表的示數(shù)為22VC當照射R的光強增大時，電流表的示數(shù)變大D若L1的燈絲燒斷后，電壓表的示數(shù)會變大解析：根據(jù)題圖乙所示的正弦交流電壓u隨時間t變化的圖象可知，交流電的周期為T0.02s，頻率為f50Hz，選項A正確；由正弦交流電壓u隨時間t變化的圖象可知，電壓最大值為220V，變壓器輸入電壓U1220V，根據(jù)變壓器變壓公式可得副線圈輸出電壓，即電壓表讀數(shù)為11V，選項B錯誤；當照射R的光強增大時，光敏電阻R的電阻值減小，變壓器輸出電流增大，輸出功率增大，根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率可知輸入功率增大，電流表的示數(shù)變大，選項C正確；根據(jù)變壓器輸入電壓決定輸出電壓，輸入電壓不變，若L1的燈絲燒斷后，變壓器輸出電壓不變，電壓表的示數(shù)不變，選項D錯誤答案：AC11(多選)(2018·寧夏石嘴山高三適應性測試)如圖所示，邊長為L、匝數(shù)為N、電阻不計的正方形線圈abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中繞軸OO轉(zhuǎn)動，軸OO垂直于磁感線，線圈通過兩電刷與含有理想變壓器的電路相連，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.當線圈以恒定的角速度轉(zhuǎn)動時，下列判斷正確的是()A當可變電阻R的滑片P向上滑動時，電壓表V2的示數(shù)變大B線圈位于圖示位置時磁通量為零，感應電動勢最大C電壓表V1的示數(shù)等于NBL2D變壓器的輸入與輸出功率之比為11解析：輸出電壓由輸入電壓及匝數(shù)之比決定，外電阻的變化不會影響電壓的大小，即當可變電阻R的滑片P向上滑動時，電壓表V2的示數(shù)不變，故A錯誤；線圈位于圖示位置時，磁場方向與線圈平面平行，磁通量為零，感應電動勢最大，故B正確；電壓表V1的示數(shù)為有效值，示數(shù)為U1，故C錯誤；理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，故D正確答案：BD12如圖所示，邊長為L、匝數(shù)為N、電阻不計的正方形線圈abcd，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁感線的轉(zhuǎn)軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動，制成一臺交流發(fā)電機，它與理想變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為12，二極管的正向電阻為零，反向電阻無窮大，從正方形線圈處于圖示位置開始計時下列判斷正確的是()A交流發(fā)電機的感應電動勢的瞬時值表達式為eNBL2sintB變壓器的輸入功率與輸出功率之比為21C電壓表V示數(shù)為NBL2D若將滑動變阻器的滑片向下滑動，電流表和電壓表示數(shù)均減小解析：圖示線圈位置是與中性面垂直的位置，從圖示位置開始計時，感應電動勢的瞬時值表達式為eNBL2cost，A錯理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，B錯原線圈電壓的有效值U1NBL2，由得U2NBL2，由于二極管的單向?qū)щ娦?，副線圈中只有半個周期內(nèi)有電流，設電壓表示數(shù)為U，根據(jù)有效值的定義得××T，所以電壓表的示數(shù)UNBL2，C對若滑動變阻器的滑片向下滑動，副線圈的總阻值增大，原線圈電壓不變，副線圈電壓也不變，電壓表示數(shù)不變，由歐姆定律得副線圈的電流變小，原線圈中的電流也變小，電流表示數(shù)變小，D錯答案：C限訓練·通高考科學設題拿下高考高分單獨成冊對應學生用書第143頁(45分鐘)一、單項選擇題1如圖所示為一種變壓器的實物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是()A這是一個升壓變壓器B原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C當原線圈輸入交流電壓220V時，副線圈輸出直流電壓12VD當原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負載時，副線圈中電流比原線圈中電流小解析：根據(jù)銘牌信息，輸入電壓為220V，輸出電壓為12V，這是一個降壓變壓器，原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多，選項A錯誤，B正確；當原線圈輸入交流電壓220V時，副線圈輸出交流電壓12V，選項C錯誤；當原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負載時，根據(jù)變壓器功率關系，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項D錯誤答案：B2.在如圖所示的電路中，閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P緩慢向右移動，則下列說法正確的是()A燈泡L變暗B電源內(nèi)部消耗的功率先變大后變小C電容器C上的電荷量增加D流過R1的電流方向由左向右解析：滑片P右移，滑動變阻器接入電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流增大，故燈泡L變亮，選項A錯誤；電源內(nèi)部消耗的電功率P內(nèi)I2r，隨電流的增大，電源內(nèi)部消耗功率一直變大，選項B錯誤；由UIR可知，燈泡兩端電壓和電源內(nèi)電壓均增大，所以滑動變阻器兩端電壓減小，故與滑動變阻器并聯(lián)的電容器C兩端電壓減小，由QCU可知，電容器C上的電荷量減少，選項C錯誤；電容器C帶電荷量減少，故電容器C處于放電狀態(tài)，流過R1的電流方向由左向右，D項正確答案：D3.某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢隨時間變化的關系如圖所示，下列說法正確的是()At0時刻發(fā)電機的轉(zhuǎn)動線圈位于中性面B在1s內(nèi)發(fā)電機的線圈繞軸轉(zhuǎn)動50圈C將此交流電接到匝數(shù)比是110的升壓變壓器上，副線圈的電壓有效值為2200VD將此交流電與耐壓值是220V的電容器相連，電容器不會被擊穿解析：由題圖知t0時刻，感應電動勢最大，線圈位于與中性面垂直的平面，選項A錯誤；交流電的周期是0.02s，一個周期內(nèi)線圈轉(zhuǎn)動1圈，1s內(nèi)有50個周期，所以線圈轉(zhuǎn)動50圈，選項B正確；原線圈電壓的有效值U1220V，由可得，副線圈電壓的有效值為2200V，選項C錯誤；此交流電電壓的最大值為220V，大于220V，所以耐壓值為220V的電容器會被擊穿，選項D錯誤答案：B4.如圖所示，電阻不計的單匝矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電壓瞬時值表達式為u100cos100t(V)下列說法正確的是()A當線圈平面與磁感線平行時，磁通量變化率最大B該交流電壓的頻率為100HzC穿過線圈的磁通量最大值是WbD用理想電壓表測量該電壓，其示數(shù)約為141V解析：當線圈平面與磁感線平行時，產(chǎn)生的感應電動勢最大，此時磁通量變化率最大，A項正確；頻率fHz50Hz，B項錯誤；感應電動勢的最大值Em100V，根據(jù)EmNBS可知，BSWbWb，C項錯誤；電壓表測量的是有效值，則E100V，D項錯誤答案：A5(2018·高考天津卷)教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則()AR消耗的功率變?yōu)镻B電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁C電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID通過R的交變電流頻率不變解析：由正弦交流電的產(chǎn)生原理可知，其電動勢的最大值EmNBS，而2n，有效值EEm，線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則U1E變?yōu)樵瓉淼?由知U2變?yōu)樵瓉淼?，電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?，選項B正確；R消耗的功率P，故R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?，選項A錯誤；由P入P出得，U1I1，故I1變?yōu)樵瓉淼?，即電流表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼模x項C錯誤；變壓器不改變交變電流的頻率，故通過R的交變電流頻率變?yōu)樵瓉淼?，選項D錯誤答案：B6.(2015·高考全國卷)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為31，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上，如圖所示設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則()AU66V，kB.U22V，kCU66V，kDU22V，k解析：設原線圈中電流為I，由知，副線圈中的電流I23I，由題意知副線圈中電阻兩端的電壓U3IR，則原線圈回路中R兩端的電壓UIR，原線圈兩端的電壓U13U，由閉合電路中電壓關系可知U1U220V，即3U220V，U66V，原線圈回路中電阻消耗的功率P1I2R，副線圈回路中電阻消耗的功率P2(3I)2R，k，選項A正確答案：A7(2018·四川雅安高三第三次診斷)如圖甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，輸出交變電流的電壓隨時間變化的圖象如圖乙所示，經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為110的理想變壓器給一燈泡供電如圖丙所示，燈泡的額定功率為22W閉合開關后，燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是()At0.01s時穿過線框的磁通量為零B變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1AC交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速為100r/sD燈泡的額定電壓為220V解析：由題圖乙可知，當t0.01s時，感應電動勢為零，則此時穿過線框回路的磁通量最大，故A錯誤；原線圈輸入電壓為有效值為22V，則副線圈的電壓為220V，由PUI可知，副線圈電流I2A0.1A，則由，求得I11A，故B正確；由題圖乙可知，交流電的周期為0.02s，則轉(zhuǎn)速為n50r/s，故C錯誤；燈泡正常發(fā)光，故額定電壓為220V，故D錯誤答案：B二、多項選擇題8(2018·貴州普通高等學校招生適應性考試)如圖所示，L1、L2、L3為三只完全相同的小燈泡，其中L1接在理想變壓器的原線圈上，L2、L3并聯(lián)在副線圈兩端，三只燈泡均正常發(fā)光已知輸入端電壓為U，則()A理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為12B理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為21C小燈泡額定電壓為D小燈泡額定電壓為解析：設每只小燈泡的額定電流為I，因并聯(lián)在副線圈兩端的兩只小燈泡均正常發(fā)光，所以副線圈中的總電流為2I，原、副線圈電流之比為12，所以原、副線圈的匝數(shù)之比為21，則有原、副線圈兩端的電壓之比為21，故B正確，A錯誤；設小燈泡的額定電壓為U1，則有副線圈電壓為U1，所以原線圈電壓為2U1，又因為原線圈與燈泡串聯(lián)，所以U2U1U1，解得U1，故D正確，C錯誤答案：BD9某溫度檢測、光電控制加熱裝置原理圖如圖所示圖中RT為熱敏電阻(隨溫度升高，阻值減小)，用來探測加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(隨光照強度增大，阻值減小)，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻當R處溫度升高時()AL變亮B流過R3的電流減小CE2的路端電壓增大DR的功率減小解析：當R處溫度升高時，RT阻值變小，左側(cè)回路中的電流變大，L消耗的功率變大，所以L變亮，L的光照強度增大，RG阻值變小，通過R2的電流變大，E2的路端電壓變小，R兩端電壓變小，通過R的電流也變小，所以R消耗的電功率變小，通過R3的電流變大，選項A、D正確答案：AD10(2018·河北衡水一中測試)如圖所示，理想變壓器原線圈接入正弦交流電，副線圈的匝數(shù)可以通過滑動觸頭P調(diào)節(jié)RT為熱敏電阻，當環(huán)境溫度升高時，RT的阻值變小下列說法正確的有()AP向下滑動時，電壓表讀數(shù)變大BP向下滑動時，電流表讀數(shù)變小C若環(huán)境溫度升高，變壓器的輸入功率變大D若環(huán)境溫度升高，燈泡消耗的功率變小解析：根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知，當P向下滑動時，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，電壓表讀數(shù)變小，選項A錯誤；根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知，當P向下滑動時，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，副線圈電流減小，輸出功率變小，根據(jù)輸入功率等于輸出功率可知，原線圈電流也減小，所以電流表讀數(shù)變小，選項B正確；當環(huán)境溫度升高時，RT的阻值會變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會變大，變壓器的輸出功率變大，變壓器的輸入功率也變大，選項C正確；當環(huán)境溫度升高時，RT的阻值會變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會變大，根據(jù)PI2R可知燈泡消耗的功率變大，選項D錯誤答案：BC11(2018·湖南張家界高三第三次模擬)如圖甲所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1200匝，副線圈匝數(shù)n2100匝，交流電壓表和交流電流表均為理想電表，兩個電阻R的阻值均為125，圖乙為原線圈兩端的輸入電壓與時間的關系圖象，下列說法正確的是()A通過電阻的交流電頻率為50HzB電壓表的示數(shù)為250VC電流表的示數(shù)為0.25AD每個電阻R兩端電壓最大值為125V解析：由題圖乙知T0.02s，則f50Hz，變壓器不改變交流電的頻率，所以輸出交流電的頻率仍為50Hz，A正確；由可知，電壓表的示數(shù)U2U1125V，B錯誤；根據(jù)歐姆定律可得副線圈中的電流I20.5A，又，則電流表的示數(shù)I1I20.25A，C正確；因為副線圈兩端電壓有效值為125V，故副線圈兩端最大電壓為125V，故副線圈中每個電阻R兩端電壓最大值為V，D錯誤答案：AC12如圖所示，n匝矩形閉合導線框ABCD處于磁感應強度大小為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻不計線框繞垂直于磁場的軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器的原線圈相連，變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡，燈泡正常發(fā)光從線圈通過中性面開始計時，下列說法正確的是()A圖示位置穿過線框的磁通量變化率最大B燈泡中的電流方向每秒改變次C線框中產(chǎn)生感應電動勢的表達式為enBSsintD變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為解析：圖示位置線框位于中性面，穿過線框的磁通量最大，但是磁通量的變化率為零，A錯誤；交流電的周期為T，一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，則燈泡中的電流方向每秒改變次，B錯誤；交流電的電動勢最大值EmaxnBS，則線框中產(chǎn)生感應電動勢的表達式為enBSsint，C正確；交流電的有效值為U1，則，D正確答案：CD13.如圖所示為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)之比為n1n2110，在T1的原線圈兩端接入一正弦交流電，輸電線的總電阻為2r2，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為n3n4101.若T2的用電設備兩端的電壓為U4200V，用電設備消耗的電功率為10kW，不考慮其他因素的影響，則()AT1的副線圈兩端電壓的最大值為2010VBT2的原線圈兩端的電壓為2000VC輸電線上損失的電功率為50WDT1的原線圈輸入的電功率為10.1kW解析：因為用電設備消耗的電功率為10kW，T2副線圈兩端的電壓為U4200V，則流過T2副線圈的電流為I450A，由變壓器原、副線圈的電流與線圈匝數(shù)的關系，可得I35A，由，可知T2原線圈兩端的電壓為U32000V，B正確；輸電線的電阻分得的電壓為U線I3·2r5×2V10V，所以T1副線圈兩端的電壓為U2U3U線(200010)V2010V，其最大值為U2m2010V，A正確；輸電線上損失的電功率為P損I·2r50W，C正確；由能量守恒定律可知T1副線圈的輸出功率為P出(1000050)W10050W，因此T1原線圈的輸入功率為10050W，D錯誤答案：ABC14如圖所示，電阻不計的金屬導軌PQ、MN水平平行放置，間距為L，導軌的P、M端接到匝數(shù)比為n1n212的理想變壓器的原線圈兩端，變壓器的副線圈接有阻值為R的電阻在兩導軌間x0區(qū)域有垂直導軌平面的磁場，磁場的磁感應強度BB0sin2kx(T)，一阻值不計的導體棒ab垂直導軌放置且與導軌接觸良好開始時導體棒處于x0處，從t0時刻起，導體棒ab在沿x正方向的力F作用下做速度為v的勻速運動，則()A導體棒ab中產(chǎn)生的交變電流的頻率為kvB交流電壓表的示數(shù)為2B0LvC交流電流表的示數(shù)為D在t時間內(nèi)力F做的功為解析：導體棒ab切割磁感線，產(chǎn)生的感應電動勢EBLvB0Lvsin2kvt(V)，則產(chǎn)生的交變電流的頻率為kv，A正確；由EB0Lvsin2kvt(V)可知，原線圈所加交變電壓的有效值為U1，由得U2B0Lv，B錯誤；因U2B0Lv，I2，由得I1，C錯誤；依據(jù)能量守恒定律，得WFQRIRt，D正確答案：AD24