專題四 電路和電磁感應(yīng)學前先做高考題高考題最經(jīng)典，每做一次都有新發(fā)現(xiàn)1(多選)(2016·江蘇高考)如圖所示的電路中，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 ，四個電阻的阻值已在圖中標出。閉合開關(guān)S，下列說法正確的有()A路端電壓為10 VB電源的總功率為10 WCa、b間電壓的大小為5 VDa、b間用導線連接后，電路的總電流為1 A解析：選AC根據(jù)串并聯(lián)電路的特點可得，外電路總電阻為10 ，根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過電源的電流為I A1 A，則路端電壓為UIR外10 V，選項A正確；電源的總功率PEI12 W，選項B錯誤；若取電源負極的電勢為0，則a點電勢為a2.5 V，b點電勢為b7.5 V，a、b間電壓的大小為5 V，選項C正確；a、b間用導線連接起來后外電路總電阻為7.5 ，電路的總電流為I A1.26 A，選項D錯誤。2(2015·江蘇高考)一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220 V交變電流改變?yōu)?10 V。已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝數(shù)為()A200B400C1 600 D3 200解析：選B根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，得n2400，選項B正確。3.(2016·江蘇高考)一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中()AU2U1，U2降低 BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低 DU2U1，U2升高解析：選Ca、b間原線圈的匝數(shù)大于c、d間副線圈的匝數(shù)，在滑動觸頭由M點移動到N點的過程中，副線圈的匝數(shù)進一步減小，由變壓器工作原理知，U2U1，且U2降低，選項C正確。4.(多選)(2016·江蘇高考)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。下列說法正確的有()A選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作B取走磁體，電吉他將不能正常工作C增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢D弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化解析：選BCD銅不能被磁化，銅質(zhì)弦不能使電吉他正常工作，選項A錯誤；取走磁體后，金屬弦不能被磁化，弦的振動無法通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化為電信號，音箱不能發(fā)聲，選項B正確；增加線圈匝數(shù)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律En知，線圈的感應(yīng)電動勢變大，選項C正確；弦振動過程中，線圈中的磁場方向不變，但磁通量一會兒增大，一會兒減小，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向不斷變化，選項D正確。5(2015·江蘇高考)做磁共振(MRI)檢查時，對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產(chǎn)生感應(yīng)電流。某同學為了估算該感應(yīng)電流對肌肉組織的影響，將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑r5.0 cm，線圈導線的截面積A0.80 cm2，電阻率1.5 ·m。如圖所示，勻強磁場方向與線圈平面垂直，若磁感應(yīng)強度B在0.3 s內(nèi)從1.5 T均勻地減為零，求：(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(1)該圈肌肉組織的電阻R；(2)該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動勢E；(3)0.3 s內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量Q。解析：(1)由電阻定律得R，代入數(shù)據(jù)得R6×103 。(2)感應(yīng)電動勢E，代入數(shù)據(jù)得E4×102 V。(3)由焦耳定律得Qt，代入數(shù)據(jù)得Q8×108 J。答案：(1)6×103 (2)4×102 V(3)8×108 J6.(2017·江蘇高考)如圖所示，兩條相距d的平行金屬導軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻。質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導軌上，其左側(cè)的矩形勻強磁場區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下。當該磁場區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)関。導軌和金屬桿的電阻不計，導軌光滑且足夠長，桿在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求：(1)MN剛掃過金屬桿時，桿中感應(yīng)電流的大小I；(2)MN剛掃過金屬桿時，桿的加速度大小a；(3)PQ剛要離開金屬桿時，感應(yīng)電流的功率P。解析：(1)MN剛掃過金屬桿時，金屬桿中感應(yīng)電動勢為EBdv0故感應(yīng)電流為I。(2)金屬桿所受安培力FBId由牛頓第二定律得Fma可得磁場區(qū)域掃過金屬桿后，金屬桿的加速度大小a。(3)PQ剛要離開金屬桿時，金屬桿切割磁感線的速度為vv0v，則感應(yīng)電動勢EBd(v0v)解得感應(yīng)電流的功率P。答案：(1)(2)(3)7.(2016·江蘇高考)據(jù)報道，一法國攝影師拍到了“天宮一號”空間站飛過太陽的瞬間。照片中，“天宮一號”的太陽帆板輪廓清晰可見。如圖所示，假設(shè)“天宮一號”正以速度v7.7 km/s繞地球做勻速圓周運動，運動方向與太陽帆板兩端M、N的連線垂直，M、N間的距離L20 m，地磁場的磁感應(yīng)強度垂直于v、MN所在平面的分量B1.0×105 T。將太陽帆板視為導體。(1)求M、N間感應(yīng)電動勢的大小E；(2)在太陽帆板上將一只“1.5 V,0.3 W”的小燈泡與M、N相連構(gòu)成閉合電路，不計太陽帆板和導線的電阻，試判斷小燈泡能否發(fā)光，并說明理由；(3)取地球半徑R6.4×103 km，地球表面的重力加速度g9.8 m/s2，試估算“天宮一號”距離地球表面的高度h(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。解析：(1)感應(yīng)電動勢EBLv，代入數(shù)據(jù)得E1.54 V。(2)不能，因為穿過閉合回路的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)在地球表面有Gmg“天宮一號”做勻速圓周運動，有Gm解得hR，代入數(shù)據(jù)得h4×105 m(數(shù)量級正確即可)。答案：(1)1.54 V(2)見解析(3)4×105 m十八、直流電路的分析和計算抓牢解題本源一、掌握三個基本定律1歐姆定律：I2電阻定律：R3焦耳定律：QI2Rt二、區(qū)分電功和電熱、電功率和熱功率意義公式聯(lián)系電功電流在一段電路中所做的功WUIt對純電阻電路，電功等于電熱：WQUItI2Rt對非純電阻電路，電功大于電熱：W>Q電熱電流通過導體產(chǎn)生的熱量QI2Rt電功率單位時間內(nèi)電流所做的功P電UI對純電阻電路，電功率等于熱功率：P電P熱UII2R對非純電阻電路，電功率大于熱功率：P電>P熱熱功率單位時間內(nèi)導體產(chǎn)生的熱量P熱I2R三、理解閉合電路歐姆定律的兩種表達形式1電流形式：I適用于純電阻電路。2電壓形式：EUIr適用于所有的閉合電路。 四、閉合電路的功率問題1電源內(nèi)阻消耗的功率：P內(nèi)I2r2電源總功率：P總EIUII2r3電源的輸出功率：P出UIEII2r4當Rr時，輸出功率最大：Pm5電源的效率：×100%研透?？碱}根直流電路的動態(tài)分析例1(2017·南京三模)如圖所示的電路，R1、R2、R4均為定值電阻，R3為熱敏電阻(溫度升高，電阻減小)，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，起初電容器中懸停一質(zhì)量為m的帶電塵埃，當環(huán)境溫度降低時，下列說法正確的是()A電壓表和電流表的示數(shù)都減小B電壓表和電流表的示數(shù)都增大C電壓表和電流表的示數(shù)變化量之比保持不變D帶電塵埃將向下極板運動思路點撥(1)讀懂電路圖，知道電容器的端電壓等于R4的端電壓，根據(jù)溫度降低，判斷電路的總電阻的變化，再判斷支路電壓和電流的變化。(2)根據(jù)電容器板間電壓的變化，分析板間場強的變化，判斷帶電塵埃的受力情況，從而分析其運動情況。解析當環(huán)境溫度降低時，R3的阻值增大，外電路總電阻增大，則總電流減小，所以電流表的示數(shù)減小，題圖中并聯(lián)部分的總電阻增大，由串聯(lián)電路電壓與電阻成正比的規(guī)律知：并聯(lián)部分的電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大，故A、B錯誤；電壓表的示數(shù)為 UEI(R1r)，則得電壓表和電流表的示數(shù)變化量之比為R1r，保持不變，故C正確；電容器板間電壓增大，板間場強增大，帶電塵埃所受的電場力增大，則帶電塵埃將向上極板運動，故D錯誤。答案C備考錦囊閉合電路動態(tài)問題的三種分析方法(1)程序分析法：流程如下(2)結(jié)論分析法：即“串反并同”法。“串反”即某一電阻增大(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、消耗的電功率都減小(增大)“并同”即某一電阻增大(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、消耗的電功率都增大(減小)(3)極限分析法因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將其滑片分別滑至兩個極端，使電阻最大或電阻為零分別討論。即時訓練(2017·啟東市模擬)如圖所示，圖中的三個電表均為理想電表，當滑動變阻器的滑片P向左端緩慢移動時，下列說法正確的是()A電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A的讀數(shù)增大B電壓表V1的讀數(shù)增大，電壓表V2的讀數(shù)增大C電阻RP消耗的功率增大，電容器C所帶電量增加D電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A的讀數(shù)減小解析：選D滑片P左移時，滑動變阻器連入電路的阻值增大，根據(jù)串反并同規(guī)律知，電壓表V1的讀數(shù)增大，電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A的讀數(shù)減小，A、B錯誤，D正確；視rR1R2為電源的等效內(nèi)電阻，根據(jù)電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系知，由于電阻RP與rR1R2的大小關(guān)系未知，因此電阻RP消耗的功率是增大還是減小無法判斷，由于電容器C兩端的電壓增大，處于充電狀態(tài)，其所帶電量增加，C錯誤。電源的功率和效率例2(多選)如圖所示，電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R0、滑動變阻器R串聯(lián)，已知R0r，滑動變阻器的最大阻值是2r。當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動時，下列說法中正確的是()A電路中的電流變大B電源的輸出功率先變大后變小C滑動變阻器消耗的功率變小D定值電阻R0上消耗的功率先變大后變小思路點撥(1)電源的輸出功率的變化情況由外電阻與內(nèi)電阻的大小關(guān)系來判斷。(2)分析R上功率變化時，將R視為外電阻，把R0r視為電源內(nèi)阻。(3)根據(jù)電流的變化判斷R0上功率的變化情況。解析電路中電流I，R減小，所以I變大，A正確；由于R0r，在P由a端向b端滑動時，R外逐漸減小至R0，剛好等于內(nèi)阻r，所以電源的輸出功率逐漸增大，B錯誤；將R0視為等效電源內(nèi)阻的一部分，在P由a端向b端滑動時，等效外電阻由2r變?yōu)?，R消耗的功率為等效電源的輸出功率，逐漸變小，C正確；由PR0I2R0可知，I變大，PR0變大，D錯誤。答案AC備考錦囊電源的輸出功率隨外電路電阻R的變化關(guān)系當Rr時電源的輸出功率最大，為Pm當R>r時隨R的增大，電源的輸出功率越來越小當R<r時隨R的增大，電源的輸出功率越來越大當P出<Pm時每個輸出功率對應(yīng)兩個外電阻阻值R1和R2，且R1R2r2即時訓練(2017·江蘇名校大聯(lián)考)如圖所示，電源電動勢E10 V，內(nèi)阻r1 ，R13 。電鍵S斷開時，R2的功率為4 W，電源的輸出功率為4.75 W，電鍵S閉合后，電流表的讀數(shù)為2 A。則()A電鍵S斷開時，電流表的讀數(shù)為1 AB電阻R216 C電阻R33 D電鍵S閉合后，電源的路端電壓為6 V解析：選B電鍵S斷開時，電源的輸出功率為U1I14.75 W，而U1EI1r，聯(lián)立解得I10.5 A，選項A錯誤；根據(jù)R2的功率為I12R24 W，解得R216 ，選項B正確；電鍵S閉合后，電源的路端電壓為U2EI2r8 V，選項D錯誤；電阻R3兩端電壓UU2I2R12 V，電阻R3 ，選項C錯誤。閉合電路的圖像問題例3(2017·南通模擬)如圖所示，直線A為某電源的U­I圖線，曲線B為某小燈泡的U­I圖線的一部分，用該電源和小燈泡組成閉合電路，下列說法中正確的是()A此電源的內(nèi)阻為0.5 B電源的總功率為10 WC電源的輸出功率為8 WD由于小燈泡的U­I圖線是一條曲線，所以歐姆定律不適用思路點撥(1)電源的U­I圖像與縱軸的交點表示電動勢，圖像斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻。(2)電阻的U­I圖像與電源的U­I圖像的交點坐標的含義是用該電源和該電阻組成電路時的路端電壓和電流值，縱坐標與橫坐標的比值表示此時的外電阻，縱坐標與橫坐標的乘積等于此時的輸出功率。解析由電源的U­I圖線A可知，此電源的電動勢為4 V，內(nèi)阻為0.5 ，選項A正確；用該電源和小燈泡組成閉合電路，電源輸出電流為2 A，電源的總功率為P總EI8 W，電源的輸出功率為P出UI6 W，選項B、C錯誤；小燈泡的U­I圖線是一條曲線，但是歐姆定律仍適用，選項D錯誤。答案A備考錦囊閉合電路中幾種常見圖像的比較類型公式圖像特例I­R圖線I短路R0，I，圖像始端斷路R，I0，圖像末端U­R圖線U短路R0，U0，U內(nèi)E斷路R，UE，U內(nèi)0U­I圖線UEIr短路R0，I，U0斷路R，I0，UEP­R圖線PR短路I，P出0，斷路I0，P出0，當Rr時，P出最大，PmP­I圖線PEII2r短路I，P出0，斷路I0，P出0，當I時，P出最大，Pm即時訓練(2017·江蘇二模)如圖甲所示，足夠長平行金屬導軌MN、PQ固定在水平面上，導軌兩端分別連接有電阻R1、R2，R16 ，R23 ，導軌間距L1 m，導軌處于方向水平向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B1 T。一根長度也為1 m的金屬棒放在導軌上并與導軌垂直且接觸良好，金屬棒的電阻為r2 ?，F(xiàn)給金屬棒一個水平向右的拉力F，使金屬棒從靜止開始運動，金屬棒兩端的電壓U的平方隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示，不計導軌電阻。求：(1)t4 s時，金屬棒的速度大?。?2)通過電阻R1的電荷量為0.1 C時，金屬棒運動的距離。解析：(1)由題圖乙知：t4 s時，U24 V2，則得：U2 VR1、R2并聯(lián)電阻：R12 2 干路電流：I A1 A金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：EUIr(21×2)V4 V由 EBLv得金屬棒的速度：v m/s4 m/s。(2)通過電阻R1的電荷量為q10.1 C時，根據(jù)并聯(lián)電路的分流特點，通過R2的電荷量q20.2 C，因此通過金屬棒的電荷量qq1q20.3 C，設(shè)此時金屬棒運動的距離為x則：q·t得：x m1.2 m。答案：(1)4 m/s(2)1.2 m課余自查小練1.如圖所示為吹風機的工作電路圖，其中M和A分別為電動機和電阻絲，且rM為電動機的內(nèi)阻、R為電阻絲A的電阻。已知該吹風機有兩個擋位，電源電壓恒為220 V，低擋消耗的電功率為120 W，高擋消耗的電功率為1 000 W。則下列關(guān)于對該電路的分析正確的是()A兩電鍵均閉合時吹風機為低擋位BrM CR55 D低擋位時，電阻絲每秒產(chǎn)生的焦耳熱為880 J解析：選C兩電鍵均閉合時，電動機、電阻絲均工作，吹風機為高擋位，A錯誤；由于電動機為非純電阻元件，所以rM不能用P低求解，B錯誤；對電阻絲由P得，R 55 ，C正確；吹風機為低擋位時，電鍵S1處于斷開狀態(tài)，沒有電流流過電阻絲，因此其產(chǎn)生的焦耳熱為0，D錯誤。2(多選)(2017·西安模擬)在如圖所示的電路中，小燈泡的額定功率和額定電壓分別為0.4 W、2 V，電源的電動勢為3 V，電源的內(nèi)阻為r且不能忽略，先將單刀雙擲開關(guān)扳到a，調(diào)節(jié)電阻箱，當小燈泡正常發(fā)光時，電阻箱的阻值R4 ；再將單刀雙擲開關(guān)扳到b，電動機和小燈泡均能正常工作，電動機的額定電壓用UM表示、電動機的內(nèi)阻用rM表示。下列說法正確的是()Ar1 BrM4 CUM1 VD外電路消耗的功率與總功率的比值為解析：選AD小燈泡正常工作時的電阻RL10 ，流過小燈泡的電流I0.2 A。當開關(guān)S接a時，R總15 ，則電源內(nèi)阻rR總RRL1 ，A正確；當開關(guān)S接b時，電動機M兩端的電壓UMEIrU0.8 V，C錯誤；由于電動機熱功率未知，所以不能求出電動機的內(nèi)阻，B錯誤；外電路消耗的功率P外EII2r，總功率P總EI，則外電路消耗的功率與總功率的比值，D正確。3.(2017·宜昌期末)如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，極板長l80 cm，兩板間的距離d40 cm，電源電動勢E40 V，內(nèi)電阻r1 ，電阻R15 。閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負電的小球從B板左端且非?？拷麭板的位置以初速度v04 m/s水平向右射入兩板間，該小球可視為質(zhì)點。若小球帶電量q1×102 C，質(zhì)量m2×102 kg，不考慮空氣阻力，電路中電壓表、電流表均是理想電表，若小球恰好從A板右邊緣射出(g取10 m/s2)。求：(1)滑動變阻器接入電路的阻值；(2)此時電流表、電壓表的示數(shù)；(3)此時電源的輸出功率。解析：(1)小球進入電場中做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做勻加速運動，則有：水平方向：lv0t豎直方向：dat2解得：a20 m/s2又加速度為：a解得：U24 V根據(jù)串聯(lián)電路的特點有：解得滑動變阻器接入電路的阻值為：R24 。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得電流表的示數(shù)為：I1 A電壓表的示數(shù)為：UEIr(401×1)V39 V。(3)電源的輸出功率為：PUI39×1 W39 W。答案：(1)24 (2)1 A39 V(3)39 W4.(2017·荊州期末)如圖所示，R1R2R3R410 ，平行板電容器板長L20 cm、間距d8 cm。有一帶電小球自兩板的左端中間以初速度v01 m/s沿水平方向進入平行板電容器內(nèi)。開關(guān)S斷開時，小球恰好沿直線勻速地通過電容器；當開關(guān)S閉合時，小球恰好從上極板邊緣通過電容器。取g10 m/s2，求：(1)開關(guān)S閉合時，小球的加速度；(2)電源的內(nèi)阻。解析：(1)開關(guān)S閉合時，小球做類平拋運動，則tyat2解得a2 m/s2。(2)開關(guān)S閉合后，R1、R3并聯(lián)再與R4串聯(lián)，由阻值關(guān)系及電路特點得：UCE對小球有：qmgma開關(guān)S斷開后，R1、R4串聯(lián)，同理得：UCE對小球有：mgEqq解得r10 。答案：(1)2 m/s2(2)10 專題跟蹤檢測一、選擇題(第15題為單項選擇題，第69題為多項選擇題)1(2017·鹽城三模)甲、乙、丙、丁是四個長度、橫截面積均相同的金屬導體，某同學對它們各進行了一次測量，把每個導體中通過的電流和兩端的電壓在IU坐標系中描點，如圖所示，四個導體中電阻率最大的是()A甲 B乙 C丙 D丁解析：選A根據(jù)UIR可知，IU 圖像的斜率倒數(shù)的大小表示電阻，則由圖可知，甲的斜率最小，那么其對應(yīng)的電阻最大，由于四個金屬導體長度、橫截面積均相同，因此甲的電阻率也最大，故A正確，B、C、D錯誤。2.(2017·南通一模)如圖所示的電路，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器，L是小燈泡，C是電容器，電源內(nèi)阻為r。開關(guān)S閉合后，在滑動變阻器觸頭P向上移動過程中()A小燈泡變亮B電容器所帶電荷量增大C電壓表示數(shù)變小D電源的總功率變大解析：選B閉合開關(guān)S后，當滑動變阻器觸頭P向上移動時，R2增大，外電路總電阻增大，干路中電流減小，則小燈泡亮度變暗。電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)變大，故A、C錯誤；電路穩(wěn)定時電容器的電壓等于R2的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配規(guī)律可知，R2增大，電容器的電壓增大，則電容器所帶電荷量增大，故B正確；電源的總功率為PEI，干路電流I減小，則電源的總功率變小，故D錯誤。3(2017·鎮(zhèn)江一模)如圖所示，開關(guān)S閉合后，帶電質(zhì)點P在平行金屬板中處于靜止狀態(tài)。則()A質(zhì)點P一定帶正電B滑片向a端移動時，兩只電表的示數(shù)均增大C滑片向a端移動時，質(zhì)點P將向上板運動D若將開關(guān)S斷開，質(zhì)點P將向下板運動解析：選C由題圖可知，開關(guān)S閉合后，R2與R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)，電容器與并聯(lián)部分并聯(lián)；電容器的上極板帶正電，板間場強向下，質(zhì)點處于平衡狀態(tài)，則知受到的電場力向上，故質(zhì)點P一定帶負電，故A錯誤；滑片向a端移動時，滑動變阻器接入電阻增大，則總電阻增大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，由閉合電路的歐姆定律可知路端電壓增大，R1兩端的電壓減小，故并聯(lián)部分電壓增大；電容器兩端的電壓增大，質(zhì)點P所受的電場力增大，則質(zhì)點P將向上板運動；因并聯(lián)部分電壓增大，則R3中的電流增大，而干路電流減小，故電流表中的電流減?。徊⒙?lián)部分電壓增大，即R2與R4兩端的總電壓增大；而由于電流表示數(shù)減小，由歐姆定律可知R2兩端的電壓減小，故R4兩端的電壓增大，電壓表示數(shù)增大，故B錯誤，C正確；若將開關(guān)S斷開，電容器兩端的電壓等于電源的電動勢，電容器兩端電壓增大，板間場強增大，質(zhì)點P受到的電場力變大，質(zhì)點P將向上板運動，故D錯誤。4.(2017·江蘇二模)如圖所示，電源為恒流電源(能始終提供恒定的電流)，R0為定值電阻，電流表和電壓表均為理想電表，移動滑動變阻器R的滑片，則下列表示電壓表示數(shù)U和電路總功率P隨電流表示數(shù)I變化的關(guān)系圖線中，正確的是()解析：選D設(shè)恒流電源提供的電流為I0，則通過R0的電流為：IR0I0I。則電壓表示數(shù)為：UIR0R0(I0I)R0IR0I0R0。I0和R0是定值，則根據(jù)數(shù)學知識可知UI圖像是不過原點的傾斜的直線，故A、B錯誤；電路總功率為：PUI0(I0I)R0I0R0I0IR0I02，I0和R0是定值，可知PI圖像是向下傾斜的直線，故C錯誤，D正確。5.如圖所示電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，當滑動變阻器的滑動觸頭P向上移動時，電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I的變化情況是()AU變大，I變大 BU變小，I變小CU變大，I變小 DU變小，I變大解析：選C當滑動變阻器的滑動觸頭P向上移動時，滑動變阻器接入電路的電阻增大，外電路的總電阻增大，根據(jù)歐姆定律分析得知，干路電流I干減小。電壓表的讀數(shù)UEI干(rR1)，I干減小，U變大?；瑒幼冏杵髋cR3并聯(lián)部分電壓為U并EI干(rR1R2)，I干減小，U并增大，電阻R3的電流I3增大。電流表的讀數(shù)II干I3，I干減小，I3增大，則I變小，所以U變大，I變小。故C正確，A、B、D錯誤。6.(2017·江蘇三模)硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。如圖所示，圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像(電池內(nèi)阻不是常數(shù))，圖線b是某電阻R的UI圖像。在該光照強度下將它們組成閉合回路時，下列相關(guān)敘述正確的是()A此時硅光電池的內(nèi)阻為12.5 B此時硅光電池的輸出功率為0.4 WC此時硅光電池的總功率為 0.72 WD此時硅光電池的輸出效率為40%解析：選BC由閉合電路歐姆定律得 UEIr，當I0時，EU，由圖線a與縱軸的交點讀出電動勢為E3.6 V。根據(jù)兩圖線交點處的狀態(tài)可知，將它們組成閉合回路時路端電壓為 U2 V，電流為 I0.2 A，則此時硅光電池的內(nèi)阻為r 8 ，故A錯誤；此時硅光電池的輸出功率為：P出UI0.4 W，故B正確；此時硅光電池的總功率為：P總EI3.6×0.2 W0.72 W，故C正確；此時硅光電池的輸出效率為：×100%×100%55.6%，故D錯誤。7兩位同學在實驗室中利用如圖(a)所示的電路進行實驗，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一位同學記錄電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一位同學記錄電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)。兩位同學根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)描繪出如圖(b)所示的兩條U­I圖線。則圖像中兩圖線的交點表示的物理意義是()A滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最右端B電源的輸出功率最大C定值電阻R0消耗的功率為0.5 WD電源的效率達到最大值解析：選BC由題圖可得，電源電動勢E1.5 V，內(nèi)阻r1 ，在交點位置有RR02 ，R02 ，則R0，滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最左端，選項A錯誤；當電路中外電阻等于電源內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，但R0>r，故改變滑動變阻器的阻值時無法使電路中外電阻等于電源內(nèi)阻，此時外電阻越接近電源內(nèi)阻，電源的輸出功率越大，故圖線的交點對應(yīng)的電源輸出功率最大，選項B正確；P0U2I0.5 W，選項C正確；電源的效率，電流越小，電源的效率越大，可見滑動變阻器的滑動觸頭P滑到最右端時電源的效率最大，選項D錯誤。8.在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻r0，定值電阻R2消耗的功率用P表示，兩電表均為理想電表，電容器與滑動變阻器并聯(lián)，電壓表和電流表的讀數(shù)分別用U、I表示，電容器所帶的電荷量用Q表示，通過電源的電荷量為q時，電源所做的功用W表示。當滑動變阻器的滑片向右移動時，下列圖像正確的是()解析：選AB電阻R2消耗的功率PI2R2，圖像A正確；電容器所帶電荷量QUCCEI(rR2)CECIC(rR2)，圖像B正確；電壓表的讀數(shù)UEIr，圖像C錯誤；電源做功WqE，圖像D錯誤。9.某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標系內(nèi)，如圖所示，根據(jù)圖線可知下列說法正確的是()A反映Pr變化的圖線是bB電源電動勢約為8 VC當外電阻約為2 時，輸出功率最大D當電流為0.5 A時，外電路的電阻約為6 解析：選CD電源內(nèi)部發(fā)熱功率PrI2r，所以Pr­I圖像為拋物線，則反映Pr變化的圖線為c，A錯誤；電源的總功率為PEEI，其圖線為a，則E V4 V，B錯誤；由圖線c知，當I1 A時，Pr2 W，由PrI2r得r2 ，當外電阻為2 時，輸出功率最大，C正確；當電流為0.5 A時，由I解得R6 ，D正確。二、非選擇題10一臺小型電動機在3 V電壓下工作，用此電動機提升重力為4 N的物體時，通過電動機的電流是0.2 A。在30 s內(nèi)可將該物體勻速提升3 m。若不計除電動機線圈生熱之外的能量損失，求：(1)電動機的輸入功率；(2)在開始提升物體后的30 s內(nèi)，電動機線圈所產(chǎn)生的熱量；(3)電動機線圈的電阻。解析：(1)電動機的輸入功率P入IU0.2×3 W0.6 W。(2)電動機提升物體的機械功率P機FvG·0.4 W由能量守恒定律得P入P機P熱故P熱P入P機(0.60.4)W0.2 W所以電動機線圈產(chǎn)生的熱量QP熱t(yī)0.2×30 J6 J。(3)根據(jù)焦耳定律QI2Rt可得線圈電阻R 5 。答案：(1)0.6 W(2)6 J(3)5 11在如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1100 ，R2的阻值未知，R3是滑動變阻器，在其滑片從最左端滑至最右端的過程中，測得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖乙所示，其中圖線上的A、B兩點是滑片在滑動變阻器的兩個不同端點時分別得到的。求：(1)電源的電動勢和內(nèi)電阻；(2)定值電阻R2的阻值；(3)滑動變阻器R3的最大值。解析：(1)由閉合電路歐姆定律得EUIr將圖線上A、B兩點的U、I值代入得E160.2r，E40.8r解得E20 V，r20 。(2)當R3的滑片自左向右滑動時，R3的有效阻值變小，電路中的總電阻變小，總電流變大，由此可知，圖線上的A、B兩點分別對應(yīng)滑片位于最左端和最右端。當滑片位于最右端時，R30，R1被短路，外電路電阻即為R2，故由B點的U、I值得R2 5 。(3)當滑片在最左端時，R3的有效阻值最大，并對應(yīng)著圖線上的A點，故由A點的U、I值可求出此時外電路的電阻，再根據(jù)串、并聯(lián)電路的規(guī)律求出R3的最大值。R外 80 ，又R外R2代入數(shù)據(jù)解得滑動變阻器的最大值R3300 。答案：(1)20 V20 (2)5 (3)300 十九、交變電流常考的三個題型抓牢解題本源一、交變電流的產(chǎn)生、圖像及四值1兩個特殊位置及其特點兩個特殊位置特點中性面線圈處于中性面時，SB，最大，0，e0，i0，交變電流方向發(fā)生改變與中性面垂直的位置線圈平面與中性面垂直時，SB，0，最大，e最大，i最大，交變電流方向不改變2交流電的圖像從中性面位置開始計時，交流電iImsin_t，如圖甲；從垂直于中性面位置開始計時，交流電iImcos_t，如圖乙。3交變電流的四值物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值eEmsin tiImsin t計算線圈某時刻的受力情況最大值最大的瞬時值EmnBSEmnmIm討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值對正(余)弦交流電有：EUI(1)計算與電流熱效應(yīng)有關(guān)的量(如功、功率、熱量等)(2)電器設(shè)備“銘牌”上所標的一般是有效值(3)保險絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖像中圖線與時間軸所夾的面積與時間的比值BLn計算通過電路截面的電荷量二、理想變壓器原、副線圈基本量間的關(guān)系制約關(guān)系基本關(guān)系電壓原線圈電壓U1和線圈匝數(shù)比決定副線圈電壓U2電流副線圈電流I2和線圈匝數(shù)比決定原線圈電流I1功率副線圈功率P2決定原線圈功率P1P1P2頻率原線圈頻率f1決定副線圈頻率f2f1f2提醒：對于有多個副線圈的變壓器，電壓關(guān)系不變，電流關(guān)系應(yīng)從功率角度分析，具體如下。(1)，(2)n1I1n2I2n3I3(3)P1P2P3三、遠距離高壓輸電的工作原理功率關(guān)系：P1P2，P3P4，P2P3P；電壓關(guān)系：，U2U3U；電流關(guān)系：，I2I3I線；輸電電流：I線；輸電線路上損失的電功率：PP2P3I線2R線2R線。研透?？碱}根交變電流的產(chǎn)生及四值問題例1(多選)(2017·懷化模擬)在勻強磁場中，一矩形金屬線圈繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢的圖像如圖乙所示，則下列判斷正確的有()At0.005 s時線圈平面與磁場方向平行B線圈產(chǎn)生的交變電動勢的瞬時值為e311sin 100t VC線圈產(chǎn)生的交變電動勢的頻率為100 HzD線圈產(chǎn)生的交變電動勢的有效值為311 V思路點撥(1)理解兩個特殊位置的特點。(2)掌握圖像上各點的物理意義。解析當t0.005 s時電動勢最大，則線圈平面與磁場方向平行(穿過線圈平面的磁通量為0，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大)，故A正確；線圈產(chǎn)生的交變電動勢的瞬時值為eEmsint311sin 100t V，故B正確；由題圖乙可知周期為0.02 s，則頻率為f50 Hz，故C錯誤；線圈產(chǎn)生的交變電動勢的有效值為220 V，故D錯誤。答案AB備考錦囊交變電流瞬時值表達式求法(1)先求電動勢的最大值EmnBS。(2)再求出角速度。(3)明確從哪一位置開始計時，從而確定是正弦函數(shù)還是余弦函數(shù)。(4)寫出瞬時值的表達式。即時訓練如圖所示，邊長為L的正方形線圈abcd的匝數(shù)為n，線圈電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點和cd的中點的連線OO恰好位于勻強磁場的邊界上，磁感應(yīng)強度為B，現(xiàn)在線圈以O(shè)O為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)動，求：(1)閉合電路中電流瞬時值的表達式；(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量；(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中電阻R上通過的電荷量；(4)電阻R上的最大電壓。解析：(1)線圈轉(zhuǎn)動時，總有一條邊切割磁感線，且ad邊和bc邊轉(zhuǎn)動的線速度大小相等，當線圈平行于磁場時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，為EmnBLvnBL··LnBL2。由閉合電路歐姆定律可知Im，當以圖示位置為計時起點時，流過R的電流瞬時值表達式為iImsin tsin t。(2)在線圈由圖示位置勻速轉(zhuǎn)過90°的過程中，用有效值來計算電阻R上產(chǎn)生的熱量QI2R，其中I，T，則QI2R。(3)在線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中感應(yīng)電動勢的平均值為n，流過R的平均電流，所以流過R的電荷量q·。(4)由部分電路歐姆定律可知電阻R上的最大電壓UmImR。答案：見解析結(jié)合理想變壓器考查交流電路的分析例2(2017·泰州模擬)如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻不計，在水平方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時。矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列判斷正確的是()A矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為eNBScos tB矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時間，通過電流表的電荷量為零C當P位置不動，R增大時，電壓表讀數(shù)也增大D當P向上移動，R不變時，電流表讀數(shù)減小審題指導(1)交變電流開始計時的位置為峰值面。(2)計算通過電流表的電荷量應(yīng)該用交變電流的平均值。(3)移動滑動觸頭的過程中，副線圈的匝數(shù)不變。解析開始計時時，線圈中的感應(yīng)電動勢為最大值NBS，所以感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為eNBScos t，A正確；矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時間，線圈磁通量的變化量為BS，故通過電流表的電荷量qN，所以不為零，B錯誤；電壓表讀數(shù)是線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值，即總是，C錯誤；當P向上移動時，輸出電壓升高，R不變時，輸出功率增大，電流表讀數(shù)增大，D錯誤。答案A備考錦囊分析變壓器動態(tài)變化的流程和關(guān)鍵(1)分析變壓器動態(tài)變化問題的一般思維流程(2)分析變壓器動態(tài)變化問題的關(guān)鍵弄清變量和不變量，確定是負載電阻不變還是匝數(shù)比不變。弄清變壓器動態(tài)變化中的決定關(guān)系，即P2決定P1，I2決定I1，U1決定U2。即時訓練如圖，理想變壓器原線圈輸入電壓uUmsin t，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器。V1和V2是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；A1和A2是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示。下列說法正確的是()AI1和I2表示電流的瞬時值BU1和U2表示電壓的最大值C滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大D滑片P向下滑動過程中，U2變小、I1變小解析：選C電流表、電壓表顯示的都是有效值而非瞬時值或最大值，A、B錯誤；若P向下滑動，R阻值減小，負載回路阻值減小，I2增大，由可知，I1增大。V1測量原線圈兩端電壓，U1不變，V2測量副線圈兩端電壓，由于原副線圈匝數(shù)不變，所以U2不變，C正確，D錯誤。遠距離高壓輸電問題例3通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R。當副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗電功率為P2，則P1和分別為()A.，B.2R，C.， D.2R，解析根據(jù)變壓器的變壓比，當副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，有k，副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk時，有nk，由于線路的輸送功率不變，則有PU1I1U2I2。根據(jù)焦耳定律，線路損耗功率：P1I12R2R2R，P2I22R，。答案D備考錦囊遠距離輸電中的“三路兩耗”(1)三個回路回路1：發(fā)電機回路。該回路中，通過線圈1的電流I1等于發(fā)電機中的電流I機；線圈1兩端的電壓U1等于發(fā)電機的路端電壓U機；線圈1輸入的電功率P1等于發(fā)電機輸出的電功率P機?；芈?：輸送電路。I2I3IR，U2U3UR，P2PRP3?；芈?：輸出電路。I4I用，U4U用，P4P用。(2)兩種損耗電壓損耗：輸電線上的電阻導致的電壓損耗，URU2U3IRR。功率損耗：輸電線上的功率損耗P損IR2RP2P3。即時訓練如圖所示為遠距離輸電的示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變。閉合開關(guān)S后()A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電流減小C輸電線上損耗的功率增大D輸電線上交流電的頻率減小解析：選C根據(jù)輸入電壓決定輸出電壓，閉合開關(guān)S后，升壓變壓器的輸出電壓不變，選項A錯誤；閉合開關(guān)S后，負載增加，負載總電阻減小，降壓變壓器的輸出電流增大，輸電線上電流增大，輸電線上損耗的功率增大，選項B錯誤，C正確；根據(jù)變壓器不改變交流電的頻率可知，輸電線上交流電的頻率不變，選項D錯誤。課余自查小練1.(2015·四川高考)小型手搖發(fā)電機線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸OO，線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，不計線圈電阻，則發(fā)電機輸出電壓()A峰值是e0B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0解析：選D因每匝矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的電動勢的最大值都是e0，每匝中ab和cd串聯(lián)，故每匝線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為2e0。N匝線圈串聯(lián)，整個線圈中感應(yīng)電動勢的最大值為2Ne0，因線圈中產(chǎn)生的是正弦交流電，則發(fā)電機輸出電壓的有效值ENe0，故選項D正確。2(多選)如圖甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖乙中曲線a、b所示，則()A兩次t0時刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23C曲線a表示的交變電動勢頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V解析：選AC由題圖乙知t0時兩次轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的瞬時電動勢都等于零，則線圈平面均與中性面重合，A正確；兩次轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的交變電動勢的周期之比TaTb23，再由周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n，得nanb32，B錯誤；因Ta4×102 s，故fa25 Hz，C正確；因Ema15 V，而EmNBS，故EmbEma10 V，Eb5 V，D錯誤。3如圖甲所示，長、寬分別為L10.1 m、L20.2 m的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n100，總電阻為1 ，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R9 相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強度B的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中B05×103 T、B11×102 T和t12×103 s。0t1時間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t1時刻后，線框在外力的驅(qū)動下開始繞O1O2以角速度200 rad/s勻速轉(zhuǎn)動。求：(1)0t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大??；(2)線框勻速轉(zhuǎn)動后，在轉(zhuǎn)動一周的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量；(3)線框勻速轉(zhuǎn)動后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量。解析：(1)0t1時間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動勢En根據(jù)閉合電路歐姆定律得，通過電阻R的電流I解得I0.5 A。(2)線框勻速轉(zhuǎn)動后，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值EmnB1L1L2感應(yīng)電動勢的有效值EnB1L1L2通過電阻R的電流有效值I線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間t此過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量QI2RtR2解得Q0.022 6 J。(3)線框從題圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，平均感應(yīng)電動勢n平均感應(yīng)電流流過電阻R的電荷量qt。解得q2×103 C。答案：(1)0.5 A(2)0.022 6 J(3)2×103 C4.如圖所示，一個面積S0.2 m2 的單匝圓形線圈，M、N兩端間距很小可以忽略，線圈處于變化的磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度按Bsin 100t T 的規(guī)律變化。線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為eBmScos t，其中Bm為磁感應(yīng)強度的最大值，為磁場變化的角速度，線圈的電阻r2 ，外接電阻R18 (電壓表為理想交流電壓表)。求：(1)電壓表的示數(shù)；(2)變化的電流一個周期在電阻R上產(chǎn)生的熱量Q；(3)從t0開始到t s這段時間通過線圈的電量q。解析：(1)磁場的磁感應(yīng)強度按Bsin 100t T的規(guī)律變化，由題意知，線圈中產(chǎn)生交變電流，且Bm T，100 rad/s電動勢最大值EmBmS100 V有效值E有50 V電壓表的示數(shù)UR45 V。(2)交變電流的周期T0.02 s根據(jù)焦耳定律得，一個周期在電阻R上產(chǎn)生的熱量QT4.5 J。(3)在0 s時間內(nèi)，電動勢的平均值，平均電流通過線圈的電量qt解得：q C。答案：(1)45 V(2)4.5 J(3) C專題跟蹤檢測一、選擇題(第15題為單項選擇題，第69題為多項選擇題)1如圖甲所示，在勻強磁場中有一個n10 匝的閉合矩形線圈繞軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為5 ，從圖甲所示位置開始計時，通過線圈平面的磁通量隨時間變化的圖像如圖乙所示，則()A線圈轉(zhuǎn)動過程中消耗的電功率為102 WB在t0.2 s時，線圈中的感應(yīng)電動勢為零，且電流改變一次方向C所產(chǎn)生的交變電流感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e10sin 5t VD線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°時穿過線圈的磁通量變化最快解析：選A最大感應(yīng)電動勢為：EmnBSnBS·nm·10×0.2× V10 V，感應(yīng)電動勢的有效值為：E V5 V，線圈轉(zhuǎn)動過程中消耗的電功率為：P W102 W，故A正確；t0.2 s 時，磁通量為0，線圈中的感應(yīng)電動勢最大，電流方向不變，故B錯誤；由題圖乙知角速度 rad/s5 rad/s，因為從線圈垂直中性面開始計時，所以交變電流感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e10cos 5t V，故C錯誤；線圈在圖示位置磁通量為0，磁通量的變化率最大，穿過線圈的磁通量變化最快，轉(zhuǎn)過90°時，磁通量最大，磁通量變化率為0，故D錯誤。2.如圖甲所示，50匝矩形閉合導線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小B T的水平勻強磁場中，線框電阻不計。線框勻速轉(zhuǎn)動時EF處所產(chǎn)生的正弦交流電壓圖像如圖乙所示。把該交流電壓加在圖丙中理想變壓器的P、Q兩端。已知變壓器的原線圈I和副線圈的匝數(shù)比為51，交流電流表為理想電表，電阻R1 ，其他各處電阻不計，以下說法正確的是()At0.1 s時，電流表的示數(shù)為0B副線圈中交流電的頻率為50 HzC線框面積為 m2D0.05 s時線框位于圖甲所示位置解析：選C原線圈中電壓的有效值U1 V10 V，根據(jù)，解得U22 V，故副線圈中的電流I2 A2 A，電流表的電流為I1，由，解得I10.4 A，故A錯誤；交流電的周期T0.2 s，故交流電的頻率f5 Hz，故B錯誤；根據(jù)EmnBS可知S m2 m2，故C正確；0.05 s時線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，線框平面與中性面垂直，故D錯誤。3如圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化，下列說法正確的是()A圖甲表示交流電，圖乙表示直流電B兩種電壓的有效值都是311 VC圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u220sin 100t VD圖甲所示電壓經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為101的理想變壓器變壓后，功率比為11解析：選D由于題圖甲、乙中表示的電流方向都隨時間變化，因此都為交流電，故A錯誤；兩種電壓的最大值是311 V，有效值要小于311 V，故B錯誤；從題圖甲可知，Em311 V，100 rad/s，所以題圖甲電壓的瞬時值表達式為u311sin 100t V，故C錯誤；交流電經(jīng)理想變壓器變壓后，輸入功率等于輸出功率，功率比為11，故D正確。4.(2017·蘇州一模)如圖所示為一個小型電風扇的電路簡圖，其中理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n，原線圈接電壓為U的交流電源，輸出端接有一只電阻為R的燈泡L和交流電風扇電動機D，電動機線圈電阻為r。接通電源后，電風扇正常運轉(zhuǎn)，測出通過風扇電動機的電流為I。則下列說法正確的是()A理想變壓器的輸入功率為B風扇電動機中的電流為C風扇電動機輸出的機械功率為D若電風扇由于機械故障被卡住，則通過原線圈的電流為解析：選D理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n，原線圈接電壓為U的交流電源，則輸出端電壓為，而風扇電動機的輸入功率為，因輸出端還有一只燈泡，故A錯誤；由上述分析知輸出端電壓為，因為風扇電動機不是純電