第1講恒定電流與交變電流 1 2016 江蘇單科 8 如圖1所示的電路中 電源電動勢為12V 內(nèi)阻為2 四個電阻的阻值已在圖中標(biāo)出 閉合開關(guān)S 下列說法正確的有 A 路端電壓為10VB 電源的總功率為10WC a b間電壓的大小為5VD a b間用導(dǎo)線連接后 電路的總電流為1A 圖1 答案AC 2 2016 江蘇單科 4 一自耦變壓器如圖2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點順時針轉(zhuǎn)到N點的過程中 圖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 江蘇單科 1 一電器中的變壓器可視為理想變壓器 它將220V交變電流改變?yōu)?10V 已知變壓器原線圈匝數(shù)為800 則副線圈匝數(shù)為 A 200B 400C 1600D 3200 答案B 4 2014 江蘇單科 3 遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖3所示 升壓變壓器原 副線圈的匝數(shù)分別為n1 n2 電壓分別為U1 U2 電流分別為I1 I2 輸電線上的電阻為R 變壓器為理想變壓器 則下列關(guān)系式中正確的是 圖3 答案D 考情分析 直流電路的分析與計算是高考的熱點 重點考查電路的功率計算 動態(tài)過程分析等 交流電路部分重點考查電流的 四值 變壓器的規(guī)律應(yīng)用 一般以選擇題為主 有時也與電磁感應(yīng)結(jié)合在計算題中進行考查 直流電路的分析與計算 規(guī)律方法 閉合電路動態(tài)分析的兩種常用方法 1 程序分析法 流程如下 2 利用結(jié)論法 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 1 2016 蘇北四市一模 在如圖4所示的電路中 E為電源 電源內(nèi)阻為r L為小燈泡 其燈絲電阻可視為不變 為理想電壓表 R1 R2為定值電阻 R3為滑動變阻器 將滑動變阻器的滑片向上移動 則 精典題組 圖4A 電壓表的示數(shù)變大B 小燈泡消耗的功率變小C 通過R2的電流變小D 電源的內(nèi)耗電壓變大 解析將滑動變阻器的滑片向上移動 滑動變阻器接入電路的阻值增大 電路中的總電阻增大 由閉合電路歐姆定律可得 電路中的電流減小 故R1兩端的電壓減小 并聯(lián)部分電壓增大 通過R2的電流變大 A C錯誤 由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知 流過燈泡的電流一定減小 故由P I2R可知 小燈泡消耗的功率變小 B正確 因電路中電流減小 故電源的內(nèi)耗電壓減小 D錯誤 答案B 2 2016 全國卷 17 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5所示電路 開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時 C所帶的電荷量為Q1 閉合開關(guān)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 圖5 解析S斷開時等效電路如圖甲所示 圖甲 S閉合時等效電路如圖乙所示 圖乙 答案C 3 多選 如圖6所示 平行金屬板中帶電質(zhì)點P原來處于靜止?fàn)顟B(tài) 不考慮電流表和電壓表對電路的影響 R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等 將滑動變阻器R4的滑片向b端移動 則 圖6A R3上消耗的功率增大B 電流表讀數(shù)減小 電壓表讀數(shù)增大C 電源的輸出功率增大D 質(zhì)點P將向下運動 解析將滑動變阻器R4的滑片向b端移動 其接入電路的電阻減小 外電路總電阻減小 根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知干路電流I增大 電容器極板間的電壓等于R3兩端的電壓 R4減小 并聯(lián)部分的總電阻減小 則R3的電壓減小 R3上消耗的功率減小 電容器極板間場強減小 質(zhì)點P所受的電場力減小 所以質(zhì)點P將向下運動 流過電流表的電流IA I I3 I增大 I3減小 則IA增大 所以電流表讀數(shù)增大 R4的電壓U4 U3 U2 U3減小 U2增大 則U4減小 所以電壓表讀數(shù)減小 由于R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等 則外電路總電阻大于電源的內(nèi)阻r 當(dāng)外電阻減小時 電源的輸出功率增大 A B錯誤 C D正確 答案CD 交變電流的產(chǎn)生和描述 規(guī)律方法 解決交變電流的產(chǎn)生和描述的基本方法 2 書寫交變電流瞬時值表達式的基本思路 確定正弦式交變電流的峰值 根據(jù)已知圖象讀出或由公式Em nBS 求出相應(yīng)峰值 明確線圈的初始位置 找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式 a 若線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動 則i t圖象為正弦函數(shù)圖象 函數(shù)式為i Imsin t b 若線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動 則i t圖象為余弦函數(shù)圖象 函數(shù)式為i Imcos t 1 利用實驗室的手搖發(fā)電機產(chǎn)生的正弦交流電給燈泡L供電 其電路如圖7所示 當(dāng)線圈以角速度 勻速轉(zhuǎn)動時 電壓表示數(shù)為U 燈泡正常發(fā)光 已知發(fā)電機線圈的電阻為r 燈泡正常發(fā)光時的電阻為R 電表均為理想電表 導(dǎo)線電阻可忽略 則 精典題組 圖7 答案D 2 多選 小型發(fā)電機線圈共N匝 每匝可簡化為矩形線圈abcd bc邊長度為L1 磁極間的磁場可視為勻強磁場 方向垂直于線圈中心軸OO 線圈以角速度 繞OO 勻速轉(zhuǎn)動 如圖8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 下列說法正確的是 圖8 答案AC 3 多選 2016 湖南懷化模擬 如圖9甲所示 阻值為r 4 的矩形金屬線框與理想電流表 理想變壓器的原線圈構(gòu)成回路 標(biāo)有 12V36W 的字樣的燈泡L與理想變壓器的副線圈構(gòu)成回路 燈泡L恰能正常發(fā)光 理想變壓器原 副線圈的匝數(shù)之比為3 1 矩形金屬線框在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動 產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示 則 圖9 答案BD 變壓器和遠(yuǎn)距離輸電問題 規(guī)律方法 3 原線圈連接有電阻的變壓器問題的處理變壓器的原理是電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象 變壓器不能改變恒定電流 當(dāng)原線圈接有電阻時 變壓器的原線圈輸出電壓不是電源的電壓 所以求解的關(guān)鍵是先求出原線圈中的電流 再由電壓關(guān)系列式 1 如圖10所示 某旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機的轉(zhuǎn)子有兩對磁極 定子線圈的輸出端接在一理想變壓器的原線圈上 不計定子線圈的電阻 當(dāng)轉(zhuǎn)子以25r s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時 在定子線圈中產(chǎn)生頻率為50Hz的正弦交流電 若使轉(zhuǎn)子以50r s的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動 則 精典題組 圖10 解析轉(zhuǎn)速加倍 根據(jù) 2 n 角速度加倍 根據(jù)Em NBS 動生電動勢的最大值加倍 變壓器原線圈兩端電壓加倍 根據(jù)變壓器原 副線圈的電壓比等于匝數(shù)比可知 副線圈兩端電壓加倍 副線圈中電流加倍 根據(jù)電流與匝數(shù)關(guān)系可知電流表的示數(shù)也加倍 選項A正確 B錯誤 轉(zhuǎn)速加倍 則原線圈輸入電壓頻率加倍 為100Hz 變壓器不改變電流頻率 所以電阻R上交流電的頻率為100Hz 故選項C錯誤 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知 電動勢與磁通量變化率成正比 因為電動勢加倍 變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值變?yōu)樵瓉淼?倍 故選項D錯誤 答案A 2 2016 揚州模擬 如圖11所示為遠(yuǎn)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 圖11A 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(fù)載增加 負(fù)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)變壓器不改變交變電流頻率可知 輸電線上交流電的頻率不變 選項D錯誤 答案C 圖12A 開關(guān)閉合后 燈泡L1會變亮B 開關(guān)閉合后 a b端輸入功率變小C 開關(guān)閉合前 R1 R2消耗的功率相等D 開關(guān)閉合前 電源的輸出功率為5W 答案C 圖13 答案D 高頻考點八結(jié)合理想變壓器考查交流電路的動態(tài)分析 滿分策略 理想變壓器的動態(tài)分析是高考命題的重點 考查方向 一是負(fù)載不變 匝數(shù)比變化 討論各量的變化情況 二是匝數(shù)比不變 負(fù)載變化 討論各量的變化情況 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(fù)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 滿分示例 3分 如圖14所示 有一矩形線圈的面積為S 匝數(shù)為N 內(nèi)阻不計 繞OO 軸在水平方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速度 做勻速轉(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 圖14 審題指導(dǎo) 第一步 抓關(guān)鍵點 獲取信息 第二步 分析選項 找解題依據(jù) 滿分模板 答案A 滿分體驗 3分 2016 天津理綜 5 如圖15所示 理想變壓器原線圈接在交流電源上 圖中各電表均為理想電表 下列說法正確的是 圖15A 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時 R1消耗的功率變大B 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時 電壓表V示數(shù)變大C 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時 電流表A1示數(shù)變大D 若閉合開關(guān)S 則電流表A1示數(shù)變大 A2示數(shù)變大 解析當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時 接入電路的阻值變大 變壓器副線圈兩端電壓不變 副線圈電路中的電流減小 則R1消耗的功率及其兩端電壓均變小 故電壓表的示數(shù)變大 選項A錯誤 B正確 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時 副線圈中的電流減小 則原線圈中的電流也減小 電流表A1示數(shù)變小 選項C錯誤 若閉合開關(guān)S 副線圈電路中總電阻減小 副線圈中的電流變大 R1兩端電壓變大 R2兩端電壓減小 電流表A2示數(shù)減小 原線圈中的電流變大 電流表A1示數(shù)變大 選項D錯誤 答案B