專題四電路與電磁感應(yīng) 第1講直流電路與交流電路 建體系 記要點 研考向 提能力 做真題 明考向 4 限訓(xùn)練 通高考 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 答案 D 答案 B 答案 C 4 多選 2016 高考全國卷 T21 如圖 M為半圓形導(dǎo)線框 圓心為OM N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框 圓心為ON 兩導(dǎo)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t 0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 答案 BC 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(yīng)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(guān)系 變壓器的動態(tài)分析是考查的重點 題型以選擇題為主 2 2019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(yīng)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(lǐng) 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(yīng)考技法 1 程序法 2 等效法 3 分析推理法 4 守恒法 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(guān)后 當(dāng)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(guān)后 當(dāng)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Pr I2r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(dāng)外電路電阻等于電源內(nèi)阻時 電源輸出功率最大 當(dāng)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 BD 2 如圖所示 平行金屬板中帶電質(zhì)點P處于靜止?fàn)顟B(tài) 不考慮電流表和電壓表對電路的影響 當(dāng)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D R1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(dāng)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P I2R可知 R1上消耗的功率增大 故D錯誤 答案 C 3 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(dāng)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?故此時R1被短接 故D錯誤 答案 BC 典例展示1 如圖所示 N 50匝的矩形線圈abcd ab邊長l1 20cm ad邊長l2 25cm 放在磁感應(yīng)強度B 0 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n 3000r min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動 線圈電阻r 1 外電路電阻R 9 t 0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 A t 0時感應(yīng)電流的方向為a b c d aB 從圖示時刻開始計時 感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e 314sin100 t 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 答案 C 2 交變電流 四值 應(yīng)用的三點提醒 在解答有關(guān)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(yīng)等效來定義的 與電磁感應(yīng)問題一樣 求解與電能 電熱相關(guān)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(dǎo)體某橫截面的電荷量時 要用平均值 如例題中D項 4 2018 湖北武漢高中畢業(yè)生調(diào)研 如圖所示 豎直長導(dǎo)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(dāng)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 答案 B 5 2018 湖南永州高三下學(xué)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 答案 C 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 答案 B 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(dāng)開關(guān)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(guān)S 燈L1會變亮B 僅閉合開關(guān)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 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 方法技巧 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(guān)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(guān)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 解析 當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時 原線圈匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為10 1 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(guān)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(dāng)單刀雙擲開關(guān)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(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時 答案 D 8 2018 江西贛州中學(xué)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2 1 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(dāng)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(dāng)閉合K3 K4而斷開K5時 L1和L2都能正常工作B 當(dāng)K3 K4 K5都閉合時 L1和L2都能正常工作C 當(dāng)閉合K3 K4而斷開K5時 交流電源的電壓為2UD 當(dāng)K3 K4 K5都閉合時 L1和L2的功率會減小 答案 A 9 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1 100 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(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器 當(dāng)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(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時 電壓表V的示數(shù)變大 答案 AC 典例展示3 多選 如圖所示為某住宅區(qū)的應(yīng)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(yīng)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 答案 BC 規(guī)律總結(jié) 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(yīng) 安培力 閉合電路歐姆定律的綜合應(yīng)用等 解答時應(yīng)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(xué)會將直流電路 閉合電路歐姆定律及變壓器分析的知識應(yīng)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20 1 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(dāng)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 答案 AC 11 多選 2018 寧夏石嘴山高三適應(yīng)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(yīng)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(dāng)線圈以恒定的角速度 轉(zhuǎn)動時 下列判斷正確的是 A 當(dāng)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(yīng)電動勢最大C 電壓表V1的示數(shù)等于NB L2D 變壓器的輸入與輸出功率之比為1 1 答案 BD 12 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(yīng)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1 2 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(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e NB L2sin tB 變壓器的輸入功率與輸出功率之比為2 1C 電壓表V示數(shù)為NB L2D 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 答案 C