專題四電路和電磁感應(yīng) 考情分析 備考定向 第11講恒定電流和交變電流 知識脈絡(luò)梳理 規(guī)律方法導(dǎo)引 知識脈絡(luò)梳理 規(guī)律方法導(dǎo)引 知識脈絡(luò)梳理 規(guī)律方法導(dǎo)引 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 直流電路的動態(tài)分析常以選擇題的形式考查閉合電路的歐姆定律 例1已知磁敏電阻在無磁場時電阻很小 有磁場時電阻變大 并且磁場越強(qiáng)阻值越大 為探測磁場的有無 利用磁敏電阻作為傳感器設(shè)計了如圖所示電路 電源的電動勢E和內(nèi)阻r不變 在無磁場時調(diào)節(jié)變阻器R使小燈泡L正常發(fā)光 若探測裝置從無磁場區(qū)進(jìn)入強(qiáng)磁場區(qū) 則 A 小燈泡L變亮B 電壓表的示數(shù)變小C 磁敏電阻兩端電壓變小D 通過滑動變阻器的電流變大 A 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 解析因?yàn)榇琶綦娮柙跓o磁場時電阻很小 有磁場時電阻變大 并且磁場越強(qiáng)阻值越大 所以當(dāng)它從無磁場區(qū)進(jìn)入強(qiáng)磁場區(qū)時 其電阻會變大 所以它與滑動變阻器串聯(lián)的總電阻也變大 再與燈泡并聯(lián)的總電阻也變大 故外電路的電阻增大 所以外電路的電壓增大 即燈泡的兩端電壓變大 小燈泡變亮 選項(xiàng)A正確 電壓表的示數(shù)變大 故選項(xiàng)B錯誤 由歐姆定律可知 電路中的總電流變小 而小燈泡的電流變大 故流過滑動變阻器的電流變小 則其兩端電壓變小 又由于滑動變阻器所在支路的電壓變大 故磁敏電阻兩端電壓變大 選項(xiàng)C D錯誤 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 思維導(dǎo)引 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 規(guī)律方法閉合電路動態(tài)分析的兩種方法 1 程序分析法 2 利用結(jié)論法 串反并同 法所謂 串反 即一電阻增大 減小 時 與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流 兩端電壓都減小 增大 所謂 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 兩端電壓都增大 減小 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 拓展訓(xùn)練1如圖甲所示 M為一電動機(jī) 當(dāng)滑動變阻器R的滑片從一端滑到另一端的過程中 兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示 已知電流表讀數(shù)在0 2A以下時 電動機(jī)沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動 不考慮電表對電路的影響 以下判斷正確的是 A 電路中的電源電動勢為3 4VB 滑動變阻器的滑片向右滑動時 V2讀數(shù)逐漸減小C 此電路中 電動機(jī)的最大輸出功率為0 9WD 滑動變阻器的最大阻值為30 D 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 解析 當(dāng)I 0 1A時 滑動變阻器電阻為最大值 由題圖可知rM 4 r 2 由閉合電路歐姆定律可得R r rM 30 選項(xiàng)D正確 由題圖乙可知E 3 6V 選項(xiàng)A錯誤 滑動變阻器的滑片向右滑動時 R阻值變大 總電流減小 路端電壓即為V2讀數(shù)逐漸變大 選項(xiàng)B錯誤 電動機(jī)內(nèi)阻rM 4 當(dāng)I 0 3A時 電動機(jī)輸出功率最大 最大為3V 0 3A 0 3A 2 4 0 54W 選項(xiàng)C錯誤 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 交變電流的產(chǎn)生和描述常以選擇題的形式考查交變電流的產(chǎn)生原理和圖象 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 例2 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 答案AD 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 思維導(dǎo)引 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 規(guī)律方法1 線圈通過中性面時的特點(diǎn) 1 穿過線圈的磁通量最大 2 線圈中的感應(yīng)電動勢為零 3 線圈每經(jīng)過中性面一次 感應(yīng)電流的方向改變一次 2 交變電流 四值 的應(yīng)用 1 最大值 分析電容器的耐壓值 2 瞬時值 計算閃光電器的閃光時間 線圈某時刻的受力情況 3 有效值 電表的讀數(shù)及計算電熱 電功 電功率及保險絲的熔斷電流 4 平均值 計算通過電路截面的電荷量 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 拓展訓(xùn)練2在勻強(qiáng)磁場中 一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動 如圖甲所示 產(chǎn)生的交流電動勢的圖象如圖乙所示 則 A t 0 005s時線框的磁通量變化率為零B t 0 01s時線框平面與中性面重合C 線框產(chǎn)生的交流電動勢有效值為311VD 線框產(chǎn)生的交流電動勢頻率為100Hz B 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 解析 由題圖乙可知 t 0 005s時 感應(yīng)電動勢最大 線框的磁通量變化率最大 A錯誤 t 0 01s時感應(yīng)電流為零 故線框平面處于中性 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 變壓器和遠(yuǎn)距離輸電問題常以選擇題形式考查含變壓器的動態(tài)電路 例3在如圖所示的交流電路中 理想變壓器輸入電壓為U1 輸入功率為P1 輸出功率為P2 各交流電表均為理想電表 則 A 當(dāng)滑動變阻器R的滑片向下移動時燈L變亮B 當(dāng)滑動變阻器R的滑片向上移動時燈L變亮C 當(dāng)滑動變阻器R的滑片向下移動時各個電表讀數(shù)均變大D 當(dāng)滑動變阻器R的滑片向上移動時P1變大 且始終有P1 P2 B 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 解析當(dāng)滑動變阻器R的滑片向下移動時 電流表讀數(shù)增大 變壓器輸出電流增大 電阻R0兩端電壓增大 電壓表讀數(shù)減小 電燈L變暗 選項(xiàng)A C錯誤 當(dāng)滑動變阻器R的滑片向上移動時 電流表讀數(shù)減小 變壓器輸出電流減小 電阻R0兩端電壓減小 電壓表讀數(shù)增大 電燈L變亮 選項(xiàng)B正確 當(dāng)滑動變阻器R的滑片向上移動時 變壓器輸出電流減小 輸出功率減小 根據(jù)變壓器功率關(guān)系 P1變小 且始終有P1 P2 選項(xiàng)D錯誤 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 思維導(dǎo)引 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 例4 多選 下圖為遠(yuǎn)距離輸電的電路原理圖 變壓器均為理想變壓器并標(biāo)示了電壓和電流 其中輸電線總電阻為R 則 C 用戶得到的電功率與電廠輸出的電功率相等D 用戶得到的交變電流的頻率與電廠輸出交變電流的頻率相等 BD 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 解析對于升壓變壓器副線圈 輸電線和降壓變壓器的原線圈組成的電路 有U2 I2R U3 解得 選項(xiàng)A錯誤 B正確 由于輸電線有電阻R 所以用戶得到的電功率與輸電線損失功率之和等于電廠輸出的電功率 選項(xiàng)C錯誤 根據(jù)變壓器原理 變壓器不改變交變電流的頻率 用戶得到的交變電流的頻率與電廠輸出交變電流的頻率相等 選項(xiàng)D正確 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 思維導(dǎo)引 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 規(guī)律方法1 理想變壓器的基本關(guān)系式 2 原 副線圈中各量的因果關(guān)系 1 電壓關(guān)系 U1決定U2 2 電流關(guān)系 I2決定I1 3 功率關(guān)系 P出決定P入 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 3 輸電過程的電壓關(guān)系 4 輸電過程功率的關(guān)系 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 BC 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 解析 變壓器只能改變交變電流的電壓 所以第二次實(shí)驗(yàn)只能研究遠(yuǎn)距離交流輸電 故A錯誤 實(shí)驗(yàn)可以證明 減小輸電電流能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損失 故B正確 第一次實(shí)驗(yàn)輸電線上的電流 1 2 3 4 5 1 多選 2018 四川遂寧一診 如圖所示 電源電動勢E 3V 內(nèi)阻r 2 定值電阻R1 2 滑動變阻器的最大阻值R2 4 其滑片P置于正中央 電容器C的正中央A處固定一個帶正電的點(diǎn)電荷q 右極板N接地 現(xiàn)將開關(guān)S1 S2閉合 則 A 若滑動變阻器的滑片從中央向右滑動 電壓表的讀數(shù)變大B 若滑動變阻器的滑片從中央向右滑動 電源的輸出功率變小C 若滑動變阻器的滑片從中央向左滑動 電容器兩極板間的電場強(qiáng)度變小 A位置的電勢降低D 若將開關(guān)S1 S2閉合一段時間后再斷開S2 將電容器左極板M稍稍向右移 點(diǎn)電荷q的電勢能不變 BCD 1 2 3 4 5 解析 由于電容器在直流電路中相當(dāng)于斷路 所以滑動變阻器與R1串聯(lián)接入電路 當(dāng)滑動變阻器的滑片從中央向右滑動時 滑動變阻器接入電路中的電阻變大 電壓表測的是R1兩端電壓 根據(jù)閉合電路歐姆定律知 電壓表的示數(shù)減小 故A錯誤 根據(jù)電源輸出功率與外電阻間的關(guān)系 即外電阻與電源內(nèi)阻越接近時 電源輸出功率越大 若滑動變阻器的滑片從中央向右滑動 外電阻由4 增大 而電源的內(nèi)阻為2 所以電源的輸出功率變小 故B正確 由于電容器與滑動變阻器并聯(lián) 所以電容器兩端電壓即為滑動變阻器兩端電壓 若滑動變阻器的滑片從中央向左滑動 滑動變阻器接入電路中的電 容器內(nèi)的電場強(qiáng)度變小 根據(jù)UAN EdAN可知 UAN減小 由UAN A N A可知 A點(diǎn)電勢減小 故C正確 1 2 3 4 5 斷開S2 即保持電容器的電荷量不變 將電容器左極板M稍稍向右 1 2 3 4 5 2 2018 全國卷 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 若該電阻接到正弦式交流電源上 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 D 1 2 3 4 5 解析 對于方波交流電源 電壓的有效值和最大值相等 即u方 u0 在 1 2 3 4 5 3 一理想變壓器的原 副線圈的匝數(shù)比為3 1 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(shè)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 A 1 2 3 4 5 解析 設(shè)原線圈兩端電壓為U1 與原線圈串聯(lián)的電阻兩端電壓為UR 1 2 3 4 5 4 多選 如圖所示 圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的正弦式交變電流的圖象 當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后 所產(chǎn)生的正弦式交變電流的圖象如圖線b所示 以下關(guān)于這兩個正弦交變電流的說法正確的是 A 線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為2 3B 在圖中t 0時刻穿過線圈的磁通量均為零C 交變電流a的電動勢瞬時值的表達(dá)式為e 10sin5 tVD 交變電流b的電動勢最大值為 CD 1 2 3 4 5 解析 由題圖可知 圖線a b的周期之比為2 3 由角速度與周期成反比可知 線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3 2 A項(xiàng)錯誤 t 0時 線圈中感應(yīng)電動勢e 0 所以線圈處于中性面位置 磁通量最大 B項(xiàng)錯誤 交變電流a的最大值為10V 周期為0 4s 所以線圈轉(zhuǎn)動角速度為 1 2 3 4 5 5 多選 如圖所示 匝數(shù)為10的矩形線框處在磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場中 繞垂直磁場的軸以恒定角速度 10rad s在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動 線框電阻不計 面積為0 4m2 線框通過滑環(huán)與一理想自耦變壓器的原線圈相連 副線圈接有一只燈泡L 4W 100 和滑動變阻器 已知圖示狀況下燈泡正常發(fā)光 電流表視為理想電表 則下列說法正確的是 A 此時原 副線圈的匝數(shù)比為2 1B 此時電流表的示數(shù)為0 4AC 若將自耦變壓器觸頭向下滑動 燈泡會變暗D 若將滑動變阻器滑片向上移動 則電流表示數(shù)增大 AC 1 2 3 4 5 2 1 選項(xiàng)A正確 由于滑動變阻器接入電路中的阻值未知 因此電流表的讀數(shù)無法知道 選項(xiàng)B錯誤 若將自耦變壓器觸頭向下滑動時 n2變小 加到副線圈兩端的電壓減小 因此燈泡會變暗 選項(xiàng)C正確 若將滑動變阻器滑片向上移動 滑動變阻器接入電路的阻值變大 總電阻變大 總電流減小 因此變壓器的輸入電流也會減小 即電流表示數(shù)減小 選項(xiàng)D錯誤 交變電流圖象與理想變壓器綜合問題 典例示范 多選 在如圖甲所示的電路中 理想變壓器原 副線圈匝數(shù)比為10 1 電流表 電壓表均為理想電表 R是光敏電阻 其阻值隨光強(qiáng)增大而減小 原線圈接入如圖乙所示的正弦式交流電壓 下列說法正確的是 A 交流電壓的頻率為100HzB 電壓表的示數(shù)為22VC 照射R的光變強(qiáng)時 燈泡變暗D 照射R的光變強(qiáng)時 電流表的示數(shù)變大 分析推理 1 有效值 2 電壓表示數(shù)不變 副線圈中電流增大 思維流程 以題說法 1 抓住理想變壓器問題中的兩個 弄清 弄清變量和不變量 如原線圈電壓不變 原 副線圈的匝數(shù)比不變 其他物理量可隨電路的變化而發(fā)生變化 弄清動態(tài)變化過程中的決定關(guān)系 如U2由U1決定 P1 I1由P2 I2決定 2 理想變壓器問題的分析流程 由P1 P2 I2U2判斷輸入功率的情況 由P1 I1U1分析I1的變化情況 針對訓(xùn)練 多選 下圖甲為某恒溫裝置的電路原理圖 理想變壓器原 副線圈匝數(shù)比為5 1 R0為定值電阻 R為半導(dǎo)體熱敏電阻 阻值隨溫度的升高而減小 D為理想二極管 R1為阻值恒定的電熱絲 AB間電壓變化情況如圖乙所示 下列說法正確的是 A AB間電壓的有效值為44VB 原線圈兩端電壓的有效值為220VC R處溫度升高時 R1消耗的電功率減小D 理想變壓器原 副線圈中的電流之比為1 5 BC