第12講直流電路與交流電路主干知識體系核心再現(xiàn)及學(xué)科素養(yǎng)知識規(guī)律(1)閉合電路的歐姆定律I，EUIrEU內(nèi)U路(2)電功率：PIU.PI2R(純電阻)(3)交變電流的“四值”最大值：EmnBS.瞬時值：eEmsin t.有效值：由電流的熱效應(yīng)定義平均值：n.(4)理想變壓器的四個基本關(guān)系功率關(guān)系：P入P出電壓關(guān)系：.電流關(guān)系：.頻率關(guān)系：f1f2.思想方法(1)物理思想：等效思想、守恒思想.(2)物理方法：假設(shè)法、整體法、隔離法、代換法、比值定義法. 1(2018全國卷，16)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() A1 B.1 C12D21D由有效值概念知，一個周期內(nèi)產(chǎn)生熱量Q方T，Q正TTT，故知Q方Q正21.2(2018天津卷，4)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流利用該發(fā)電機(jī)(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(jī)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B發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，由E知，原線圈中輸入電壓變?yōu)樵瓉淼模l率變?yōu)樵瓉淼?根據(jù)，則U2變?yōu)樵瓉淼模碪2U，則通過R的電流變?yōu)樵瓉淼?，R消耗的功率P2P，根據(jù)，原線圈上的電流也變?yōu)樵瓉淼模措娏鞅鞟的讀數(shù)變?yōu)镮.故選B.3(2016高考全國卷，16)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(dāng)開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)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()A2B3 C4D5B設(shè)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n，開關(guān)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(guān)系得，UII2R1(nI)2(R2R3)；開關(guān)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(guān)系有U4I(4I)2R1(4nI)2R2，聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)解得n3，選項(xiàng)B正確4(2016高考全國卷，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()A. B. C. D.C斷開S和閉合S后等效電路分別如圖甲、乙所示根據(jù)串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比可得甲、乙兩圖中電容器兩極板間的電壓U1E，U2E，C所帶的電荷量QCU，則Q1Q235，選項(xiàng)C正確5(2016高考全國卷，19) (多選)如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光下列說法正確的是()A原、副線圈匝數(shù)比為91B原、副線圈匝數(shù)比為19C此時a和b的電功率之比為91D此時a和b的電功率之比為19AD設(shè)燈泡的額定電壓為U0，輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時燈泡正常發(fā)光，則變壓器原線圈的輸入電壓為9U0，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為91，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯誤；由9U0IaU0Ib得，流過b燈泡的電流是流過a燈泡電流的9倍，根據(jù)PUI，a、b燈泡的電功率之比為19，選項(xiàng)C錯誤，選項(xiàng)D正確考情分析命題特點(diǎn)與趨勢1從近幾年高考試題可以看出以下特點(diǎn)：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(jìn)行電路動態(tài)分析，穩(wěn)態(tài)、動態(tài)含電容電路的分析，以及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(diǎn)，題型以選擇題為主22018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(diǎn)考查電路的動態(tài)分析與功率的計(jì)算；與日常生活、生產(chǎn)相聯(lián)系的交變電流規(guī)律、遠(yuǎn)距離輸電也可能會成為新命題點(diǎn)解題要領(lǐng)1理解串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，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(yuǎn)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.高頻考點(diǎn)一直流電路的分析計(jì)算備考策略1高考對本考點(diǎn)的考查較為簡單，考生失分主要原因是不按正確程序進(jìn)行分析，只關(guān)注局部，不考慮整體，解決此類問題時注意應(yīng)用程序法分析動態(tài)變化，并用好“串反并同”結(jié)論進(jìn)行快速判斷需要考生學(xué)會靈活變通2知識概括命題視角考向1直流電路的功率問題例1(2018湖北八校二聯(lián))(多選)在如圖甲所示的電路中，電源電動勢為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)，L1、L2為相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，R為定值電阻，阻值為7.5 .當(dāng)開關(guān)S閉合后 ()AL1的電阻為 BL1消耗的電功率為7.5 WCL2的電阻為7.5 DL2消耗的電功率為0.3 WCDS閉合后，L1兩端的電壓為3.0 V，由乙圖可知，I10.25 A，故P10.7 5 W，R112 ，A、B均錯；L2與R及電源串聯(lián)，把R和電源等效成電動勢為3 V，內(nèi)阻為7.5 的新電源，在圖乙中作出新電源的IU圖線，如圖，兩圖線的交點(diǎn)表示出了此時L2兩端的電壓與通過的電流的大小，由圖知U21.5 V，I20.2 A，所以R27.5 ，P2U2I21.50.2 W0.3 W，C、D正確歸納反思1電路的電功率分析純電阻電路：P電P熱I2RIU非純電阻電路：P電P熱P機(jī)，即UII2RP機(jī)2電源的輸出功率與負(fù)載的關(guān)系分析當(dāng)Rr時，電源的輸出功率最大，為Pm；當(dāng)R>r時，隨著R的增大，電源的輸出功率越來越小；當(dāng)R<r時，隨著R的增大，電源的輸出功率越來越大；當(dāng)P出<Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個外電阻阻值R1和R2，且R1 R2r2.考向2直流電路的動態(tài)分析例2(2018衡水中學(xué)信息卷二)如圖所示的電路中，L為小燈泡，R1、R2、R3為定值電阻，C為電容器，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，圖中電表為理想電表閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P從a端滑到b端的過程中，下列說法正確的是 ()A小燈泡的亮度是先變暗后變亮B電容器C先放電后充電C電流表A的示數(shù)先減小后增大D電壓表和電流表A1的示數(shù)之比先減小后增大C由題意可將電路圖轉(zhuǎn)化成如圖所示，在滑片P從a到b的過程中，R接入電路的阻值先增大后減小，使整個回路的電阻先增大后減小，因此干路電流先減小后增大，內(nèi)電壓先減小后增大，路端電壓先增大后減小，故C先充電后放電，B錯誤；小燈泡L、R1、R3支路電阻恒定，隨路端電壓的變化，小燈泡L先變亮后變暗，A錯誤；小燈泡L的電流先增大后減小，而干路電流先減小后增大因此電流表A的示數(shù)先減小后增大，C正確；電壓表和電流表A1的示數(shù)之比為滑動變阻器及R2串聯(lián)的總電阻，阻值先增大后減小，D錯誤 歸納反思1閉合電路動態(tài)變化的原因(1)當(dāng)外電路的任何一個電阻增大(或減小)時，電路的總電阻一定增大(或減小)(2)若電鍵的通斷使串聯(lián)的用電器增多，總電阻增大；若電鍵的通斷使并聯(lián)的支路增多，總電阻減小(3)熱敏電阻或光敏電阻的阻值變化2閉合電路動態(tài)分析的三種常用方法(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)(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考向3閉合電路的圖象問題例3(2018黑龍江省哈爾濱市第三中學(xué)沖刺(二)如圖所示，圖1為一電動機(jī)，當(dāng)滑動變阻器的觸頭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2所示，已知電流表讀數(shù)在0.2 A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，以下判斷不正確的是()A電路中的電源電動勢為3.9 VB電動機(jī)的電阻為4 C此電路中，電動機(jī)的最大輸出功率為0.9 WD變阻器的最大阻值為32 C由電路圖1知，電壓表V2測量路端電壓，電流增大時，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，所以最上面的圖線表示V2的電壓與電流的關(guān)系，此圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻，為r3 ；當(dāng)電流I0.1 A時，U3.6 V，則電源的電動勢EUIr3.6 V0.13V3.9 V，故A正確；由圖可知，電動機(jī)的電阻rM 4 ，故B正確；當(dāng)I0.3 A時，U3.0 V，電動機(jī)的輸入功率最大，最大輸入功率為PUI30.3 W0.9 W，電動機(jī)的熱功率為PrMI2rM0.324 W0.36 W，則最大的輸出功率為P出0.9 W0.36 W0.54 W，故C錯誤；當(dāng)I0.1 A時，電路中電流最小，變阻器的電阻為最大值，所以RrrM(34)32 ，故D正確故選C.歸納反思閉合電路中幾種常見圖象的比較類型公式圖象特例I-R圖線I短路R0，I，圖象始端斷路R，I0，圖象末端U-R圖線U短路R0，U0，U內(nèi)E斷路R，UE，U內(nèi)0U-I圖線UEIr短路R0，I，U0斷路R，I0，UEP-R圖線RR短路I，P出0斷路I0，P出0，當(dāng)Rr時，P出最大，P出P-I圖線PEII2r短路I，P出0斷路I0，P出0，當(dāng)I時，P出最大，P出高頻考點(diǎn)二交變電流的分析與計(jì)算備考策略1本考點(diǎn)是高考的熱點(diǎn)，考查的知識交匯點(diǎn)較多，常與交變電流的性質(zhì)和變壓器的規(guī)律相結(jié)合對于這類問題，需通過原、副線圈電路，綜合分析變壓器與電路的關(guān)系需要考生學(xué)會遷移應(yīng)用2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3交變電流“四值”的應(yīng)用(1)最大值：EmnBS，分析電容器時的耐壓值(2)瞬時值：EEmsin t(由中性面開始計(jì)時)，計(jì)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(jì)算電熱、電功、電功率及保險絲的熔斷電流. (4)平均值：En，計(jì)算通過電路截面的電荷量命題視角考向1交變電流的產(chǎn)生及四值例4(2018湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場中，兩個匝數(shù)相同的正方形金屬線圈分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電動勢e隨時間t變化的圖象如圖乙中曲線a、b所示，則()At0時刻，兩線圈均處于垂直于中性面的位置Ba、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23Ca、b對應(yīng)的兩線圈面積之比為11D若只改變兩線圈的形狀(匝數(shù)不變)，則兩線圈電動勢的有效值之比一定不變Ct0時刻，兩線圈感應(yīng)電動勢均為零，故兩線圈均處于中性面的位置，選項(xiàng)A錯誤；由圖線可知，兩線圈的周期之比TaTb23；故根據(jù)n可知a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為32，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)EmNBS，；則，選項(xiàng)C正確；若只改變兩線圈的形狀(匝數(shù)不變)，則兩線圈的面積要變化，故感應(yīng)電動勢的最大值要變化，電動勢的有效值之比一定變化，選項(xiàng)D錯誤；故選C.歸納反思解決交變電流的問題要注意以下幾點(diǎn)1理解幾個特殊位置的磁通量、磁通量的變化率、感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流方向的特點(diǎn)(1)與中性面重合時，SB，最大，0，e0，i0，電流方向?qū)l(fā)生改變(2)與中性面垂直時，SB，0，最大，e最大，i最大，電流方向不變2區(qū)分交變電流的峰值、瞬時值、有效值和平均值3確定交變電流中電動勢、電壓、電流的有效值后就可以運(yùn)用直流電路的規(guī)律處理交流電路中的有關(guān)問題4交變電流瞬時值表達(dá)式書寫的基本思路(典題3的C選項(xiàng))(1)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(yīng)峰值，其中2f2n.(2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式若線圈從中性面開始計(jì)時，則et圖象為正弦函數(shù)，eEmsin t；若線圈從垂直中性面開始計(jì)時，則et圖象為余弦函數(shù)，eEmcos t.考向2結(jié)合理想變壓器考查交流電路例5(2018河南省南陽市統(tǒng)考)(多選)理想變壓器原線圈a匝數(shù)n1200匝，副線圈b匝數(shù)n2100匝，線圈a接在u44sin 314t(V)交流電源上，“12 V6 W”的燈泡恰好正常發(fā)光，電阻R216 ，電壓表V為理想電表，下列推斷正確的是()A交變電流的頻率為100 HzB副線圈磁通量的最大變化率為Wb/sC電壓表V的示數(shù)為22 VDR1消耗的功率是1 W BD由表達(dá)式知交變電流的頻率為f Hz50 Hz，A錯誤；燈泡正常發(fā)光，故副線圈中電流為I0.5 A，故電壓表示數(shù)為U212 VIR220 V，故根據(jù)EmN知穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為Wb/s，故B正確；根據(jù)電流與匝數(shù)成反比，原線圈電流為0.25 A，由題意可知：原線圈電壓有效值為44 V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得U140 V，R1消耗的功率是P(4440)0.25 W1 W，故C錯誤，D正確例6(2018河南中原名校高三聯(lián)考)如圖所示，變壓器輸入有效值恒定的電壓，副線圈匝數(shù)可調(diào)，輸出電壓通過輸電線送給用戶(電燈等用電器)，R表示輸電線的電阻，則()A用電器增加時，變壓器輸出電壓增大 B要提高用戶的電壓，滑動觸頭P應(yīng)向上滑C用電器增加時，輸電線的熱損耗減少D用電器增加時，變壓器的輸入功率減小B由于變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，而且輸入電壓不變，因此增加負(fù)載不會影響輸出電壓，故A錯誤；根據(jù)變壓器原理可知輸出電壓U2U1，當(dāng)滑動觸頭P向上滑時，n2增大，所以輸出電壓增大，用戶兩端電壓增大，故B正確；由于用電器是并聯(lián)的，因此用電器增加時總電阻變小，輸出電壓不變，總電流增大，故輸電線上熱損耗增大，故C錯誤；用電器增加時總電阻變小，總電流增大，輸出功率增大，所以輸入功率增大，故D錯誤歸納反思有變壓器動態(tài)分析的方法1明確交流電源、原線圈、副線圈及負(fù)載的串并聯(lián)情況2分清涉及理想變壓器動態(tài)分析的兩類情況，如(1)負(fù)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(2)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(fù)載電阻的變化情況(3)不論哪種情況，要注意兩點(diǎn)：根據(jù)題意分清變量和不變量；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，輸出決定輸入題組沖關(guān)21.(2018遼寧莊河模擬)(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2101，b是原線圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上u1220sin 100t(V)的交流電壓，開始時單刀雙擲開關(guān)與b連接，下列說法正確的是()At s時，cd間電壓的瞬時值為220 VB電壓表的示數(shù)為44 VC若將滑動變阻器的滑片向上移，電壓表和電流表的示數(shù)都變大D若單刀雙擲開關(guān)由b撥向a后，電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)都變小AD由u1220sin 100t(V)可知，當(dāng)t s時，cd間電壓的瞬時值為220 V，故A正確；單刀雙擲開關(guān)與b連接，由電壓關(guān)系，因電壓表顯示的是有效值，則U1220 V，故電壓表的示數(shù)為44 V，故B錯誤；若將滑動變阻器的滑片向上移動，副線圈回路電阻減小，電壓表示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大，C錯誤；若單刀雙擲開關(guān)由b撥向a，則原線圈匝數(shù)n1增加，副線圈電壓降低，電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)都變小，故D正確22.(2018山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)一診)在如圖所示的電路中，理想變壓器的匝數(shù)比為21，四個標(biāo)有“6 V,6 W”的完全相同的燈泡L1、L2、L3、L4，按如圖的方式接入電路，其中L1恰能正常發(fā)光忽略燈泡電阻隨電壓的變化電路中的電表均為理想交流電表，則下列選項(xiàng)中正確的是 ()AL2、L3、L4均正常發(fā)光B電流表示數(shù)為0.5 ACm、n兩點(diǎn)間所加的電壓為14 VD整個電路消耗的總功率為18 WC理想變壓器的匝數(shù)比為21，則原、副線圈中的電流比為12，四個燈泡的額定電流都為I01 A，L1恰能正常發(fā)光，則原線圈中電流為I11 A，根據(jù)，可知副線圈中電流為I22 A，流過L2、L3、L4的電流均為A，不能正常發(fā)光，選項(xiàng)A、B錯誤；L2、L3、L4的電阻值為R6 ，則副線圈兩端電壓為U26 V4 V，根據(jù)，可知原線圈兩端電壓為U18 V，由于L1正常發(fā)光，其兩端電壓UL16 V，故m、n兩端所加電壓為UmnU1UL114 V，選項(xiàng)C正確；整個電路消耗的總功率PUmnI114 W，選項(xiàng)D錯誤高頻考點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電問題備考策略1理清三個回路回路1：發(fā)電機(jī)回路I1I機(jī)，U1U機(jī)，P1P機(jī)回路2：輸送電路I2I3IR，U2U3UR，P2PRP3.回路3：輸出電路I4I用，U4U用，P4P用2掌握兩種損耗(1)電壓損耗：輸電線上的電阻導(dǎo)致的電壓損耗，URU2U3IRR.(2)功率損耗：輸電線上電阻發(fā)熱導(dǎo)致的功率損耗，PRP2P3I R輸電線上的能量損耗是熱損耗，計(jì)算功率損耗時用公式PRIR或PR.題組突破31.(多選)圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，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(yuǎn)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(bào)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(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)未出現(xiàn)火警時，升壓變壓器的輸入功率為750 kW.下列說法正確的有()甲乙A降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50 HzB遠(yuǎn)距離輸電線路損耗功率為180 kWC當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，電壓表V的示數(shù)變大D當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，輸電線上的電流變大AD由題圖乙知交變電流的周期為0.02 s，所以頻率為50 Hz，A正確；由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250 V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知副線圈電壓為25 000 V，所以輸電線中的電流為I30 A，輸電線損失的電壓為UIR30100 V3 000 V，輸電線路損耗功率為PUI90 kW，B錯誤；當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，其阻值減小，副線圈兩端電壓不變，副線圈中電流增大，定值電阻的分壓增大，所以電壓表V的示數(shù)變小，C錯誤；由C知副線圈電流增大，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知輸電線上的電流變大，D正確32.如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為()A()B()C4()2()2rD4()2()2rC升壓變壓器T的原線圈兩端電壓的有效值為U1，由變壓關(guān)系可得，則U2；因?yàn)檩斔碗姽β蕿镻，輸電線中的電流為I2，則輸電線上損失的電功率為PI(2r)，故選項(xiàng)C正確33.如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，升壓變壓器的變壓比為m，降壓變壓器的變壓比為n，輸電線的電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出的電壓恒為U，若由于用戶的負(fù)載變化，使電壓表V2的示數(shù)減小了U，則下列判斷正確的是 ()A電流表A2的示數(shù)增大了B電流表A1的示數(shù)增大了C電壓表V1的示數(shù)減小了UD輸電線損失的功率增加了()2RB電壓表V2的示數(shù)減小了U，根據(jù)變壓器的變壓比可知降壓變壓器輸入電壓減小了U3nU，由于升壓變壓器輸入電壓不變，因此輸電線上的電壓增大了nU，因此電流表A1的示數(shù)增大了，B正確；根據(jù)變流比，電流表A2的示數(shù)增大了，A錯誤；由于發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，因此升壓變壓器的輸出電壓不變，電壓表V1的示數(shù)不變，C錯誤；設(shè)原來輸電線上的電流為I，則輸電線損失的功率增加了(I)2I2R，不等于()2R，D錯誤課時跟蹤訓(xùn)練(十二)一、單項(xiàng)選擇題1(2018福州一中檢測)如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度BT.單匝矩形線圈面積S1 m2.電阻不計(jì)，繞垂直于磁場的軸OO勻速轉(zhuǎn)動線圈通過電刷與一理想變壓器原線圈相接，為交流電流表調(diào)整副線圈的滑動觸頭P，當(dāng)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為21時，副線圈電路中標(biāo)有“6 V6 W”的燈泡正常發(fā)光以下判斷正確的是 ()A電流表的示數(shù)為1 A B矩形線圈產(chǎn)生電動勢的最大值為18 VC從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時，矩形線圈電動勢隨時間變化的規(guī)律為e12sin 60t(V)D若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)將P適當(dāng)下移C燈泡正常發(fā)光，故變壓器的輸出電流為：I21 A；根據(jù)公式：，解得I10.5 A，故A錯誤；燈泡正常發(fā)光，故變壓器的輸出電壓為6 V，根據(jù)公式，解得：U112 V，故矩形線圈產(chǎn)生電動勢的有效值為12 V，最大值為12V17 V，故B錯誤；根據(jù)公式EmNBS，解得：rad/s60 rad/s，故 從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時，矩形線圈電動勢隨時間的變化規(guī)律eEmsin t12sin 60t(V)，故C正確；若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，根據(jù)公式EmNBS，感應(yīng)電動勢的最大值增加，故有效值也增加；為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)該減小變壓比，故應(yīng)將P適當(dāng)上移，故D錯誤 2圖甲電路中，D為二極管，其伏安特性曲線如圖乙所示在圖甲電路中，閉合開關(guān)S，滑動變阻器R的滑片P從左端向右移動過程中()A二極管D消耗的功率變大B二極管D的電阻變大C通過二極管D的電流減小D電源的功率減小A滑動變阻器R的滑片P從左端向右移動過程中，滑動變阻器的電阻減小，電路電流增大，由圖乙可知，二極管的電阻減小，電流、電壓增大，消耗的功率也增大，故A正確，B、C錯誤；電源的功率為：PEI，因?yàn)殡娏髟龃?，所以電源的功率增大，故D錯誤所以A正確，B、C、D錯誤3. (2018山西五校三聯(lián))某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向R011 的純電阻用電器供電已知輸電線的總電阻R10 ，T2的原、副線圈匝數(shù)比為41，用電器兩端的電壓為u220sin 100t(V)，將T1、T2均視為理想變壓器下列說法正確的是()A降壓變壓器的輸入功率為4 400 WB升壓變壓器中電流的頻率為100 HzC輸電線消耗的功率為500 WD當(dāng)用電器的電阻減小時，輸電線消耗的功率減小A由題可知，用電器兩端電壓有效值為220 V，交流電頻率f Hz50 Hz，由電功率公式可知，降壓變壓器輸出功率P4 400 W，理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，故A項(xiàng)正確；理想變壓器不改變交變電流的頻率，B項(xiàng)錯；由變壓規(guī)律可知，降壓變壓器輸入電壓為880 V，由PUI可知，降壓變壓器輸入電流為I5 A，由焦耳定律可知，輸電線電阻消耗的功率PI2R250 W，C項(xiàng)錯；當(dāng)用電器的電阻減小時，輸出功率增大，故降壓變壓器輸入功率增大，從而輸入電流增大，再由PI2R可知，輸電線消耗的功率增大，D項(xiàng)錯4(2018湖北省荊州中學(xué)高三全真模擬一)在如圖所示的電路中，由于某個電阻發(fā)生故障，使電流表A的讀數(shù)變大，電壓表V的讀數(shù)變大，燈泡L的亮度變暗，關(guān)于故障判斷的下列說法正確的是()A可能是R3短路B可能是R2斷路C可能是R2短路D可能是R4短路D由電路元件各物理量動態(tài)變化的規(guī)律“串反并同”可知，只有當(dāng)R4短路時(可認(rèn)為電阻減小)，外電路電阻減小，總電流增大，電流表A的讀數(shù)變大，R4的電流增大，電壓表V的讀數(shù)變大，燈泡L的亮度變暗故正確答案為D.故選D.5. 如圖所示，接在理想變壓器回路中的四個規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n1n2n3為()A111B321C621 D221B燈泡正常發(fā)光，可得UAUBUCUD，所以U22U3，由理想變壓器的電壓關(guān)系得，可得n22n3.燈泡都正常發(fā)光，則功率相等，即PAPBPCPD.由PI2R得 IAIBICID，即I1I2I3.由理想變壓器的功率關(guān)系得U1I1U2I2U3I3，即n1I1n2I2n3I3，可得n1n2n32n3n33n3.所以n1n2n3321.6(2018湖北省武漢市高三下學(xué)期五月理綜訓(xùn)練)如圖是某溫度檢測和光電控制加熱裝置的原理圖R為熱敏電阻(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(光照強(qiáng)度增大，阻值減小)，接收小燈泡L的光照其他電阻均為定值電阻當(dāng)R處溫度升高后，下列說法正確的是()A燈泡L將變暗BRG的電壓將增大CR的功率將增大DR的電壓變化量與R2的電流變化量的比值不變DA項(xiàng)：當(dāng)R處溫度升高時，RT阻值變小，左邊回路中電流增大，小燈泡L的功率增大，燈泡L將變亮，故A錯誤； B、C項(xiàng)：L的光照強(qiáng)度增大，則RG阻值變小，右側(cè)電路的總電阻變小，總電流變大，E2的內(nèi)電壓增大，則其路端電壓變小總電流增大，則R2兩端電壓增大，所以右側(cè)電路并聯(lián)部分電壓減小，R的電壓減小，則R的功率將減小R的電流減小，而總電流增大，則通過R3的電流增大，R3的電壓將增大，所以RG的電壓將減小，故B、C錯誤；D項(xiàng)：R的電壓變化量與R2的電流變化量的比值，保持不變，故D正確7(2018河北正定中學(xué)高三模擬)如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長abcdL1，bcadL2，匝數(shù)為n，線圈的總電阻為r，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，線圈兩端通過電刷E、F與阻值為R的定值電阻連接從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時，則 ()A線圈中感應(yīng)電動勢的最大值為BL1L2B線圈中感應(yīng)電動勢隨時間變化的函數(shù)表達(dá)式為enBL1L2 cos tC經(jīng)過周期時間通過電阻R的電荷量為D此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率為D線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值EmnBL1L2，選項(xiàng)A錯誤；感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達(dá)式eEmsin tnBL1L2sin t，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有En，由閉合電路歐姆定律有I，又BL1L2，qIt，聯(lián)立解得qn，選項(xiàng)C錯誤；線圈中感應(yīng)電動勢的有效值E，電流的有效值I，交流發(fā)電機(jī)的輸出功率即電阻R的熱功率PI2R，選項(xiàng)D正確二、多項(xiàng)選擇題8(2018山東省淄博市高三三模)一個微型吸塵器的直流電動機(jī)的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動勢為E，內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動機(jī)恰好能正常工作，則()A電動機(jī)消耗的總功率為UIB電源的效率為1C電源的輸出功率為EID電動機(jī)消耗的熱功率為AB電動機(jī)消耗的總功率應(yīng)該用PIU來計(jì)算，所以總功率為IU，所以A正確；電動機(jī)消耗的熱功率應(yīng)該用PI2R來計(jì)算，所以熱功率PI2R，所以D錯誤電源的輸出功率等于電動機(jī)的輸入功率，得P出UI.故C錯誤電源的總功率為IE，內(nèi)部發(fā)熱的功率為I2r，所以電源的效率為1，所以B正確故選AB.9(2018河南省鄭州市高中畢業(yè)年級第二次質(zhì)量預(yù)測)如圖所示的電路中電表均為理想電表，閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P向右移動至某一位置，與移動前相比，下列說法正確的是()A電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大 B小燈泡L變亮C電源的輸出功率一定變大 D電容器C所帶的電荷量減少BD由圖可知，電容并聯(lián)在滑動變阻器兩端；當(dāng)滑片右移時，滑動變阻器接入電阻減小；則總電阻減?。挥砷]合電路歐姆定律可知，總電流增大，故電流表示數(shù)增大，燈泡亮度變亮，因內(nèi)壓增大，故電壓表示數(shù)減小，故A錯誤，B正確；由PEI可知，電源的總功率變大；當(dāng)外阻和內(nèi)阻相等時輸出功率最大，因?yàn)椴恢劳庾韬蛢?nèi)阻的關(guān)系，所以不能判斷電源輸出功率的變化，故C錯誤；因電容器并聯(lián)在滑動變阻器兩端；總電流變大，燈泡及內(nèi)阻分壓增大，則滑動變阻器分壓減小，故電容器C兩端的電壓減小，所以C上的電量減小，故D正確所以BD正確，AC錯誤10(2018山東省淄博一中高三三模)電源的兩個重要參數(shù)分別是電動勢E和內(nèi)電阻r.對一個電路有兩種特殊情況：當(dāng)外電路斷開時，電源兩端的電壓等于電源電動勢；當(dāng)外電路短路時，短路電流等于電動勢和內(nèi)電阻的比值現(xiàn)有一個電動勢為E、內(nèi)電阻為r的電源和一阻值為R的定值電阻，將它們串聯(lián)或并聯(lián)組成的系統(tǒng)視為一個新的等效電源，這兩種連接方式構(gòu)成的等效電源分別如圖甲和乙中虛線框所示設(shè)新的等效電源的電動勢為E，內(nèi)電阻為r.試根據(jù)以上信息，判斷下列說法中正確的是()A甲圖中的EE，rRrB甲圖中的EE，rRrC乙圖中的EE，rD乙圖中的EE，rBD電源的電動勢等于外電路斷路時的路端電壓，則對甲圖可知EE，rrR，選項(xiàng)A錯誤B正確；圖乙中，E；r，故選項(xiàng)C錯誤，D正確；故選BD.11(2018河北冀州5月模擬)如圖所示，理想變壓器輸入端接在電動勢隨時間變化、內(nèi)阻為r的交流電源上，輸出端接理想電流表及阻值為R的負(fù)載如果要求負(fù)載上消耗的電功率最大，則下列說法正確的是 ()A該交流電源電動勢的瞬時值表達(dá)式為eEmsin(100 t)B變壓器原、副線圈匝數(shù)的比值為C電流表的讀數(shù)為D負(fù)載上消耗的熱功率為 BC由et圖象可知交流電的周期T4102s，則50 rad/s，所以eEmsin(50t)，則A項(xiàng)錯誤對于理想變壓器，在電源輸出最大功率時，電流I1，此時，變壓器輸入功率恰好等于電源內(nèi)阻消耗的功率，又輸出功率等于輸入功率，則IrIR，得出，又，得出，I2，則B、C項(xiàng)正確負(fù)載上消耗的熱功率為PIR，則D項(xiàng)錯誤12如圖甲所示，電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與R6 的定值電阻、滑動變阻器RP、開關(guān)S組成串聯(lián)回路，已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關(guān)系如圖乙所示下列說法正確的是()A電源的電動勢E V，內(nèi)阻r4 B圖乙中Rx25 C定值電阻R消耗的最大功率為0.96 W D調(diào)整滑動變阻器RP的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1 WBC當(dāng)RPRr10 時，滑動變阻器消耗功率最大，R6 .可得內(nèi)阻r4 ，最大功率P0.4 W，解得E4 V，A錯誤；滑動變阻器的阻值為4 時消耗的功率與其阻值為Rx時消耗的功率相等，有4Rx(Rr)2，解得Rx25 ，B正確；當(dāng)回路中電流最大時，定值電阻R消耗的功率最大，故最大功率為()2R0.96 W，C正確；當(dāng)外電路電阻與內(nèi)阻相等時，電源輸出功率最大，本題中定值電阻R的阻值已經(jīng)大于內(nèi)阻的阻值，故滑動變阻器Rp的阻值為0時，電源輸出功率最大，最大功率為()2R0.96 W，D錯誤13如圖所示為某興趣小組設(shè)計(jì)的一種發(fā)電裝置，在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為，磁場均沿半徑方向；矩形線圈abcd(d點(diǎn)未在圖中標(biāo)出)的匝數(shù)為N，其邊長abcdl，bcad2l；線圈的總電阻為r，外接電阻為R；線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，bc邊和ad邊同時進(jìn)、出磁場在磁場中，bc邊和cd邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動方向垂直則()Abc邊和ad邊在磁場中運(yùn)動時，線圈的感應(yīng)電動勢的大小為NBl2Bbc邊和ad邊在磁場中運(yùn)動時，bc邊所受安培力的大小為C通過R的電流有效值為D通過R的電流有效值為.BDbc、ad邊的運(yùn)動速度v，電動勢Em2NB2lv2NBl2，A錯誤；根據(jù)歐姆定律得，電流Im，bc邊所受安培力為FNBIm2l，故B項(xiàng)正確；因?yàn)閮纱艌龅膱A心角為，故一個周期內(nèi)，通電時間tT，由有效值定義知：I(Rr)TI2(Rr)T，解得I故選項(xiàng)D正確