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专题四 电路与电磁感应,第8讲 直流与交流电路,思考研讨,思考4 在如图甲所示的UI图象中，图线a、b表示的含义 有什么不同？,图甲,研讨：(1)对电源有：UEIr，如题图中a线 (2)对定值电阻有：UIR，如题图中b线 (3)说明：图中a线常用来分析测量电源电动势和内电阻的实验数据 图中矩形OABD、OCPD和ABPC的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率,思考5 正弦式交变电流是如何产生的？其“四值”的求法及应用怎样？ 研讨：产生：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动 交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较,(2)远距离高压输电的几个基本关系(以图乙为例),1(2012浙江理综，17)(单选)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近 ( ) A8108 kWh B81010 kWh C81011 kWh D81013 kWh,真题体验,2(2013江苏卷，4)(单选)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图481所示M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时 ( ),图481,ARM变大，且R越大，U增大越明显 BRM变大，且R越小，U增大越明显 CRM变小，且R越大，U增大越明显 DRM变小，且R越小，U增大越明显 解析 由题意知，S两端的电压增大，则电路中的电流增大，药液接触传感器的电阻变小，则A、B选项是错误的；将S看做外电路，其余看做等效电源，如右图根据UEIr可判断，同样的变化电流，则内阻越大电压变化越大，因此答案为C. 答案 C,3(2013山东卷，17)(多选)图482甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示以下判断正确的是 ( ),图482,A电流表的示数为10 A B线圈转动的角速度为50rad/s C0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左,图483,5(2013天津卷，4)(单选)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图484中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则 ( ),图484,Aab接MN、cd接PQ，IabIcd Bab接MN、cd接PQ，IabIcd Cab接PQ、cd接MN，IabIcd Dab接PQ、cd接MN，IabIcd,6.(2012新课标全国卷，17)(单选)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电路如图485所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为 ( ),图4-8-5,命题角度,视角一 直流电路的电功、电功率及动态分析,【典例1】 (2013安徽卷，19)用如图486所示的电路可以测量电阻的阻值图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻， 是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表 的电流为零时，测得MPl1，PNl2，则Rx的阻值为 ( ),图486,应考策略 1要熟练掌握串、并联电路的特点，知道这两种电路的电压、电流及电功率的分配关系 2动态分析的思维流程,应考组训 1(单选)在研究微型电动机的性能时，应用如图487所示的实验电路当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V则这台电动机正常运转时输出功率为 ( ) A32 W B44 W C47 W D48 W,图487,2.(单选)如图488所示是测定小灯泡伏安特性的电路图，电源电动势为E，内阻不计，两电表可看做理想电表，那么下列说法中正确的是 ( ),图488,A闭合电键前滑动变阻器的滑片应滑到最右端 B该电路中的滑动变阻器采用的是限流式接法 C将滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮 D将滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变暗 解析 电路中滑动变阻器采用的是分压式接法，当滑动变阻器的滑片在最左端时，灯泡两端的电压为零，所以本题应选C. 答案 C,3. (单选)如图489所示为一直流电路，电源内阻不能忽略，但R0大于电源内阻，滑动变阻器的最大阻值小于R，当滑动变阻器滑片P从滑动变阻器的最右端滑向最左端的过程中，下列说法正确的是 ( ),图489,A电压表的示数一直增大 B电流表的示数一直增大 C电阻R0消耗的功率一直增大 D电源的输出功率一直增大,解析 滑动变阻器的最大阻值小于电阻R，在滑片P向左滑动的过程中，电路中的总电阻增大，总电流减小，电流表的示数减小，B项错误；电阻R0消耗的功率减小，C项错误；内电压一直减小，外电压一直增大，R0两端电压一直减小，电压表示数增大，A项正确；由于电源的内阻小于R0，因此在滑动变阻器滑动过程中电源的输出功率一直减小，D项错误 答案 A,4.(单选)在如图4810所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态在P向上移动的过程中，下列说法正确的是 ( ),图4810,AA表的示数变大 B油滴向上加速运动 CG中有由ab的电流 D电源的输出功率一定变大 解析 油滴静止时，它所受的重力等于向上的电场力FqEqUC/d，在P向上移动的过程中，滑动变阻器的有效电阻变大，电路的总电阻变大，由闭合电路欧姆定律知电路的总电流I变小，路端电压U外变大，则选项A错误；而电阻R1两端的电压U1IR1变小，由U外U1U并，知U并变大，UCU并变大，油滴所受电场力变大，将向上加速运动，QCCU并变大，电容器C充电，电流方向由ba，则选项B正确，C错误；电源的输出功率变化不确定，选项D错误 答案 B,命题角度,视角二 交变电流的产生及描述,图4811,应考策略 交流电的产生及“四值”的应用 1交变电流的产生,2交流电的“四值”的应用,应考组训 5.(多选)如图4812所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，从O向O观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为.则线圈转至图示位置时 ( ),图4812,6(单选)如图4813甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R10 的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是10 V图4813乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象则 ( ),图4813,A电阻R上的热功率为20 W B0.02 s时R两端的电压瞬时值为零 CR两端的电压u随时间t变化的规律是u14.1cos 100t(V) D通过R的电流i随时间t变化的规律是icos 50t(A),7(单选)某交流发电机给“220 V,60 W”灯泡供电，灯泡两端的电压图象为如图4814所示，下列说法中正确的是 ( ),图4814,A交变电流的频率为0.02 Hz B该灯泡不能正常工作 C将一保险丝与该灯泡串联，为保证灯泡正常工作，其保险丝的熔断电流不得小于0.386 A D将一电容器与该灯泡并联，为保证电容器正常工作，电容器的耐压值不得小于311 V,命题角度,视角三 理想变压器及远距离输电,【典例3】 (2013四川卷，2)用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图4815所示，则 ( ),图4815,应考策略 1原、副线圈中各量的因果关系 (1)电压关系：U1决定U2 (2)电流关系：I2决定I1 (3)功率关系：P2决定P1 上述决定关系是由变压器的原理及能量守恒确定的,(3)利用直流电路的动态分析方法分析，其思路过程可表示为：,应考组训 8.(2011新课标全国卷，17)(单选)如图4816所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则 ( ),图4816,9(单选)一个理想变压器，初级线圈的匝数为n1，a、b接交流电源，次级线圈匝数为n2，与负载电阻R相连接，R40 .图4817中电压表的示数为100 V，初级线圈的电流为0.4 A下列说法正确的是 ( ),图4817,A次级线圈中的电流的最大值为1 A B初级和次级线圈的匝数比n1n225 C如果将另一个阻值为R的电阻与负载电阻并联，图中电流表的示数为2 A D如果将另一个阻值为R的电阻与负载电阻串联，变压器消耗的电功率是80 W,10(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图4818甲所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电已知输电线的总电阻为r，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3n4n1，降压变压器的副线圈两端电压如图4818乙所示，降压变压器的副线圈与阻值R022 的电阻组成闭合电路若将变压器视为理想变压器，则下列说法正确的是 ( ),图4818,失分点搜索 失分点1：对交流电的产生、变化规律理解不透彻而出错 失分点2：对交流电图象的意义认识不清而出错 失分点3：对交变电流的“四值”理解不到位导致错误 失分点4：不能正确地分析变压器的动态变化问题而出错,易失分案例 (2012福建理综，14)如图4819，理想变压器原线圈输入电压uUmsin t，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器 和 是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示； 和 是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示下列说法正确的是 ( ),图4819,AI1和I2表示电流的瞬