高考物理 考前三个月 第1部分 专题10 直流电路与交流电路课件.ppt

专题10直流电路与交流电路 1 2015 新课标全国 16 一理想变压器的原 副线圈的匝数比为3 1 在原 副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻 原线圈一侧接在电压为220v的正弦交流电源上 如图1所示 设副线圈回路中电阻两端的电压为u 原 副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k 则 真题示例 图1 2 2015 四川理综 4 小型手摇发电机线圈共n匝 每匝可简化为矩形线圈abcd 磁极间的磁场视为匀强磁场 方向垂直于线圈中心轴oo 线圈绕oo 匀速转动 如图2所示 矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0 不计线圈电阻 则发电机输出电压 图2 解析矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0 所以发电机的电动势峰值为2ne0 a b错误 答案d 3 多选 2015 天津理综 6 如图3所示 理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表 副线圈匝数可以通过滑动触头q来调节 在副线圈两端连接了定值电阻r0和滑动变阻器r p为滑动变阻器的滑动触头 在原线圈上加一电压为u的正弦交流电 则 图3 a 保持q的位置不动 将p向上滑动时 电流表读数变大b 保持q的位置不动 将p向上滑动时 电流表读数变小c 保持p的位置不动 将q向上滑动时 电流表读数变大d 保持p的位置不动 将q向上滑动时 电流表读数变小 答案bc 4 2015 福建理综 15 图4为远距离输电示意图 两变压器均为理想变压器 升压变压器t的原 副线圈匝数分别为n1 n2 在t的原线圈两端接入一电压u umsin t的交流电源 若输送电功率为p 输电线的总电阻为2r 不考虑其他因素的影响 则输电线上损失的电功率为 图4 答案c 1 题型特点 1 交流电路部分主要考查交变电流的产生和描述 交流电有效值 变压器的规律及动态分析 远距离输电等知识点 2 直流电路部分主要考查电路的简化 直流电路的动态分析 电路故障的分析与判断 含容电路的分析和计算 直流电路中能量转化问题等等 考纲解读 2 命题趋势高考对电路知识的单独考查主要是交流电路部分 特别是变压器与远距离输电相结合的动态分析问题是命题热点 而直流电路内容的考查通常与实验结合在一起 一般不单独命题 内容索引 考题一直流电路的分析 考题二交变电流的产生及描述 考题三变压器及远距离输电 专题综合练 考题一直流电路的分析 答案ad 2 多选 如图5所示的电路中 电源电动势为e 内电阻为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为灵敏电流计 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 则以下说法正确的是 图5 a 在p向上移动的过程中 a表的示数变大 油滴仍然静止 g中有方向由a至b的电流b 在p向上移动的过程中 a表的示数变小 油滴向上加速运动 g中有由b至a的电流c 在p向下移动的过程中 a表的示数变大 油滴向下加速运动 g中有由a至b的电流d 在p向下移动的过程中 a表的示数变小 油滴向上加速运动 g中有由b至a的电流 解析油滴原来处于平衡状态 重力和静电力平衡 电容器与滑动变阻器r 电阻r2相并联后与r1串联 滑片向上移动 电阻r变大 电路总电阻变大 电流变小 电容器两端电压为 u e i r r1 故电容器两端电压变大 带电荷量变大 电场力变大 油滴向上加速 电容器充电 故g中电流从b到a 故a错误 b正确 在将滑动变阻器滑片p向下移动的过程 电阻r变小 电路总电阻变小 电流变大 电容器两端电压为 u e i r r1 故电容器两端电压变小 带电荷量变小 电场力变小 油滴向下加速 电容器放电 故g中电流从a到b 故c正确 d错误 答案bc 3 多选 如图6所示 电流表a1 0 3a 和a2 0 0 6a 是由两个相同的电流计改装而成 现将这两个电流表并联后接入电路中 闭合开关s 调节滑动变阻器 下列说法中正确的是 图6 a a1 a2的读数之比为1 1b a1 a2的读数之比为5 1c a1 a2的指针偏转角度之比为1 1d a1 a2的指针偏转角度之比为1 5 解析电流表a1 0 3a 和a2 0 0 6a 是由两个相同的电流计改装而成 都是并联电阻 在题图中两电流计也是并联的 所以c正确 它们的量程之比为5 1 即总电阻之比为1 5 所以并联时读数之比5 1 所以b正确 答案bc 4 如图7所示 电源内阻不可忽略 电路中接有一小灯泡和一电动机 小灯泡l上标有 6v12w 字样 电动机的线圈电阻rm 0 50 若灯泡正常发光时 电源的输出电压为12v 此时 图7 a 整个电路消耗的电功率为24wb 电动机的热功率为12wc 电动机的输出功率为12wd 电动机的输入功率为12w 电动机的热功率pq i2rm 22 0 5w 2w 故b错误 灯泡正常发光时 电动机电压um u ul 12 6 v 6v 电动机的输入功率p umi 6 2w 12w 电动机的输出功率p出 p pq 12w 2w 10w 故c错误 d正确 答案d 1 闭合电路动态分析的三种常用方法 1 程序分析法 流程如下 方法小结 2 利用结论法 即 串反并同 法 串反 即某一电阻增大 减小 时 与它串联或间接串联的电阻中的电流 两端电压 消耗的电功率都减小 增大 并同 即某一电阻增大 减小 时 与它并联或间接并联的电阻中的电流 两端电压 消耗的电功率都增大 减小 3 极限法 因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 可将变阻器的滑片分别滑至两个极端 使电阻最大或电阻为零去讨论 2 电路中的电功 电热 电功率和热功率 1 纯电阻电路 q w uit i2rt p ui i2r 2 非纯电阻电路 w q w q e其他 p电 p热 p电 p热 p其他 5 在一小型交流发电机中 矩形金属线圈abcd的面积为s 匝数为n 线圈总电阻为r 在磁感应强度为b的匀强磁场中绕oo 轴以角速度 匀速转动 如图8甲所示 产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示 矩形线圈与阻值为r的电阻构成闭合电路 下列说法中正确的是 考题二交变电流的产生及描述 图8 解析由于磁通量是双向标量 在t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零 为 1 2bs 故a错误 答案d 6 将硬导线中间一段折成半圆形 使其半径为r 让它在磁感应强度为b 方向如图9所示的匀强磁场中绕轴mn匀速转动 导线在a b两处通过电刷与外电路连接 外电路接有额定功率为p 电阻为r的小灯泡并正常发光 电路中除灯泡外 其余部分的电阻不计 则下列说法正确的是 图9 答案a 7 多选 海洋中蕴藏着巨大的能量 利用海洋的波浪可以发电 在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔 其原理示意图如图10甲所示 浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上 浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动 且始终处于磁场中 该线圈与阻值r 15 的灯泡相连 浮桶下部由内 外两密封圆筒构成 图中斜线阴影部分 如图乙所示 其内为产生磁场的磁体 与浮桶内侧面的缝隙忽略不计 匝数n 200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度b 0 2t 线圈直径d 0 4m 电阻r 1 取重力加速度g 10m s2 2 10 若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v 0 4 sin t m s 则下列说法正确的是 图10 解析线圈在浮桶里随波浪上下运动切割磁感线产生感应电动势 e nblv nb dv 200 0 2 0 4 0 4 sin t v 64sin t v 故a错误 答案bc 知识小结 2 正弦式交流电的 四值 8 多选 如图11所示 一个理想变压器上有三组线圈 三组线圈匝数之比为n1 n2 n3 3 2 1 现将三只相同的灯泡分别接入三组线圈中 并把n1的接线端接上交变电源 接通电源后 下列各项正确的是 考题三变压器及远距离输电 图11 a 若l1正常发光 那么l2 l3都不能正常发光b 若l2正常发光 那么l1将烧毁c 若l2正常发光 那么l1 l3都不能正常发光d 若l3正常发光 那么l2将烧毁 若l2正常发光 那么l1和l3电流都小于i不能正常发光 b错误 c正确 若l3正常发光 那么l2电流大于i烧毁 d正确 答案acd 9 如图12为模拟远距离输电电路 两理想变压器的线圈匝数n1 n4 n2 n3 a1 a2 a3为相同的理想交流电流表 当a b端接入低压交流电源时 则 图12 a a1 a2的示数相等b a2 a3的示数相等c a1的示数大于a2的示数d a2的示数大于a3的示数 同理 a2的示数小于a3的示数 故b d错误 答案c 10 多选 某小型发电站通过升压变压器向60km远处的用户供电 在用户端用降压变压器将高压电变为220v供用户使用 设两个变压器均为理想变压器 输电示意图如图13所示 已知输电线的电阻率为 1 25 10 8 m 横截面积为1 5 10 4m2 发电机输出功率为20kw 输出电压为250v 若线路损耗的功率为输出功率的5 则下列说法正确的是 图13 解析发电机是通过电磁感应将其他形式的能转化为电能的设备 其原理为法拉第电磁感应定律 故a正确 答案ab 11 如图14所示 理想变压器的原 副线圈的匝数比n1 n2 2 1 原线圈接正弦式交流电 副线圈接电动机 电动机线圈电阻为r 当输入端接通电源后 电流表读数为i 电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升 若电动机因摩擦造成的能量损失不计 则图中电压表的读数为 图14 变压器电路的动态分析技巧 1 根据题意弄清变量和不变量 2 弄清动态变化过程中的决定关系 规律小结 3 利用直流电路的动态分析方法 具体思路如下 1 欧姆不仅发现了欧姆定律 还研究了电阻定律 有一个长方体金属电阻 材料分布均匀 边长分别为a b c 且a b c 电流沿以下方向经过该金属电阻 其中电阻阻值最小的是 专题综合练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 2015 江苏单科 1 一电器中的变压器可视为理想变压器 它将220v交变电流改变为110v 已知变压器原线圈匝数为800 则副线圈匝数为 a 200b 400c 1600d 3200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 b 3 多选 今有某小型发电机和一理想变压器连接后给一个灯泡供电 电路如图15 电压表和电流表均为理想电表 已知该发电机线圈匝数为n 电阻为r 当线圈以转速n匀速转动时 电压表示数为u 灯泡 额定电压为u0 电阻恒为r 恰能正常发光 则 图15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析电压与匝数成正比 所以变压器的原 副线圈的匝数比是n1 n2 u u0 故a正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案ab 4 如图16所示 图甲 图乙分别表示两种电压的波形 其中图甲所示的电压按正弦规律变化 下列说法正确的是 图16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 题图乙不是正弦式交流电 所以表达式不是正弦函数 故c错误 理想变压器变压后 频率不发生变化 故d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案b 5 2015 广东理综 15 如图17为气流加热装置的示意图 使用电阻丝加热导气管 视变压器为理想变压器 原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变 调节触头p 使输出电压有效值由220v降至110v 调节前后 图17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 a 副线圈中的电流比为1 2b 副线圈输出功率比为2 1c 副线圈的接入匝数比为2 1d 原线圈输入功率比为1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 副线圈电压减半 电阻不变 电流也随之减半 所以电流之比为2 1 故a错误 由p ui知 输出功率之比为4 1 故b错误 副线圈输出功率等于原线圈输入功率 所以原线圈输入功率之比为4 1 故d错误 答案c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6 如图18所示电路中 电源电动势为e 内阻为r 电阻r2为定值电阻 r1为滑动变阻器 a b为水平放置的电容器的上下两个极板 当滑动变阻器r1处于某位置时 a b两板间的带电油滴恰好悬浮不动 则下列说法中正确的是 图18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 a 两极板a b间正对面积减小其他条件不变时 油滴将向下运动b 移动r1的滑动触头且其他条件不变时 电压表的读数增大了 u 则电阻r2两端的电压减小了 uc r1滑动触头向左移动且其他条件不变时 带电油滴向上运动d r1滑动触头向右移动且其他条件不变时 r2上消耗的热功率变小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 电容器的电压等于路端电压 欲使带电油滴向上运动 必须增大路端电压 则使可变电阻r1滑动触头向右移动 故c错误 若将r1的滑动触头向右移动时 r1的电阻增大 总电流减小 即可知r2的发热功率减小 故d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案d 7 电吹风是生活中的常用电器 某款电吹风的各项参数如下表所示 其电路图如图19所示 理想变压器的两线圈匝数分别为n1和n2 a b c d为四个固定触点 可动的扇形金属片p可同时接触两个触点 触片p处于不同位置时 电吹风可处于停机 吹热风和吹自然风三种不同的工作状态 关于该款电吹风 下列说法中正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 图19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 a 触片p与触点b c接触时 电吹风吹热风b 变压器两线圈的匝数比n1 n2 22 5c 小风扇线圈电阻为8 d 电热丝正常工作时电阻为6 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8 在如图20所示电路中 闭合开关s 当滑动变阻器的滑动触头p向下滑动时 四个理想电表的示数都发生变化 电表的示数分别用i u1 u2和u3表示 电表示数变化量的绝对值分别用 i u1 u2和 u3表示 下列说法正确的是 图22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 当外电路电阻等于内阻时 电源的输出功率最大 当滑动变阻器的滑动触头p向下滑动时 外电阻变大 但是不知道外电阻与内阻的大小关系 所以无法判断电源输出功率的变化 则d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案b 9 普通的交流电压表是不能直接接在高压输电线路上测量电压的 通常要通过电压互感器来连接 图21中电压互感器ab一侧线圈的匝数较少 工作时电压为uab cd一侧线圈的匝数较多 工作时电压为ucd 为了使电压表能正常工作 则 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 图21 a ab接mn cd接pq uabucdc ab接pq cd接mn uabucd 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析