（全国通用）高考物理大二轮总复习 增分策略 专题六 第2讲 直流电路和交流电路试题.doc

第2讲直流电路和交流电路高考题型1直流电路的动态分析解题方略1纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较(1)纯电阻电路：电功wuit，电功率pui，且电功全部转化为电热，有wquitti2rt，puii2r.(2)非纯电阻电路：电功wuit，电功率pui，电热qi2rt，电热功率p热i2r，电功率大于电热功率，即wq，故求电功、电功率只能用wuit、pui，求电热、电热功率只能用qi2rt、p热i2r.2电源的功率和效率(1)电源的几个功率电源的总功率：p总ei电源内部消耗的功率：p内i2r电源的输出功率：p出uip总p内(2)电源的效率100%100%.3直流电路动态分析方法(1)程序法：基本思路是“部分整体部分”即从阻值的变化入手，由串、并联规律判定r总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断i总和u端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况(2)结论法“并同串反”“并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)“串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)例1(2015宝鸡九校联考)如图1所示，平行金属板中带电质点p原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器r4的滑片向b端移动时，则()图1a电压表读数减小b电流表读数减小c质点p将向上运动dr4上消耗的功率逐渐增大预测1(2015上海市浦东新区二模) 如图2所示电路中，l1、l2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，r为光敏电阻(光照越强，阻值越小)闭合开关s后，随着光照强度逐渐增强()图2a两只灯泡均逐渐变暗b两只灯泡均逐渐变亮c电源内电路消耗的功率逐渐增大d光敏电阻r和灯泡l1消耗的总功率逐渐增大预测2(2015南通市二模) 某温控电路的原理图如图3所示，rm是负温度系数半导体热敏电阻，r是滑动变阻器，某种仪器要求在1527 的环境中工作当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备下列说法中正确的是()图3a环境温度降低，rm的阻值减小b环境温度升高，uab变大c滑片p向下移动时，uab变大d调节滑片p能改变升温和降温设备启动时的临界温度高考题型2交流电的产生和描述解题方略1线圈通过中性面时的特点(1)穿过线圈的磁通量最大；(2)线圈中的感应电动势为零；(3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次2交流电的“四值”(1)最大值emnbs.分析电容器的耐压值(2)瞬时值enbssin t.计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况(3)有效值：正弦式交流电的有效值e；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值(4)平均值：n，常用来计算通过电路的电荷量例2(2015泰安模拟) 如图4所示，边长l0.2 m的正方形线圈abcd，其匝数n10，总电阻r2 ，外电路的电阻r8 ，ab边的中点和cd边的中点的连线oo恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度b1 t，若线圈从图示位置开始计时，以角速度2 rad/s绕oo轴匀速转动则以下判断中正确的是()图4a在t s时刻，磁场穿过线圈的磁通量最大b闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e0.8sin 2t vc从t0时刻到t s时刻，通过电阻r的电荷量q0.02 cd从t0时刻到t s时刻，电阻r上产生的热量为q3.2104 j预测3(多选)(2015沈阳市检测) 如图5所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴oo匀速转动沿着oo从上向下观察，线圈沿逆时针方向转动已知线圈匝数为n，总电阻为r，ab边长为l1，ad边长为l2，线圈转动的角速度为，外电阻阻值为r，匀强磁场的磁感应强度为b，则下列判断正确的是()图5a在图示位置ab边所受的安培力为fb线圈从图示位置转过90的过程中，通过电阻r的电荷量为qc在图示位置穿过线圈的磁通量为0d在图示位置穿过线圈的磁通量的变化率为0预测4(2015揭阳二模) 如图6所示的交流电压加在一电阻两端，下列说法不正确的是()图6a该交流电压的频率为50 hzb该交流电压的周期为0.03 sc并联在该电阻两端的交流电压表的示数为110 vd该交流电压的瞬时值表达式为u110sin 100t(v)预测5(2015广东七校第二次联考)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图7甲所示已知发电机线圈内阻为5 ，现外接一只电阻为105 的灯泡，如图乙所示，则()图7a电路中的电流方向每秒钟改变50次b电压表的示数为220 vc灯泡实际消耗的功率为440 wd发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20 j高考题型3变压器和远距离输电问题解题方略1理想变压器的基本关系式(1)功率关系：p入p出(2)电压关系：.(3)电流关系：只有一个副线圈时.2理想变压器动态分析的两种情况(1)负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况(2)匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、弄清“谁决定谁”的制约关系对电压而言，输入决定输出；对电流、电功(率)而言，输出决定输入例3(2015新课标全国16) 一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，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220 v的正弦交流电源上，如图8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()图8au66 v，k bu22 v，kcu66 v，k du22 v，k预测6(多选)(2015广州二模)如图9为模拟远距离输电电路，两理想变压器的线圈匝数n1n4n2n3，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9aa1、a3的示数相等ba1、a2的示数相等ca1的示数大于a2的示数da2的示数大于a3的示数预测7(2015苏锡常镇四市二模)如图10所示，理想变压器原、副线圈匝数比为101，输入电压u311 sin (100t) v，l1和l2灯泡都正常发光，两电表可视为理想交流电表则()图10a该交流电的频率为100 hzb电压表的示数为31.1 vc若将变阻器的滑片p向上滑动，则电流表的示数将变大d若将变阻器的滑片p向上滑动，则灯泡l1将变暗、灯泡l2将变亮预测8(多选)(2015第三次全国大联考)如图11所示，理想变压器原线圈匝数为n1；副线圈a、b之间匝数为n2，b、c之间匝数为n3；且有n1n2n3521.原线圈两端加交流电压u1220 v，图中电压表和电流表均为理想交流电表下列说法正确的是()图11a开关打在a处时，电压表的示数为88 vb开关打在b处时，将滑动变阻器滑片p向下滑动的过程中，变压器输入功率逐渐增大c滑动变阻器保持不变，当开关由a打到b，电压表前后示数之比为31d滑动变阻器保持不变，当开关由a打到b，电流表前后示数之比为31高考题型4交变电流的综合问题分析解题方略交变电流的综合问题，涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值的计算，与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等，解答时应注意以下两点：1分清交流电路“四值”的不同计算方法和物理意义2学会将直流电路、闭合电路欧姆定律的知识应用在交流电路中例4(多选)(2015上饶二模)如图12所示，匝数n100匝、面积为s0.448 m2的导线框abcd所在处的磁感应强度大小b t线框绕垂直于磁场的轴oo以角速度100 rad/s匀速转动，并与理想升压变压器相连进行远距离输电，升压变压器的原、副线圈匝数之比为25，理想降压变压器副线圈接入一只“220 v,1 100 w”的灯泡，且灯泡正常发光，输电线路总电阻r20 ，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则下列说法中正确的是()图12a电压表的读数为448 vb输电线路的电流为0.98 ac电流表的读数为2.5 ad降压变压器的原、副线圈匝数比为51预测9(2015泰安市二模)如图13甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为41，电压表和电流表均为理想电表，rt为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，r1为定值电阻若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电下列说法中正确的是()图13a输入变压器原线圈的交流电压的表达式为u36sin 50t vb变压器原、副线圈中的电流之比为41ct0.01 s时，发电机的线圈平面位于中性面drt温度升高时，变压器的输入功率变小提醒：完成作业专题六第2讲学生用书答案精析第2讲直流电路和交流电路高考题型1直流电路的动态分析例1a滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，则内电压增大，由闭合电路欧姆定律可知路端电压减小，r1两端的电压增大，并联部分电压减小，即r2与r4串联电路两端的电压减小；因并联部分电压减小，则r3中的电流减小，而干路电流增大，故电流表中的电流增大，故b错误；而由于电流表示数增大，由欧姆定律可知r2两端的电压增大，故r4两端的电压减小，电压表示数减小，故a正确；电容器两端的电压减小，质点所受电场力减小，则质点将向下移动，故c错误；将r4之外的其他部分等效为电源的内电阻，则由电源的输出功率可知，当内、外电阻相等时，输出功率最大，因不明确电阻的大小关系，故r4上消耗的功率可能先增加后减小，故d错误预测1c预测2d高考题型2交流电的产生和描述例2ct s，在t s时刻，线圈从图示位置转过90，此时磁场穿过线圈的磁通量最小，故a错误；闭合电路中感应电动势的瞬时表达式eemsin t，而emnbs，所以enbsin t0.4sin 2t v，故b错误；由qn10 c0.02 c，故c正确；从t0时刻到t s时刻，电阻r上产生的热量为qi2rt()2rt1.6103 j，故d错误预测3abc根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，则有：i，再由安培力表达式fbil1，所以a正确；线圈从图示位置转过90的过程中，根据q，则有流过电阻r的电荷量为q，所以b正确；在图示位置穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，故c正确，d错误预测4b预测5d高考题型3变压器和远距离输电问题例3a原、副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压u，可知副线圈电压为u，原线圈电压为3u，副线圈电流i2，根据得原线圈电流i1，那么原线圈输入电压220 v3ur，整理可得u66 v；原、副线圈电阻消耗的功率根据pi2r，电阻相等，i1i213，可得功率之比为p1p219，即k.根据以上分析可知选项a正确预测6ac根据变压器的规律电流与匝数成反比，得，且n1n4n2n3，故a1的示数大于a2的示数，a1、a3的示数相等，故b错误，a、c正确；同理，a2的示数小于a3的示数，故d错误预测7c预测8bc开关打在a处时，根据，可知电压表示数为132 v，a错误；无论开关打a还是打到b，只要滑动变阻器的滑片向下滑动，变阻器的阻值减小，消耗的功率增大，因而输入功率也增大，b正确；滑动变阻器保持不变，当开关由a打到b，根据，c正确；根据p，滑动变阻器前后消耗的功率之比为，而输入电压不变，因此输入电流之比为91，d错误高考题型4交变电流的综合问题分析例4acd矩形闭合导线框abcd在磁场中转动，产生的交流电的最大值为emnbs1000.448100 v448 v，由于最大值为有效值的倍，所以交流电的有效值为448 v，故a正确；灯泡中的电流：i4 a5 a