高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应 第1讲 恒定电流与交变电流

1、第1讲恒定电流与交变电流,1.(2016全国卷，16)一含有理想变压器的电路如图1所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ， 为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为(,图1 A.2 B.3 C.4 D.5,甲乙,答案B,2.(2016全国卷，17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图2所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为(,图2,解析S断开时等效电路如图

2、甲所示,甲,S闭合时等效电路如图乙所示,乙,答案C,3.(多选)(2016全国卷，19)如图3，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是(,图3 A.原、副线圈匝数比为91 B.原、副线圈匝数比为19 C.此时a和b的电功率之比为91 D.此时a和b的电功率之比为19,答案AD,4.(2015全国卷，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4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

3、功率的比值为k，则(,图4,答案A,5.(多选)(2014新课标全国卷，21)如图5所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd ，则(,图5,A.UabUcdn1n2 B.增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 C.负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大 D.将二极管短路，电流表的读数加倍,答案BD,备 考 指 导,考情分析,直流电路重点考查电路的功率计算、动态过程分析等；变压器、交

4、流电路部分由于与日常生活、生产紧密结合，在近几年高考中考查的频率较高,备考策略】 (1)理解串、并联电路的特点，闭合电路欧姆定律的含义。理解交变电流的“四值”含义和变压器、远距离输电的原理。 (2)掌握以下应考技法 程序法等效法分析推理法守恒法,直流电路的动态分析,规 律 方 法,闭合电路动态分析的两种常用方法 (1)程序分析法：流程如下,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,1.在如图6

5、所示的电路中，E为电源，电源内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)， 为理想电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片向上移动，则(,精 典 题 组,图6 A.电压表的示数变大 B.小灯泡消耗的功率变小 C.通过R2的电流变小 D.电源的内耗电压变大,解析将滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流减小，故R1两端的电压减小，并联部分电压增大，通过R2的电流变大，A、C错误；由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由PI2R可知，小灯泡消耗的功率变小，B正确；因电路中电流减小，故电源

6、的内耗电压减小，D错误。 答案B,2.如图7所示，电路中灯泡L1和L2均正常发光，由于电路某处发生断路故障，发现灯泡L1变暗，而灯泡L2变亮了。则下列判断正确的是(,图7 A.R1断路 B.R2断路 C.S断开 D.发生故障后电容器C的带电荷量减少,解析因为是断路(相当于该处电阻增至无穷大)，电路中电阻增大。此时电路中电流减小，路端电压增大。L1亮度比原来暗，说明L1中电流减小，根据“串反并同”规律，断路处必定与L1串联或间接串联。L2比原来亮，说明L2中电流增大，根据“串反并同”规律，断路处必定与L2并联或间接并联。分析题图可知，R2出现了断路故障，S断开不影响L1、L2。发生故障后，路端电

7、压增大，即C两端电压增大，所以电容器带电荷量增加。 答案B,3.(多选)如图8所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等。将滑动变阻器R4的滑片向b端移动，则(,图8 A.R3上消耗的功率增大 B.电流表读数减小，电压表读数增大 C.电源的输出功率增大 D.质点P将向下运动,解析将滑动变阻器R4的滑片向b端移动，其接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知干路电流I增大。电容器极板间的电压等于R3两端的电压。R4减小，并联部分的总电阻减小，则R3的电压减小，R3上消耗的功率减小，电容器极板间场强减小，质点P

8、所受的电场力减小，所以质点P将向下运动。流过电流表的电流IAII3，I增大，I3减小，则IA增大，所以电流表读数增大。R4的电压U4U3U2，U3减小，U2增大，则U4减小，所以电压表读数减小。由于R1的阻值和电源内阻r相等，则外电路总电阻大于电源的内阻r，当外电阻减小时，电源的输出功率增大，A、B错误，C、D正确。 答案CD,交变电流的产生和描述,规 律 方 法,解决交变电流的产生和描述的基本方法,2)书写交变电流瞬时值表达式的基本思路： 确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式EmnBS求出相应峰值。 明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。 a.若线圈从中性面位置开始转动，则

9、it图象为正弦函数图象，函数式为iImsin t。 b.若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为iImcos t,1.利用实验室的手摇发电机产生的正弦交流电给灯泡L供电，其电路如图9所示。当线圈以角速度匀速转动时，电压表示数为U，灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为r，灯泡正常发光时的电阻为R，电表均为理想电表，导线电阻可忽略，则(,精 典 题 组,图9,答案D,2. (多选)小型发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，bc边长度为L1，磁极间的磁场可视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈以角速度绕OO匀速转动，如图10所示。矩形线圈ab边和cd边产生的

10、感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，下列说法正确的是(,图10,答案AC,3.(多选)(2016湖南怀化模拟)如图11甲所示，阻值为r4 的矩形金属线框与理想电流表、理想变压器的原线圈构成回路，标有“12 V36 W”的字样的灯泡L与理想变压器的副线圈构成回路，灯泡L恰能正常发光，理想变压器原、副线圈的匝数之比为31。矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则(,图11,答案BD,变压器和远距离输电问题,规 律 方 法,3.原线圈连接有电阻的变压器问题的处理 变压器的原理是电磁感应中的互感现象，变压器不能改变恒定电流，当原线圈接有电阻时

11、，变压器的原线圈输出电压不是电源的电压，所以求解的关键是先求出原线圈中的电流，再由电压关系列式,1.如图12所示，某旋转磁极式发电机的转子有两对磁极，定子线圈的输出端接在一理想变压器的原线圈上。不计定子线圈的电阻，当转子以25 r/s的转速匀速转动时，在定子线圈中产生频率为50 Hz的正弦交流电。若使转子以50 r/s的转速转动，则(,精 典 题 组,图12,解析转速加倍，根据2n，角速度加倍，根据EmNBS，动生电动势的最大值加倍，变压器原线圈两端电压加倍，根据变压器原、副线圈的电压比等于匝数比可知，副线圈两端电压加倍，副线圈中电流加倍，根据电流与匝数关系可知电流表的示数也加倍，选项A正确，

12、B错误；转速加倍，则原线圈输入电压频率加倍，为100 Hz，变压器不改变电流频率，所以电阻R上交流电的频率为100 Hz，故选项C错误；根据法拉第电磁感应定律可知，电动势与磁通量变化率成正比，因为电动势加倍，变压器铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来的2倍，故选项D错误。 答案A,2.(2016德州模拟)如图13所示为远距离输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。闭合开关S后(,图13 A.升压变压器的输出电压增大 B.降压变压器的输出电流减小 C.输电线上损耗的功率增大 D.输电线上交流电的频率减小,解析根据输入电压决定输出电压，闭合开关S后，

13、升压变压器的输出电压不变，选项A错误；闭合开关S后，负载增加，负载总电阻减小，降压变压器的输出电流增大，输电线上电流增大，输电线上损耗的功率增大，选项B错误、C正确；根据变压器不改变交变电流频率可知，输电线上交流电的频率不变，选项D错误。 答案C,图14 A.开关闭合后，灯泡L1会变亮 B.开关闭合后，a、b端输入功率变小 C.开关闭合前，R1、R2消耗的功率相等 D.开关闭合前，电源的输出功率为5 W,答案C,图15,答案D,高频考点九结合理想变压器考查交流电路的动态分析,满分策略 理想变压器的动态分析是高考命题的重点，考查方向：一是负载不变，匝数比变化，讨论各量的变化情况；二是匝数比不变，

14、负载变化，讨论各量的变化情况。 (1)分析变压器动态变化问题的一般思维流程,2)分析变压器动态变化问题的关键 弄清变量和不变量，确定是负载电阻不变还是匝数比不变； 弄清变压器动态变化中的决定关系，即P2决定P1，I2决定I1，U1决定U2,满分示例 (6分)如图16所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕OO轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是(,图16,审题指导 第一步：抓关键点获取信息,第二步：分析选项找解题依据,满分模板,答案A,满分体验 (6分)(2016天津理综，5)如图17所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(,图17 A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大,解析当滑动