高考物理专题4第9讲恒定电流和交变电流中常考的4个问题(选择题)教案.

1、第9讲 恒定电流和交变电流中常考的 4个问题（选择题）ObKAOUIIiGBA 口 GLD考情报告1#筒违定倉主要题型：选择题难度档次：低档难度或中档难度欧姆定律，串、并联电路的特点，组合交变电流、变压器、远距离输电等考点，一般不与其他模块知识发生综合.只考查知识的直接应用，以简 单的分析、计算为主.,咼考热点1 以电路图设题考查欧姆定律、串并联电路的特点及应用、电功率和直流电路的动态分析基本上 是逢题必有图.2正弦交流电rn:i：iitr.jjraiIi2瞬时值i = I msin 31，有效值1=、I m为最大值，周期 T= f、co = -，一般交流电的特点、图象.3 .理想变压器U n

2、i11 n2 P入= P出，频率相等，rr=，厂=一U2 n212 niU Ua- I2 Ii（动态变化规律）r, Pt珂 A4 .远距离输电._严ir /a a - a . iD2 * 高考必备AM*升母底压幣寿脈变販曙牧姐足律班路的屮井联 电功率二电热、欧姆定律1 .部分电路欧姆定律1 =2 .闭合电路的欧姆定律I =（1）路端电压与电流的关系：U=2路端电压与负载的关系:R 1U=IR=rt7e=rE，1 + R路端电压随外电阻的增大而，随外电阻的而减小.3 电功、电功率电功W qU=纯电阻=伽=3电功率 P= W UI纯=I=I2 3R= RtR 在非纯电阻电路中，WQ其关系为：Ult

3、 = I2Rt + W其他.、交变电流1 交流电的“四值”I最大值? I Em= NBSp |? |计算电容器的耐压值瞬时值? e= Esinco t ?计算闪光电器的闪光时间等正弦交流电 的有效值 ?电表的读数及 计算电热、电 功及保险丝的 熔断电流平均值NA e=TT计算通过导体的电荷量#(2) 常用关系式 功率关系P1 = P2, P3= P4, P2= P 线 + R.电压损失#U 损=12R 线=U2 U3 输电电流P2 P U U3输电导线上损耗的电功率2 P2 2P损=I线U损=I线R线=包 R线.，状元微博名师点睛1 直流电路的动态变化分析在高考试题中是以选择题形式考查的往往以

4、下列变化方式探究整个电 路的电流、电压变化情况：(1) 某一支路的滑动变阻器的阻值变化；(2) 某一支路电键闭合或断开；(3) 热敏电阻或光敏电阻的阻值变化.2 .基本思路“部分一-整体一t部分”加 增大增大即R局,t R总,减小减小减小增大I分I总t U端？增大减小U分3 原、副线圈中各量的因果关系电压关系：U决定U电流关系：丨2 决定I 1功率关系：P2决定Pl上述决定关系是由变压器的原理及能量守恒确定的. 课堂笔记511$力 常 考问题站老平豊得准曲房常考问题26直流电路中的“动态变化”分析611$力 常 考问题站老平豊得准曲房#11$力 常 考问题站老平豊得准曲房【例1】（2012 上

5、海单科，17）直流电路如图9-2所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（）A. 总功率一定减小B. 效率一定增大C. 内部损耗功率一定减小D. 输出功率一定先增大后减小解析 滑片P向右移动时外电路电阻 R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由戸总=EI可得PR卜 1总减小，故选项 A正确.根据 n可知选项B正确.由P损=I2r可知，选项 C正确.由P输尽卜+ rr1 + R外P输的变化情况，选项 D错误.-R外图象，如下图，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判断#答案 ABC沐& 如图9 3所示，开关S接通后，将滑动变阻器的滑片P向a端移动时，各电表的示数变化情况是（）.A.V

6、减小，V2减小，A增大，A增大B.V增大，V2增大，A减小，A减小C.V减小，V2增大，A减小，A增大D.V增大，V2减小，A增大，A减小得分技巧1电路中不论是串联部分还是并联部分，只有一个电阻的阻值变大（变小）时，整个电路的总电阻也变大（变小）；2 .根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判断总电流、路端电压的变化；3 .由总电流和路端电压的变化判断固定电阻部分的电压变化；4 .由固定电阻部分的电压变化，最后确定变化电阻的电压、电流的变化.课堂笔记78常考问题27.TIF, JZ交变电流的描述及“四值”的应用【例2】(2012 广东理综，19)某小型发电机产生的交变电动势为e= 50 sin

7、 100 n t (V).对此电动势，下列表述正确的有().A.最大值是50.2 VC.有效值是25：2 V解析交变电动势 e= Emsin 3 t或e= Ecos 31 ,B.频率是D.周期是100 Hz0.02 s其中Em为电动势的最大值,为角速度，有效值Em2 n150E=，周期 T =，频率 f = ” 由 e= 50sin (100 n t )V 知，En= 50 V, E=述3T护V = 25：2 V , T=凸Y32 n100 n1 1s = 0.02 s , f =0 02 Hz = 50 Hz，所以选项 C、D 正确.答案 CD颅测 如图9 4甲所示，一矩形线框在匀强磁场中绕

8、轴OO匀速转动，产生的交变电流输出电压的变化规律如图9 4乙所示，对此下列说法正确的是().图9-4#A. 该交变电流的方向每秒改变200次B. 该交变电流的变化规律可表示为u= 5 sin(200 n t)VC.在0.01 s的时刻，穿过线框的磁通量为05D.若某一氖泡的两端电压达到一尸V时便可发光，把图示的交变电流接在该氖泡的两端，氖泡便可一直发光，借题发挥解决交变电流的问题要注意以下几个方面(1)解决交变电流的产生问题，要把线圈在匀强磁场中的位置与图象上的时刻对应好，理解几个特殊位置的丁7、E及电流方向的特点. t区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值.由交变电(3)流的图象会求有

9、关的物理量会写瞬时值表达式 交变电流的表达式 求有关的物理量.特别提醒交变电流瞬时值表达式书写的基本思路(1) 确定正余弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式E产NBSd求出相应峰值.(2) 明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式.如：线圈从中性面开始计时，则 it关系为正弦函数，函数表达式为 i = Imsin 31. 线圈从垂直中性面开始计时，则 i t关系为余弦函数，函数表达式为 i = InCOS 3 t. 常考问题28有关变压器问题的分析图9 59【例3】(2012 福建理综，14)如图9 5所示，理想变压器原线圈输入电压 u= Usin 3 t，副线圈 电路中R)为定值电阻，R是

10、滑动变阻器和是理想交流电压表，示数分别用U和U表示；禾晒是理想 交流电流表，示数分别用 11和12表示下列说法正确的是( )A. 丨1和12表示电流的瞬时值B. U1和Lb表示电压的最大值C. 滑片P向下滑动过程中，L2不变、丨1变大D. 滑片P向下滑动过程中，L2变小、11变小左匹鱼 据泰国世界日报报道，由于受洪水影响，2011年10月27日至31日泰国全国放“水灾特别假”.泰国政府在受灾区建起临时供电系统，它由发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图9 6所示，电动机内阻、输电线的电阻和变压器内阻均可忽略不计.滑动触头P置于a处时，用电器恰好正常工作.下列情况正确的是 (图9 6#A. 当

11、发电机输出的电压发生波动，使V1示数小于正常值时，应使滑动触头P向下滑动A1的读数变大，A的读B. 当发电机、用电器正常工作时，触头位置不变，如果突然增加用电器，则数变大C. 当用电器增加时，为保证正常工作，滑动触头P应向上滑动D. 当发电机、用电器正常工作时，触头位置不变，如果突然增加用电器，则思维模板1 理想变压器动态分析的两种情况及注意事项（1）一类是负载电阻不变，原、副线圈的电压U、12,电流丨1、丨2随匝数比的变化而变化的情况；（2）另一类是匝数比不变，上述各量随负载电阻的变化而变化的情况.不论哪种情况，处理此类问题都要注意两点：根据题意分清变量和不变量；要弄清“谁决定谁”的制约关系

12、一一对电压而言，有输入才有输出,故输入决定输出；对电流、电功（率）而言，有输出才有输入，故输出决定输入.2 动态分析问题的思路程序一 勺 %战厂 I r一_ 次定 ？ 淤农/ -_2决楚/ 决定课堂笔记常考问题29远距离输电【例4】（2012 天津理综，4）通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压 U保持不变，输电线路的总电阻为 R当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为 P，若将副线P2圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为 F2,贝U P1和u分别为（）PR 1A- ku n B-P 21 PR 1 P 21ku R n C- kun2 D ku R

13、 n2解析 根据变压器的变压规律，得U= k ,普=nk ,所以U= kU, U2= nkU.根据P= UI ,知匝数比为 kP PP P和nk的变压器副线圈的电流分别为“u=& “U；=nPU根据P= i2r输电线路损耗的电功率分别为p=i2r= kU；F2 = l；R=nR所以| = 4.选项D正确选项P nA B、C错误.答案 D本题考查了变压器、远距离输电、电功率等知识，主要考查考生的理解能力、推理能力本题难度中 等.吃工O “风雨同舟，坚强不曲”，舟曲特大泥石流发生后，全国人民伸出了援助之手某公司向灾区捐赠一批柴油发电机该柴油发电机说明书的部分内容如表所示.现在用一台该型号的柴油发电

14、机给灾民临时安置区供电 （如图9-7 所示），发电机到安置区的距离是400 m输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线.该型导线单位长度的电阻为2.5 X 10 4 Q .安置区家用电器的总功率为44 kW当这些家用电器都正常工作时.下列说法正确的是（）.型号AED6500 S最大输出功率60 kW输出电压范围220 V 300 V火线安賈风41)0 mA. 输电线路中的电流为 20 AB. 输电线路损失的电功率为8 000 WC. 发电机实际输出电压是 300 VD. 如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是260 .;2 V,思维模板1 对高压输电问题，应按“发电机

15、一t升压变压器远距离输电线降压变压器一t用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析，故解决此类问题的关键是要画出输电线 路图.2计算线路功率损耗时应用P损=I线R线，其中I线可以由公式P输出=I线U输出求出，而公式 P损=U线Iu!线和P损=则不常用，原因是在一般情况下，输电线分担的电压不易求出，且易将输电线分担的电压和输R线电电压混淆而出错.课堂笔记1210咼考阅卷老师支招；突破肆宜流动态电路分析的常用技法14#技法1程序思维法【技法阐释】 程序思维法是按照事物发展的一般规律流程进行正向思维的一种方法处理直流电路动态变化问题的基本思路是电路结构的变化tR的变化t R总

16、的变化t I总的变化t U端的变化t固定支路并联分流I 、八+吹 串联分压ut变化支路pfT r 瓦图9-8【高考佐证】(2011 上海单科，12)如图9- 8所示电路中，闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时()电流表 A读数变大电流表 A读数变小电流表 A读数先变小后变大电流表 A读数先变大后变小A. 电压表V读数先变大后变小B. 电压表V读数先变小后变大C. 电压表V读数先变大后变小D. 电压表V读数先变小后变大(R R) RR)解析 设P以上电阻为R，则变阻器在电路中的阻值 R = 当R =石时，R最大.P从最R)2高端向下滑动时，回路总电阻先增大，后减小.当P滑向中点

17、时:#P滑过中点后，R Jt I fT uj,由并联分流Ia=芋1，新的Ia增大，故A正确.R答案 A技法2筛选排除法【技法阐释】当选择题提供的几个选项之间是相互矛盾的，可根据题设条件、备选选项的形式灵活运用物理知识，分析、推理逐步排除不合理选项，最终留下符合题干要求的选项.此法是解答选择题的基本技巧和方法，是使用频率最咼的方法.图9-9【高考佐证】（2010 安徽卷）如图9-9所示，M N是平行板电容器的两个极板，R）为定值电阻，R、F2为可调电阻，用绝缘细线将质量为 m带正电的小球悬于电容器内部，闭合电键S,小球静止时受到悬线的拉力为F调节R、F的大小判断正确的是（）.A.保持R不变,缓慢

18、增大F2时,F将变大B.保持R不变,缓慢增大F2时,F将变小C.保持艮不变,缓慢增大R时,F将变大D.保持艮不变，缓慢增大R时,F将变小15解析 R不变，缓慢增大F2时，R）两端电压减小，平行板电容器的极板电压U减小，小球受到的电场力F电=4#减小，悬线拉力 F=寸（mg） 2+ F1减小，故B正确，排除A艮不变，缓慢增大 R时，F0两端电压不变，F电不变，悬线拉力 F不变，排除C D.答案为B.答案 B技法3利用结论法：即“串反并同”法【技法阐释】 所谓“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 端电压都减小（增大）；所谓“并同”，即某一电阻增大（减小）时，与

19、它并联或间接并联的电阻中的电流、 两端电压都增大（减小）.【模拟佐证】G为灵敏电流计（电路图如图9- 10 所示）,当电键S闭合时，在电容器的平行板间恰好 有一带电微粒处于静止状态则下列说法正确的是（）.图 9 10A.将R的滑片向下移动的过程中,微粒向上加速运动，G中有从上向下的电流B.将艮的滑片向下移动的过程中,微粒向下加速运动,G中有从下向上的电流C.将艮的滑片向下移动的过程中,微粒仍静止不动,G中有从下向上的电流#D.将S断开后，微粒仍保持静止状态，G中无电流通 过技法4极限思维法【技法阐释】 极限思维法是把某个物理量推向极端，即极大或极小的极限位置，并以此作出科学的 推理分析，从而给

20、出判断或导出一般结论当题目要求定性地判断某一具体的物理量的变化情况或变化趋势时，可假设其他变量为极端的情况，从而就能较快地弄清该物理量的变化趋势，达到研究的目的.“要想使灯泡L变暗，可以（）图 9 11【模拟佐证】 在图9 11所示的电路中，电源的电动势恒定A. 增大R1的阻值B. 减小R的阻值C. 增大艮的阻值减小R2的阻值17* -EUlTANQYAMLlJkLN04 *随堂演练图 9 121 如图9 12所示的电路，a、b、c为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内阻，当变阻器R的滑动触头P向上移动时，下列判断中正确的是（）.A. b灯中电流变化值小于 c灯中电流变化值B. a、b两灯变亮，c

21、灯变暗C. 电源输出功率增大D. 电源的供电效率增大2. （2012 郑州市预测）如图9 13所示为某小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P，输出功率为F2,输出电压为 U; B为降压变压器，其输入功率为R,输入电压为 U.A、B均为理想变压器，输电电流为 I，输电线的总电阻为 r，则下列关系正确的是（）.图 9 13B.d+ IrC. RRD. P2= P33. 如图9 14甲所示为一家用台灯内部电路简图，其中R为保护电阻，L为灯泡，自耦变压器左端所A. 滑片P向上滑动过程中，灯泡亮度逐渐增大B. 滑片P向上滑动过程中，由于原、副线圈中的电流与它们的匝数成反比，所以变压器

22、中电流减小 变压器左端所加交流电的有效值为220 V19#图 9 150.01 s滑片处于线圈中点位置时，灯泡获得的交流电压的周期为#4. （2012 课标，17）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 9 15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 丨1,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（）A. 380 V 和 5.3 AB. 380 V

23、和 9.1 AC. 240 V 和 5.3 AD. 240 V 和 9.1 A5 .有两个用相同导线绕成的正方形单匝线圈，在同一匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，产 生正弦交流电，交变电动势 e随时间t的变化关系分别如图 9 16中的实线和虚线所示，线圈电阻不计, 则（）A. t = 0时，两线圈均处于中性面位置B. 两线圈转动的角速度一定相同C. 两线圈面积相等D. 两线圈分别向同一电阻R供电，在T时间内电阻R上产生的热量相同【咼考必备】UE(2)增大减小、1.R停(1)E- Ir3.(1) UIt-RtU n111n2、2.(1)P 入P 出(2)U=n2(3)=-I2n1【常考问题】

24、预测1 A 本题考查电路的动态分析，解决本题的关键是由总电压或总电流得到各支路的电压或电流滑动变阻器的滑片 P向a端移动时，连入电路的电阻减小，整个回路的总电阻减小，根据闭合电路欧 姆定律I = Rg可知，干路电流I增大，即A的示数增大；再利用并联电路的特点可知，A的示数也增大;又路端电压 U= E Ir , I增大，U减小，即Vi的示数减小；V2两端的电压为E I(r + R并),I增大，U减小，V2的示数减小.预测2 AB 由图象可知，电压的最大值为Lm= 5 V、周期为T= 0.01 s.交变电流在一个周期内电流的方向改变两次，所以该电流每秒改变方向200次，A正确；2 n3= =200

25、 n rad/s，所以其变化规律为u= 5 sin(200 n t)V, B正确；由图象可知，在0.01 s、一5的时刻U = 0,= 0,但磁通量 不为0, C错误；氖泡依照交变电流的瞬时值工作，所以只有电压在 V5 V的范围时，氖泡才发光，D错误.【例3】C 交流电表的示数为有效值，故 A、B两项均错误；P向下滑动过程中，R变小，由于交流电源、原副线圈匝数不变， U、U2均不变，所以丨2= 大，由厂=，得丨1 = 12变大，故C项正确、R)+ R12 n1n1D项错误.U U2预测3 BD 当发电机输出的电压发生波动，使V1示数小于正常值，用电器不变时，由一=一知，应n1 n2增加n2.A

26、错误；当发电机、用电器正常工作时，如果突然增加用电器，由于用户的用电器并联，故总电阻减小，12增大，ml 1 = n212, 11增大，B正确；当用电器增加时，由题意可知，输出电压不变.故滑动触头P位置不变，C错误；由于不计电动机内阻、输电线的电阻和变压器内阻，当发电机、用电器正常工作时， 触头位置不变，增加负载对输出、输入电压均无影响，D正确.Po 4.4 x 1042预测4 BD I线=10= =A = 200 A;线路损失功率 P线=I线R线=8 000 W,线路两端电压 UU0220=I线R线=40 V,所以发电机输出电压为 260 V ;如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最 大值是