【创新设计】2016届高考物理一轮复习专题四电路和电磁感应第9讲恒定电流和交变电流课件

1、第9讲恒定电流和交变电流1.(2013江苏单科，4)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1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()图图1A.RM变大，且变大，且R越大，越大，U增大越明显增大越明显B.RM变大，且变大，且R越小，越小，U增大越明显增大越明显C.RM变小，且变小，且R越大，越大，U增大越明显增大越明显D.RM变小，且变小，且R越小，越小，U增大越明显增大越明显解析解析由题意知，由题意知，S两端的电压增大，则电路中的电流增大，药两端的电压增大，则电路中的电流增大，药液接触传感

2、器的电阻变小，则液接触传感器的电阻变小，则A、B选项是错误的；将选项是错误的；将S看做外看做外电路，其余看做等效电源，如右图根据电路，其余看做等效电源，如右图根据UEIr可判断，同样可判断，同样的变化电流，则内阻越大电压变化越大，因此答案为的变化电流，则内阻越大电压变化越大，因此答案为C。答案答案C2.(多选多选)(2013江苏单科江苏单科，8)如图如图2所示，理想变压器原线圈接所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡处于图示位置时，灯泡L能能发光。要使灯泡变亮，可以采取的方法有发光。要使灯泡变亮，可以采取的方法有()图图2A.向下

3、滑动向下滑动PB.增大交流电源的电压增大交流电源的电压C.增大交流电源的频率增大交流电源的频率D.减小电容器减小电容器C的电容的电容解析解析向下滑动向下滑动P，变压器副线圈电压降低，灯泡变暗，变压器副线圈电压降低，灯泡变暗，A错误；增大交流电源电压，副线圈电压升高，灯泡变亮，错误；增大交流电源电压，副线圈电压升高，灯泡变亮，B正确；增大交流电源频率，电容器容抗减小，电流变大，正确；增大交流电源频率，电容器容抗减小，电流变大，灯泡变亮，灯泡变亮，C正确；减小电容器的电容，容抗增大，电流正确；减小电容器的电容，容抗增大，电流减小，灯泡变暗，减小，灯泡变暗，D错误。错误。答案答案BC3.(2014江

4、苏单科江苏单科，3)远距离输电的原理图如图远距离输电的原理图如图3所示，升压变压所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为，电压分别为U1、U2，电流，电流分别为分别为I1、I2，输电线上的电阻为，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是下列关系式中正确的是()图图3答案答案D4.(2015江苏单科江苏单科，1)一电器中的变压器可视为理想变压器，它一电器中的变压器可视为理想变压器，它将将220 V交变电流改变为交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为。已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为则副

5、线圈匝数为()A.200 B.400 C.1 600 D.3 200答案答案B知识热点知识热点(1)应用串、并联电路规律以及欧姆定律对电路进行动态分析应用串、并联电路规律以及欧姆定律对电路进行动态分析及对电功率的分析与计算。及对电功率的分析与计算。(2)交变电流的产生、图象以及交变电流的产生、图象以及“四值四值”应用的考查。应用的考查。(3)理想变压器理想变压器“三个关系三个关系”的考查。的考查。(4)理想变压器与远距离输电问题的综合考查。理想变压器与远距离输电问题的综合考查。思想方法思想方法(1)程序法程序法(2)等效法等效法(3)分析推理法分析推理法(4)守恒法守恒法考向一直流电路的分析考

6、向一直流电路的分析核心知识核心知识规律方法规律方法1.闭合电路动态变化的原因闭合电路动态变化的原因(1)当外电路的任何一个电阻增大当外电路的任何一个电阻增大(或减小或减小)时，电路的总电阻时，电路的总电阻一定增大一定增大(或减小或减小)。(2)若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多，总电阻减小。的通断使并联的支路增多，总电阻减小。(3)热敏电阻或光敏电阻的阻值变化。热敏电阻或光敏电阻的阻值变化。2.闭合电路动态分析的方法闭合电路动态分析的方法基本思路是基本思路是“局部局部整体整体局部局部”流程图：流程图：1.按

7、如图按如图4所示的电路连接各元件后，闭所示的电路连接各元件后，闭合开关合开关S，L1、L2两灯泡都能发光。在两灯泡都能发光。在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断正确的是的滑片向左移动时，下列判断正确的是()A.L1灯亮度不变灯亮度不变B.L1灯变亮灯变亮C.L2灯功率变小灯功率变小D.L2灯变亮灯变亮图图4解析解析滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中的总电阻减小，滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中的总电阻减小，总电流增大，则总电流增大，则L2灯变亮，灯变亮，L2灯功率变大。路端电压减小，灯功率变大。路端电压减小，又又L2灯两端的电压增大

8、，故并联电路两端的电压减小，则灯两端的电压增大，故并联电路两端的电压减小，则L1灯两端的电压减小，灯两端的电压减小，L1灯变暗。选项灯变暗。选项D正确。正确。答案答案D2.(多选多选)(2015北京模拟反馈北京模拟反馈)将如图将如图5所示装置安装在沿直轨道运所示装置安装在沿直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的加速度进行检测。闭合开关加速度进行检测。闭合开关S，当系统静止时，穿在光滑绝缘，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在杆上的小球停在O点，固定在小球上的变阻器滑片停在变阻器点，固定在小球上的变阻器滑片停在变阻

9、器BC的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央。当火车的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央。当火车在水平方向有加速度时，小球在光滑绝缘杆上移动，滑片在水平方向有加速度时，小球在光滑绝缘杆上移动，滑片P随随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转。已知当火车向左加之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转。已知当火车向左加速运动时，电压表的指针向右偏。则速运动时，电压表的指针向右偏。则()A.电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做加速运动电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做加速运动B.电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做加速运动电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做加速运动C.电压表指针向左偏

10、，说明火车可能在向右做减速运动电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做减速运动D.电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做减速运动电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做减速运动图图5解析解析电压表指针向左偏，说明火车加速度向右，火车可能电压表指针向左偏，说明火车加速度向右，火车可能在向右做加速运动，也可能在向左做减速运动，选项在向右做加速运动，也可能在向左做减速运动，选项A正确，正确，C错误；电压表指针向右偏，说明加速度向左，火车可能在错误；电压表指针向右偏，说明加速度向左，火车可能在向左做加速运动，也可能在向右做减速运动，选项向左做加速运动，也可能在向右做减速运动，选项B错误，错误，D正确。正确

11、。答案答案AD3.(多选多选)(2015四川成都一诊四川成都一诊)如图如图6所示的电路所示的电路中，电源的电动势中，电源的电动势E和内阻和内阻r一定，一定，A、B为平为平行板电容器的两块正对金属板，行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电为光敏电阻。当阻。当R2的滑动触头的滑动触头P在在a端时，闭合开关端时，闭合开关S，此时电流表此时电流表A和电压表和电压表V的示数分别为的示数分别为I和和U。以下说法正确的是以下说法正确的是()A.若仅将若仅将R2的滑动触头的滑动触头P向向b端移动，则端移动，则I不变，不变，U增大增大B.若仅增大若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少板间距离，则电容器

12、所带电荷量减少C.若仅用更强的光照射若仅用更强的光照射R1，则，则I增大，增大，U增大，电容器所带电荷增大，电容器所带电荷量增加量增加D.若仅用更强的光照射若仅用更强的光照射R1，则，则U变化量的绝对值与变化量的绝对值与I变化量的绝变化量的绝对值的比值不变对值的比值不变图图6答案答案BD4.(多选多选)(2015江苏苏州调研江苏苏州调研)如图如图7所示，曲线所示，曲线C1、C2分别是纯直流电路中内、外电路消耗分别是纯直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线，由该图可知下的电功率随电流变化的图线，由该图可知下列说法正确的是列说法正确的是()A.电源的电动势为电源的电动势为4 VB.电源的

13、内阻为电源的内阻为1 C.电源输出功率最大值为电源输出功率最大值为8 WD.电源被短路时，电源消耗的功率为电源被短路时，电源消耗的功率为16 W图图7答案答案ABD考向二交变电流的产生及描述核心知识核心知识1.规律方法规律方法1.交流电交流电“四值四值”的应用的应用(1)最大值：分析电容器的耐压值；最大值：分析电容器的耐压值；(2)瞬时值：计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况；瞬时值：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：电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的有效值：电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流；熔断电流；(4)平均值：计算通过电路截

14、面的电荷量。平均值：计算通过电路截面的电荷量。2.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式公式EmnBS求出相应峰值。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。明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。若线圈从中性面位置开始转动，若线圈从中性面位置开始转动，eEmsin t若线圈从垂直中性面位置开始转动，若线圈从垂直中性面位置开始转动，eEmcos t1.图8甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产

15、生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈内阻为10 ，外接一只电阻为90 的灯泡，不计电路的其他电阻，则()图图8A.t0时刻线圈平面与中性面垂直时刻线圈平面与中性面垂直B.每秒钟内电流方向改变每秒钟内电流方向改变100次次C.灯泡两端的电压为灯泡两端的电压为22 VD.00.01 s时间内通过灯泡的电荷量为时间内通过灯泡的电荷量为0答案答案B2.(2015四川理综四川理综，4)小型手摇发电机小型手摇发电机线圈共线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴方向垂直于线圈中心轴OO，线圈

16、绕，线圈绕OO匀速转动，如图匀速转动，如图9所示。矩形线所示。矩形线圈圈ab边和边和cd边产生的感应电动势的最边产生的感应电动势的最大值都为大值都为e0，不计线圈电阻，则发电，不计线圈电阻，则发电机输出电压机输出电压()图图9答案答案D3.(多选多选)(2015山东青岛二中测试山东青岛二中测试)一交流电流的图象如图一交流电流的图象如图10所示，所示，由图可知由图可知()图图10A.用电流表测该电流其示数为用电流表测该电流其示数为14.1 AB.该交流电流的频率为该交流电流的频率为50 HzC.该交流电流通过该交流电流通过10 电阻时，电阻消耗的电功率为电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 WD

17、.该交流电流瞬时值表达式为该交流电流瞬时值表达式为i14.1 sin (628t) A解析解析根据图象知交流电的有效值为根据图象知交流电的有效值为10 A，则电流表示数，则电流表示数为有效值为有效值10 A，A项错误；周期项错误；周期T0.01 s，频率为，频率为100 Hz，B项错误；通过项错误；通过10 的电阻，电功率的电阻，电功率PI2R1 000 W，C项正确；瞬时值表达式为项正确；瞬时值表达式为iImsin t14.1sin (200t) A14.1 sin (628t) A，D项正确。项正确。答案答案CD4.(2015河北衡水中学质检河北衡水中学质检)如图如图11甲为小型旋转电枢式

18、交流发电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，绕的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴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匀速转动，线圈的两端经集流环的电刷与的电刷与R10 的电阻连接，与电阻的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理并联的交流电压表为理想电表，示数是想电表，示数是10 V。图乙是矩形线圈磁通量。图乙是矩形线圈磁通量随时间随时间t变化的变化的图象。则下列说法正确的是图象。则下列说法正确的是()图图11A.电阻电阻R上的电功率为上的电功率为20 WB.0.02 s时时R两端的电压瞬时值为零

19、两端的电压瞬时值为零C.R两端的电压两端的电压u随时间随时间t变化的规律是变化的规律是u14.1cos (100t) VD.通过通过R的电流的电流i随时间随时间t变化的规律是变化的规律是icos (50t) A解析解析由矩形线圈磁通量由矩形线圈磁通量随时间随时间t变化的图象可知产生的交变电变化的图象可知产生的交变电流周期为流周期为0.02 s，R两端的电压两端的电压u随时间随时间t变化的规律是变化的规律是u14.1cos (100t) V，选项，选项C正确；正确；0.02 s时线框中磁通量为零，时线框中磁通量为零，R两端的电两端的电压瞬时值最大，为压瞬时值最大，为14.1 V；电阻；电阻R上的

20、电功率为上的电功率为10 W，选项，选项A、B错误；通过错误；通过R的电流的电流i随时间随时间t变化的规律是变化的规律是i1.41cos (100t) A，选项选项D错误。错误。答案答案C图图12答案答案B6.(2015辽宁沈阳期末辽宁沈阳期末)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图间变化规律的图象如图13甲所示，已知发电机线圈内阻为甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0 ，外接一只电阻为外接一只电阻为9.0 的灯泡，则的灯泡，则()图图

21、13A.电压表电压表V的示数为的示数为20 VB.电路中的电流方向每秒改变电路中的电流方向每秒改变5次次C.灯泡实际消耗的功率为灯泡实际消耗的功率为36 WD.电动势随时间变化的瞬时值表达式为电动势随时间变化的瞬时值表达式为e20cos (5t) V答案答案C考向三变压器和远距离输电问题核心知识核心知识回路回路1：发电机回路：发电机回路P1I1U1回路回路2：输送电路：输送电路I2I3IR，U2U3UR，P2PRP3回路回路3：输出电路：输出电路I4I用用，U4U用用，P4P用用规律方法规律方法1.理想变压器问题中的两个理想变压器问题中的两个“弄清弄清”(1)弄清变量和不变量。如原线圈电压不变

22、，原、副线圈的匝数弄清变量和不变量。如原线圈电压不变，原、副线圈的匝数比不变，其他物理量可随电路的变化而发生变化。比不变，其他物理量可随电路的变化而发生变化。(2)弄清动态变化过程中的决定关系，如弄清动态变化过程中的决定关系，如U2由由U1决定，决定，P1、I1由由P2、I2决定。决定。2.理想变压器问题的分析流程理想变压器问题的分析流程1.在变电所，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，如图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是()解析解析电流互感器是测电流的，应串联在火线上，故选项电流互感器是测电流的，应串联在火线上，故选项B、D错误；由变压器电流关系错误；由变压

23、器电流关系n1I1n2I2，要使，要使I2I1，须，须n2n1，故选项故选项A正确。正确。A2.(2015吉林长春三模吉林长春三模)某研究小组成员设计了一某研究小组成员设计了一个如图个如图14所示的电路，已知纯电阻所示的电路，已知纯电阻R的阻值不的阻值不随温度变化，与随温度变化，与R并联的是一个理想的交流电并联的是一个理想的交流电压表，压表，D是理想二极管是理想二极管(它的导电特点是正向电它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大阻为零，反向电阻为无穷大)。在。在A、B间加一间加一图图14DA.10 V B.20 V C.15 V D.14.1 V3.(2015安徽蚌埠三县联谊二模安徽蚌埠三

24、县联谊二模)如图如图15所示，理想变压器原线圈所示，理想变压器原线圈的匝数的匝数n11 100匝，副线圈的匝数匝，副线圈的匝数n2110匝，匝，R0、R1、R2均为均为定值电阻，原线圈接如图所示的交变电压，开始开关定值电阻，原线圈接如图所示的交变电压，开始开关S处于断开处于断开状态，下列说法中正确的是状态，下列说法中正确的是()图图15A.电压表示数为电压表示数为22 VB.当开关当开关S闭合后，电压表示数变大闭合后，电压表示数变大C.当开关当开关S闭合后，电流表示数变大闭合后，电流表示数变大D.当开关当开关S闭合后，变压器的输入功率减小闭合后，变压器的输入功率减小答案答案C4.(2015广东

25、理综广东理综，15)如图如图16为气流加热装置为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压的示意图，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使输出电压有效值由220 V降至降至110 V，调节，调节前后前后()图图16A.副线圈中的电流比为副线圈中的电流比为12B.副线圈输出功率比为副线圈输出功率比为21C.副线圈的接入匝数比为副线圈的接入匝数比为21D.原线圈输入功率比为原线圈输入功率比为12答案答案C5.(多选多选)(2015北京

26、海淀区期末北京海淀区期末)如图如图17是自耦变压器的示意图，负是自耦变压器的示意图，负载变化时输入电压不会有大的波动，输电线的电阻用载变化时输入电压不会有大的波动，输电线的电阻用R0表示。表示。如果变压器上的能量损失可以忽略，以下说法正确的是如果变压器上的能量损失可以忽略，以下说法正确的是()图图17A.开关开关S1接接a，闭合开关，闭合开关S后，电压表后，电压表V示数减小，电流表示数减小，电流表A示数示数增大增大B.开关开关S1接接a，闭合开关，闭合开关S后，原线圈输入功率减小后，原线圈输入功率减小C.断开开关断开开关S，开关，开关S1接接a时电流表的示数为时电流表的示数为I1，开关，开关S

27、1接接b时电时电流表的示数为流表的示数为I2，则，则I1I2D.断开开关断开开关S，开关，开关S1接接a时原线圈输入功率为时原线圈输入功率为P1，开关，开关S1接接b时时原线圈输入功率为原线圈输入功率为P2，则，则P1P2答案答案AD图图18A.通过通过R0的电流的有效值为的电流的有效值为20 AB.降压变压器降压变压器T2原、副线圈的电压比为原、副线圈的电压比为41C.升压变压器升压变压器T1的输出电压等于降压变压器的输出电压等于降压变压器T2的输入电压的输入电压D.升压变压器升压变压器T1的输出功率大于降压变压器的输出功率大于降压变压器T2的输入功率的输入功率解析解析降压变压器副线圈两端交

28、变电压的有效值为降压变压器副线圈两端交变电压的有效值为220 V，负载电，负载电阻阻R0为为11 ，所以通过，所以通过R0的电流的有效值是的电流的有效值是20 A，选项，选项A正确；正确；降压变压器降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为的原、副线圈匝数之比为41，所以降压变压器，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为原、副线圈的电压比为41，选项，选项B正确；升压变压器正确；升压变压器T1的输出的输出电压等于降压变压器电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上损失的电压，选的输入电压加上输电线上损失的电压，选项项C错误；升压变压器错误；升压变压器T1的输出功率等于降压变压器的输出功率等于降压变

29、压器T2的输入功的输入功率加上输电线上损失的功率，选项率加上输电线上损失的功率，选项D正确。正确。答案答案ABD解决远距离高压输电问题的两个关键点：解决远距离高压输电问题的两个关键点：(1)抓住输电的两端抓住输电的两端电源和用电器；分析一条线电源和用电器；分析一条线输电输电线；研究两次电压变换线；研究两次电压变换升压和降压。升压和降压。(2)以变压器为界，将整个输电线路划分为几个独立的回路进以变压器为界，将整个输电线路划分为几个独立的回路进行分析，注意原、副线圈的电压、电流与匝数的关系及输入功行分析，注意原、副线圈的电压、电流与匝数的关系及输入功率和输出功率的关系。率和输出功率的关系。高频考点

30、九通过理想变压器考查交流电路的分析与计算高考一般是将交变电流的产生、图象、高考一般是将交变电流的产生、图象、“四值四值”问题，理想问题，理想变压器，电能输送等其中几个点综合在一起考查。要满分解变压器，电能输送等其中几个点综合在一起考查。要满分解答应注意以下三点：答应注意以下三点：(1)交变电流的产生过程及表达形式。交变电流的产生过程及表达形式。(2)交变电流的图象和交变电流的交变电流的图象和交变电流的“四值四值”的应用。的应用。(3)理想变压器的原理及远距输电的过程。理想变压器的原理及远距输电的过程。1.(3分分)(2015南昌市二模南昌市二模)如图如图19所示，有一矩形线圈的面积为所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为匝数为N，内阻不计，绕，内阻不计，绕OO轴在水平方向的磁感应强度为轴在水平方向的磁感应强度为B的的匀强磁场中以角速度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上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是，下列判断正确的是()图图19审题流程审题流程第一步：抓关键点第一步：抓关键点获