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1、第8讲 恒定电流和交变电流 第9讲 电磁感应,目 录,专题四 电路与电磁感应,返回目录,近年高考纵览,返回目录,近年高考纵览,返回目录,知识网络构建,返回目录,知识网络构建,熟知电路的基本概念和规律，掌握交、直流电路的基本问题的分析方法(动态分析、故障分析、能量分析等)； 理解电磁感应两大规律(楞次定律和法拉第电磁感应定律)，掌握电磁感应两个基本问题(电流的方向和感应电动势的大小)的解题技巧； 掌握力学两类问题(动力学和功与能)在电磁感应中的应用，熟悉电磁感应的两种基本模型(导体棒和导线框模型)的解题方法,第8讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,热点模型解读,高考真题聚焦,返回目录
2、,核心知识重组,返回目录,核心知识重组,返回目录,核心知识重组,返回目录,核心知识重组,返回目录,核心知识重组,返回目录,核心知识重组,二、交变电流 1中性面 (1)线圈通过中性面时，磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零 (2)线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周则线圈两次通过中性面，故一个周期内线圈中电流方向改变两次 (3)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变,返回目录,核心知识重组,返回目录,核心知识重组,返回目录,核心知识重组,
3、(4)变压器中的决定关系：在匝数比一定的情况下，理想变压器的输出电压由输入电压决定，输入电流由输出电流决定，输入功率由输出功率决定,第8讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,1(多选)2014新课标全国卷 如图81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A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81,第8讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,AUabUcdn1n2 B增大负载电阻的阻值R，电流表
4、的读数变小 C负载电阻的阻值越小，c、d间的电压Ucd越大 D将二极管短路，电流表的读数加倍,第8讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,【考题定位】 难度等级：中档 出题角度：本题考查考生对理想变压器原、副线圈电压、电流和功率关系以及二极管的单向导电性能的理解和应用能力,第8讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,22015全国卷 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82所示
5、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82,第8讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,【考题定位】 难度等级：中档 出题角度：本题考查考生对理想变压器原、副线圈电压、电流关系以及交流电路的电压、功率关系的理解和应用能力,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,考点一 恒定电流电路的动态分析 例 1 如图83所示，图中的三个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向左端缓慢移动时，下面说法正确的是( ),图83,返回目录,第8
6、讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,A电压表V1的读数减小，电流表A的读数增大 B电压表V1的读数增大，电压表V2的读数增大 C变阻器RP消耗的功率增大，电容器C所带电荷量增加 D电压表V2的读数减小，电流表A的读数减小,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,导思 变阻器滑片向左移动时，电路的总电阻如何变化？ 电压表V1的读数表示哪部分电路(或电阻)的两端电压？ 电容器极板之间的电压如何变化？,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,D 解析 变阻器滑片向左移动时，变阻器连入电路的电阻增大，直流电路的总电阻增大，所以电流减小，即电流表A的读数减小；因电路中电流减小，
7、所以定值电阻R2两端的电压U2IR2随之减小；电压表V1的读数表示滑动变阻器与定值电阻R2串联电路的电压，根据闭合电路欧姆定律知，该电压UEI(R1r)随着电流的减小而增大；电容器两极板之间的电势差等于电压表V1的读数，所以电容器所带电荷量QCU增大；因本题各电阻值不明确，所以变阻器功率不一定增大综上所述，选项D正确,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,归纳 直流电路动态变化问题的一般思路： (1)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻R外如何变化： 电路的总电阻总是随其中任一电阻的增大而增大，反之亦然； 对电路进行简化时，理想电压表视为断路，理想电流表视为短路，达到稳定状态的电
8、容器可视为断路； 从电路分析角度看，断路可认为是电路中某处电阻增大到无穷大，短路可认为是电路中某处电阻减小到零，因此电路故障问题可以视为特殊的动态分析问题 (2)根据闭合电路欧姆定律，确定电路的总电流如何变化 (3)根据U内I总r确定电源的内电压如何变化，根据U外EU内确定路端电压如何变化 (4)根据部分电路欧姆定律确定干路某定值电阻两端的电压如何变化，由串并联规律确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,变式 (多选)如图84所示，电路中灯泡A、B均正常发光忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些电路中出现的故障可能是 ( )
9、,图84,AR2发生断路 BR3发生断路 CR1、R2同时发生断路 DR1、R3同时发生断路,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,AC 解析 灯泡B变暗，灯泡A变亮，说明电灯A与电阻R2并联部分的电压增大，电灯B与电阻R3并联部分的电压减小，而这两部分电路之间是串联关系，根据串联电路规律知，电灯A与电阻R2并联部分的电阻变大或电灯B与电阻R3并联部分的电阻变小，即故障原因可能是电阻R2发生断路，也可能是电阻R1、R2同时发生断路，选项A、C正确,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,考点二 交变电流的产生及描述 例 2 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀
10、速转动时所产生的正弦交流电的图像如图85图线a所示，如果只对线圈转速进行调整，则所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 ( ),图85,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,导思 由图像能够读取哪些数据？曲线a、b的周期各为多少？ 线圈通过什么位置时感应电动势的瞬时值为零？ 由线圈通过中性面开始计时，交流电压瞬时值的表达式是什么形式？,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,归纳 (1)线圈通过中性面时的特点： 穿过线圈的磁通量最
11、大；线圈中的感应电动势为零；线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次 (2)瞬时值表达式： 书写瞬时值表达式时要弄清三个关键：最大值、角速度、零时刻线圈所处的位置 确定交变电流的峰值，根据已知图像或由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：线圈从中性面开始计时，函数表达式为eEmsin t；线圈从垂直中性面开始计时，函数表达式为eEmcos t.,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,(3)交变电流“四值”的应用： 计算线圈某时刻的受力情况时用瞬时值，讨论电容器的击穿电压时用峰值，计算与电流的热效应有关的电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等问题时
12、用有效值，计算通过电路某截面的电荷量时用平均值,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,【一题多变】 例2中线圈电阻不计，交变电压b的瞬时值表达式为_.,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,变式 (多选)如图86所示，矩形线圈面积为S、匝数为N，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R.在线圈由图示位置转过90的过程中( ),图86,返回目录,高频考点探究,第8讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,第8讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,第8讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,
13、第8讲 恒定电流和交变电流,考点三 交变电流电路的动态分析 例 3 (多选)如图87所示，可调理想变压器原线圈接交流电，交流电的输入电压不变，副线圈通过滑动触头P可改变其匝数下列说法正确的是 ( ),图87,返回目录,高频考点探究,第8讲 恒定电流和交变电流,A仅增大R的阻值，通过灯泡L的电流将变大 B仅增大R的阻值，灯泡L消耗的功率将变小 C仅将滑动触头P向下滑动，变压器的输入功率将变大 D仅将滑动触头P向下滑动，灯泡L两端的电压将变小,导思 仅增大变阻器R的阻值时，副线圈两端电压怎样变化？ 将滑动触头P向下滑动时，副线圈匝数怎样变化？副线圈两端电压怎样变化？ 变压器的输入功率与副线圈电路消
14、耗的功率是什么关系？,返回目录,高频考点探究,第8讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,第8讲 恒定电流和交变电流,归纳 理想变压器的动态分析： (1)明确变量和不变量，一般情况下原线圈电压不变，原、副线圈的匝数比不变，其他物理量可能随电路的变化而发生变化 (2)明确动态变化过程中的决定关系：当原、副线圈匝数比一定时，U2由U1决定，I1由I2决定，P1由P2决定 (3)分析思路：,返回目录,高频考点探究,第8讲 恒定电流和交变电流,变式 (多选) )2015海南卷 如图88所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻
15、的阻值为R0，负载电阻的阻值R11R0，V是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0 V，则 ( ),图88,返回目录,高频考点探究,第8讲 恒定电流和交变电流,A此时原线圈两端电压的最大值约为34 V B此时原线圈两端电压的最大值约为24 V C原线圈两端原来的电压有效值约为68 V D原线圈两端原来的电压有效值约为48 V,返回目录,高频考点探究,第8讲 恒定电流和交变电流,热点模型解读,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,热点模型解读,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,【模型核心归纳】,(1)输电过程的电压关系： U2U3Ur，即升压变压器副线圈两端电压U2等于降压变压器原线圈两端电压U3与输电线上的电压Ur之和,热点模型解读,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,热点模型解读,返回目录,第8讲 恒定电流和交变电流,示例 2015福建卷 图89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uUmsin 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
