《高三物理二轮复习 第一篇 专题通关五 电路与电磁感应 11 恒定电流与交变电流课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理二轮复习 第一篇 专题通关五 电路与电磁感应 11 恒定电流与交变电流课件（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题五 电路与电磁感应 第11讲 恒定电流与交变电流,【高考这样考】 1.(多选)(2015海南高考)如图,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 路中固定电阻的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R0, 是理想电压表; 现将负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变压器输入电流不变,此时电 压表的读数为5.0V,则( ),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,【解析】选A、D。电压表测的是电阻R两端的电压,
2、根据U2=I2(R0+R) 得U2=6.0V。由 得U1=24V,由于电压表的读数为有效值,故变 压器原线圈两端的电压的有效值为24V,其最大值 A 正确,B错误;由于变压器输入电流不变,所以副线圈电流也不变,负载 电阻总阻值原为12R0,现为6R0,因此原电压应是现在的两倍,故原线圈 两端原来的电压有效值约为48V,D正确,C错误。所以选A、D。,2.(2015四川高考)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形 线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO, 线圈绕OO匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电 动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输
3、出电压( ),A.峰值是e0 B.峰值是2e0 C.有效值是 Ne0 D.有效值是 Ne0,【解析】选D。由题意可知,线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大 值都为e0,因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0,又因为发电机 线圈共N匝,所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0,根据闭合电路 欧姆定律可知,在不计线圈内阻时,输出电压等于感应电动势的大小, 即其峰值为2Ne0,故A、B错误;又由题意可知,若从图示位置开始计时, 发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流,由其有效值与峰值 的关系可知, 即 故C错误、D正确。,3.(2015福建高考)如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变
4、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u=Umsint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( ),【解析】选C。由 得Ir=I2= ,则输电线上损失 的功率 故选C。,4.(2014天津高考)如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是( ) A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值 C.增大两板间的距离 D.断开电键S,【解析】选B。在电路中
5、,电容器相当于断路,电容器两端的电压等于 R1两端的电压,当增大R1的阻值时,R1两端的电压增大,电容器两端的 电压增大,电容器内的电场强度增大,带电油滴所受的电场力大于重力, 做匀加速直线运动,A错误。增大R2的阻值,电容器两端的电压不变,电 容器内的电场强度不变,带电油滴所受的电场力等于重力,带电油滴悬 浮在两板之间静止不动,故B正确。若增大两板间的距离,由 可知, 电场强度减小,带电油滴所受的电场力小于重力,做匀加速直线运动,C错误。断开电键S,电容器放电,电场强度为零,带电油滴只受重力,做 自由落体运动,D错误。,5.(多选)(2014新课标全国卷)如图,一理想变压器原、副线圈的 匝数
6、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( ) A.UabUcd=n1n2 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,【解析】选B、D。若变压器原线圈电压为Uab,则副线圈电压为 由于二极管的单向导电性使得 故 选项A错误; 增大负载电阻的阻值R,则变压器副线圈电流减小,原线圈电流也减小, 即电流表的读数变小,选项B正确;c
7、d间的电压由变压器的原线圈电压 决定,与负载电阻无关,选项C错误;将二极管短路时,Ucd=U2,副线圈功 率加倍,所以原线圈功率加倍,电流加倍,故选项D正确。,【考情分析】 主要题型：选择题、计算题 命题特点： 1.结合闭合电路的欧姆定律,利用程序法对电路的动态问题进行定性分析。 2.结合理想变压器的规律,解决远距离输电的能量、效率问题。 3.结合图像,应用电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电功率等知识,综合解决交变电流的产生与描述等问题。,【主干回顾】,【要素扫描】 (1)闭合电路的欧姆定律。 电流： 路端电压：_。 (2)交变电流的“四值”。 最大值：_。 瞬时值：_(从中性面计时)。 有
8、效值：由电流的热效应定义。 平均值：_。,U路=E-Ir,Em=nBS,e=Emsint,(3)理想变压器的四个基本关系。 功率关系：_。 电压关系：_。 电流关系：_。 频率关系：_。,P入=P出,f1=f2,热点考向1 直流电路的动态分析 【典例1】(多选)如图所示,电动势为E,内阻为r 的电源与滑动变阻器R1、定值电阻R2、定值电阻 R3、平行板电容器及理想电流表组成闭合电路, 图中电压表为理想电压表,当滑动变阻器R1的触 头向左移动一小段时,则( ),A.电流表读数增大 B.电容器带电荷量增加 C.R2消耗的功率减小 D.电压表与电流表示数变化量之比不变,【解题探究】 (1)分析电路图
9、中各电阻的连接方式为：_。 (2)电压表的作用：_。,R1、R2并联再与R3串联,测量电源的路端电压,【解析】选A、C、D。由电路图可知R1、R2并联再与R3串联,当滑动触 头向左移动一小段时,R1连入电路的电阻减小,电路总电阻减小,根据 闭合电路欧姆定律,电路总电流增大,所以内电压增大,路端电压减小, 并联部分电压减小,电容器的带电荷量Q=CU减小,R2消耗的功率减小, 选项A、C正确,B错误;由U=E-Ir,可得 故选项D正确。,【典例2】(2015湖州一模)如图所示电路中, 由于某处出现了故障,导致电路中的A、B两灯 变亮,C、D两灯变暗,故障的原因可能是( ) A.R1短路 B.R2断
10、路 C.R2短路 D.R3短路,【名师解读】 (1)命题立意：考查闭合电路的欧姆定律和电路的故障分析。 (2)关键信息：A、B两灯变亮,C、D两灯变暗。 (3)答题必备： 闭合电路的欧姆定律; 短路即该部分电路电阻为零; 断路即该部分电路电阻无穷大。 (4)易错警示：误认为断路时电阻为零。,【解析】选D。A灯在干路上,A灯变亮,说明电路中总电流变大,由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小,这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路,选项B被排除;因为短路部分的电阻变小,分压作用减小,与其并联的用电器上的电压降低,C、D两灯变暗,A、B两灯变亮,这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的,而与A、B
11、两灯是串联的。观察电路中电阻的连接形式,只有R3短路符合条件。故应选D。,【规律总结】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)。,【题组过关】 1.(多选)(2015中山二模)巨磁电阻(GMR)电流 传感器可用来准确检测大容量远距离直流输电线 路中的强电流,其原理利用了巨磁电阻效应。巨 磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻R在一定磁
12、场作用下随磁感应强 度B的增加而急剧减小的特性。如图所示检测电路,设输电线路电流为 I(不是GMR中的电流),GMR为巨磁电阻,R1、R2为定值电阻,已知输电线 路电流I在巨磁电阻GMR处产生的磁场的磁感应强度B的大小与I成正比, 下列有关说法正确的是( ),A.如果I增大,电压表V1示数减小,电压表V2示数增大 B.如果I增大,电流表A示数减小,电压表V1示数增大 C.如果I减小,电压表V1示数增大,电压表V2示数增大 D.如果I减小,电流表A示数减小,电压表V2示数减小,【解析】选A、D。巨磁电阻的电阻值随着外电流的增加而减小,如果 I增大,巨磁电阻的电阻值减小,根据闭合电路欧姆定律,电流
13、I增加; 路端电压U1=E-Ir减小,电阻R2的电压U2=IR2增加,即电压表V1示数减小, 电压表V2示数增大,电流表A示数增加,故A正确,B错误;如果I减小,巨 磁电阻的电阻值增加,根据闭合电路欧姆定律,电流I减小;路端电压 U1=E-Ir增加,电阻R2的电压U2=IR2减小,即电压表V1示数增加,电压表 V2示数减小,电流表A示数减小,故C错误,D正确。,2.在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r, R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器, 为理想电流表 和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说 法中正确的是( ) A.电压表示数减
14、小 B.电流表示数减小 C.电容器C所带电荷量增多 D.a点的电势降低,【解析】选D。滑动头P自a端向b端滑动的过程中,滑动变阻器的电阻 减小,电路总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可得,干路电流增大,由 可知R1两端电压即电压表的示数变大,选项A错误;由U=E-Ir可 知路端电压U减小;由 可得R2两端的电压减小,又由 可得流过R2的电流变小,在干路电流增大的情况下,电流表的示数将变 大,选项B错误;电容器两端的电压变小,根据 ,电容器所带电荷 量将变少,选项C错误;由于R2两端的电压变小,所以a点的电势变低,选 项D正确。,【加固训练】如图所示的电路中,电源电动势为E, 内电阻为r。开关S闭
15、合后,电灯L1、L2均能发光。 现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,下列说法 正确的是( ) A.电灯L1、L2均变亮 B.电灯L1变亮,L2变暗 C.电流表的示数变小 D.电源的总功率变小 【解析】选B。将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,电流表的示数变大, 电灯L1变亮,L2变暗,电源的总功率变大,选项B正确,A、C、D错误。,热点考向2 交变电流的产生和描述 【典例3】如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像,当调整线圈转速后,所产生的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中正确的是( ) A.线圈先后两次转速之比为12 B.交流电a的电动势瞬时值表达式为u=10sin0.4t(V) C.交流电b的电动势最大值为 V D.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零,【解题探究】 (1)图线对应的初始位置为_。 (2)图线a和b的周期关系为_。,中性面,TaTb=23,【解析】选C。线圈先后两次产生的正弦交流电的周期之比为23, 转速之比为32,选项A错误;交流电a的周期为0.4s,交流电a的电动 势瞬时值表达式为u=10sin5t(V),选项B错误;由电动势最大值 Em=nBS可知,二者最大值之比为32,交流电b的电动势最大值为 V, 选项C正确;在图中
