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1、专题六 电路 交变电流,高考真题体验,【例1】 (2011课标全国卷)如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( ),【解析】 本题考查的是交变电流的有效值、功率及变压器的有关知识，意在考查学生对交变电流知识的理解和综合应用交流电压表、电流表测得的是交变电流的有效值，由灯泡正常发光可知，变压器的输出电压为220 V，而变压器的输入与输出电压之比等于原副线圈的匝数比，故变压器的输入电压为110 V，电压表的示数为110 V，
2、又因为变压器的输入功率等于输出功率，因此可知变压器的输入电流为0.2 A，故选项A正确 【答案】 A,【例2】 (2011北京高考)如图所示电路，电源内阻不可忽略开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( ) A电压表与电流表的示数都减小 B电压表与电流表的示数都增大 C电压表的示数增大，电流表的示数减小 D电压表的示数减小，电流表的示数增大,【解析】 本题考查恒定电路的动态分析，考查考生对恒定电路规律的应用及分析问题的能力滑动变阻器R0的滑片向下滑动，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的
3、电压变小，电流表的示数变小，A项正确 【答案】 A,【例3】 (2011重庆高考)在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示电源内阻不计，导线连接良好若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：,a电珠L不亮；电流表示数几乎为零 b电珠L亮度增加；电流表示数增大 c电珠L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断 d电珠L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断 与上述abcd四种现象对应的电路序号为( ) A B C D,【解析】 本题考查电路故障和电路的动态变化，意在考查考生对电路的识图能力和从整体与局部分析问题的能力电
4、珠不亮、电流表示数几乎为零，说明电珠和电流表与电压表具有串联关系，a对应图；电珠亮度增加，电流表示数增大，说明电珠与电流表具有串联关系，b对应图；电流表线圈烧断，说明最后电流表短路，但是电珠L不亮，可知，d对应图，故选项A正确 【答案】 A,【例4】 (2011江苏高考)图(1)为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如图(2)所示若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.,(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式； (2)求只在ce间接400 电阻
5、时，原线圈中的电流I1； (3)求ce和de间线圈的匝数比nce/nde.,考点考情分析,核心知识回顾,(1)纯电阻电路：如由白炽灯、电炉、电烙铁等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有WQ. (2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路、电流做功将电能除转化为内能外，还转化为机械能、化学能等此时有WQ，电功W只能用公式WIUt进行计算，电热Q只能用公式QI2Rt进行计算 总之，从能量的转化与守恒可以看出，电功数值上等于电能转化为其他各种形式能量的总和，而电热仅是转化为内能的电能，可见二者不同,说明：图中a线常用来分析电源电动势和内电阻的测量实验 图中矩形OABD、OCPD和AB
6、PC的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率,3P出R图象,四、交流电的瞬时值、最大值、有效值、平均值的比较,(1)输电线路图(如图所示),方法技巧提升,1程序法：基本思路是“部分整体部分”即从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判断R总的变化情况，再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后再由部分电路欧姆定律判定各部分量的变化情况即,3极端法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可假设变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论 4特殊值法：对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论,二、电路故障分析的常用方法 1仪器检测法 (1)断点故障：用电压表与电源并联，若有电
7、压时再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点 (2)短路故障：用电压表与电源并联，若有电压时再逐段与电路并联，若电压表示数为零时，该段电路被短路,2假设法 已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用有关规律进行推导，结果若与题设现象不符合，则此段电路无故障，否则故障可能发生在这部分电路照此下去，直到找到全部故障,三、变压器电路中的动态分析 1问题分类 (1)负载电阻不变，原、副线圈的电压U1、U2，电流I1、I2，输入和输出功率P1、P2随匝数比变化而变化的情况 (2)匝数比不变，上述各量随负载电阻变化而变化的情况
8、,高频考点突破,【答案】 A,变式训练1 在右图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是( ) A.变大，变大 B.变小，变大 C.变大，变小 D.变小，变小,解析：当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，导致干路电流变小，电源内电阻两端电压减小，路端电压变大，B正确 答案：B,考点二 含容电路的分析与计算 【例2】 如图所示，E10 V，R14 ，R26 ，C30 F，电池内阻可忽略 (1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流 (2)然后将开关S断开，求这以后通过R1的电荷量,将开关S断开后通过R1的电荷量为：QQ2Q1. 代入已知数据得：Q1.2104 C. 【答案】
9、(1)1 A (2)1.2104 C,变式训练2如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是( ),A把R2的滑片向左移动 B把R2的滑片向右移动 C把R1的滑片向左移动 D把开关S断开,解析：考查电路的串并联知识要使尘埃向下加速运动，必须减小电场力，即减小板间电压由于滑动变阻器R1处于断路，调节不会有效果，C错；电容器两板间电压等于滑动变阻器R2滑片左边部分的电压，因此要把R2的滑片向左移动，A对，B错；断开开关S时，电容器的电压等于电源的电
10、动势，板间电压会增大，D错 答案：A,考点三 交流电路的分析和计算 【例3】如图所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度转动，c、d两点与外电路相连，外电路电阻也为r，则下列说法中正确的是( ),【答案】 BD,变式训练3 (2011天津卷)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(1)所示，产生的交变电动势的图象如图(2)所示，则( ),At0.005 s时线框的磁通量变化率为零 Bt0.01s时线框平面与中性面重合 C线框产生的交变电动势有效值为311 V D线框产生的交变电动势频率为100 Hz,答案：B,考点四
11、 有关变压器的动态分析与计算 【例4】 自耦变压器的特点是在铁芯上只绕一个线圈，它的结构如图所示，P、M之间可以当做一个线圈，移动滑动触头P，可以改变这个线圈的匝数，N、M之间可以当做另一个线圈M、N与一个滑动变阻器相连，Q为滑动变阻器的滑动触头下列论述正确的是( ),A当恒定交流电源接到a、b时，向上移动滑动触头P，电压表V1示数不变，V2示数增大 B当恒定交流电源接到a、b时，向上移动滑动触头P，电压表V1示数变大，V2示数也增大 C当恒定交流电源接到c、d时，向上移动滑动触头Q，电压表V1示数不变，V2示数不变 D当恒定交流电源接到c、d时，向上移动滑动触头Q，电压表V1示数变大，V2示
12、数不变,【答案】 D,变式训练4 (2011福建高考)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n25:1，电阻R20 ，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光下列说法正确的是( ),答案：D,基础巩固训练,1如图所示，电源电动势为E12 V，内阻r3 ，R01 ，直流电动机内阻R01 ，当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大，调节R2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P02 W)，则R1和R2的值为( ),答案：B,2(2010重庆卷)某电容
13、式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动在P、Q间距增大过程中( ),AP、Q构成的电容器的电容增大 BP上电荷量保持不变 CM点的电势比N点的低 DM点的电势比N点的高,答案：D,3(2010广东卷)如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( ) A周期是0.01s B最大值是311V C有效值是220V D表达式为u220sin100t(V),答案：BC,4(2010海南卷)如下图，一理想变压器的原副线圈的匝数之比为4:1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表
14、下列结论正确的是( ),答案：AD,5在某控制电路中，需要连成如图所示的电路，主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2、及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1，L2是红绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，下列说法中正确的是( ),AL1、L2两个指示灯都变亮 BL1、L2两个指示灯都变暗 CL1变亮，L2变暗 DL1变暗，L2变亮,解析：当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L1灯变暗，通过其电流减小；由U1I2R
15、1及I2II1可知R1分担电压增大，L2及R2两端电压减小，L2功率减小而变暗，选项B正确 答案：B,答案：C,7某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路电阻是6 . (1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率； (2)若改用5000 V高压输电，用户端利用n1:n222:1的变压器降压，求用户得到的电压,8如图所示电路，已知R34 ，闭合电键，安培表读数为0.75 A，伏特表读数为2 V，经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使安培表读数变为0.8 A，伏特表读数变为3.2 V，问：,(1)哪个电阻被烧坏？ (2)R1的阻值是多少？ (3)能否求出电源电动势E和内阻r？ 如果能，求出结果；如果不能，说明理由,得：R4r1 E4 V故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r. 答案：(1)R2断路 (2)4 (3)见解析,
