高考物理一輪復習 專題四 電路和電磁感應 第9講 恒定電流和交變電流課件.ppt

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第9講恒定電流和交變電流 1 2013 江蘇單科 4 在輸液時 藥液有時會從針口流出體外 為了及時發(fā)現(xiàn) 設計了一種報警裝置 電路如圖1所示 M是貼在針口處的傳感器 接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化 導致S兩端電壓U增大 裝置發(fā)出警報 此時 圖1 A RM變大 且R越大 U增大越明顯B RM變大 且R越小 U增大越明顯C RM變小 且R越大 U增大越明顯D RM變小 且R越小 U增大越明顯 解析由題意知 S兩端的電壓增大 則電路中的電流增大 藥液接觸傳感器的電阻變小 則A B選項是錯誤的 將S看做外電路 其余看做等效電源 如右圖根據(jù)U E Ir可判斷 同樣的變化電流 則內(nèi)阻越大電壓變化越大 因此答案為C 答案C 2 多選 2013 江蘇單科 8 如圖2所示 理想變壓器原線圈接有交流電源 當副線圈上的滑片P處于圖示位置時 燈泡L能發(fā)光 要使燈泡變亮 可以采取的方法有 圖2 A 向下滑動PB 增大交流電源的電壓C 增大交流電源的頻率D 減小電容器C的電容 解析向下滑動P 變壓器副線圈電壓降低 燈泡變暗 A錯誤 增大交流電源電壓 副線圈電壓升高 燈泡變亮 B正確 增大交流電源頻率 電容器容抗減小 電流變大 燈泡變亮 C正確 減小電容器的電容 容抗增大 電流減小 燈泡變暗 D錯誤 答案BC 3 2014 江蘇單科 3 遠距離輸電的原理圖如圖3所示 升壓變壓器原 副線圈的匝數(shù)分別為n1 n2 電壓分別為U1 U2 電流分別為I1 I2 輸電線上的電阻為R 變壓器為理想變壓器 則下列關系式中正確的是 圖3 答案D 4 2015 江蘇單科 1 一電器中的變壓器可視為理想變壓器 它將220V交變電流改變?yōu)?10V 已知變壓器原線圈匝數(shù)為800 則副線圈匝數(shù)為 A 200B 400C 1600D 3200 答案B 知識熱點 1 應用串 并聯(lián)電路規(guī)律以及歐姆定律對電路進行動態(tài)分析及對電功率的分析與計算 2 交變電流的產(chǎn)生 圖象以及 四值 應用的考查 3 理想變壓器 三個關系 的考查 4 理想變壓器與遠距離輸電問題的綜合考查 思想方法 1 程序法 2 等效法 3 分析推理法 4 守恒法 考向一直流電路的分析 核心知識 規(guī)律方法 1 閉合電路動態(tài)變化的原因 1 當外電路的任何一個電阻增大 或減小 時 電路的總電阻一定增大 或減小 2 若電鍵的通斷使串聯(lián)的用電器增多 總電阻增大 若電鍵的通斷使并聯(lián)的支路增多 總電阻減小 3 熱敏電阻或光敏電阻的阻值變化 2 閉合電路動態(tài)分析的方法基本思路是 局部 整體 局部 流程圖 1 按如圖4所示的電路連接各元件后 閉合開關S L1 L2兩燈泡都能發(fā)光 在保證燈泡安全的前提下 當滑動變阻器的滑片向左移動時 下列判斷正確的是 A L1燈亮度不變B L1燈變亮C L2燈功率變小D L2燈變亮 圖4 解析滑動變阻器的滑片向左移動時 電路中的總電阻減小 總電流增大 則L2燈變亮 L2燈功率變大 路端電壓減小 又L2燈兩端的電壓增大 故并聯(lián)電路兩端的電壓減小 則L1燈兩端的電壓減小 L1燈變暗 選項D正確 答案D 2 多選 2015 北京模擬反饋 將如圖5所示裝置安裝在沿直軌道運動的火車車廂中 使桿沿軌道方向固定 就可以對火車運動的加速度進行檢測 閉合開關S 當系統(tǒng)靜止時 穿在光滑絕緣桿上的小球停在O點 固定在小球上的變阻器滑片停在變阻器BC的正中央 此時 電壓表指針指在表盤刻度中央 當火車在水平方向有加速度時 小球在光滑絕緣桿上移動 滑片P隨之在變阻器上移動 電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 已知當火車向左加速運動時 電壓表的指針向右偏 則 A 電壓表指針向左偏 說明火車可能在向右做加速運動B 電壓表指針向右偏 說明火車可能在向右做加速運動C 電壓表指針向左偏 說明火車可能在向右做減速運動D 電壓表指針向右偏 說明火車可能在向右做減速運動 圖5 解析電壓表指針向左偏 說明火車加速度向右 火車可能在向右做加速運動 也可能在向左做減速運動 選項A正確 C錯誤 電壓表指針向右偏 說明加速度向左 火車可能在向左做加速運動 也可能在向右做減速運動 選項B錯誤 D正確 答案AD 3 多選 2015 四川成都一診 如圖6所示的電路中 電源的電動勢E和內(nèi)阻r一定 A B為平行板電容器的兩塊正對金屬板 R1為光敏電阻 當R2的滑動觸頭P在a端時 閉合開關S 此時電流表A和電壓表V的示數(shù)分別為I和U 以下說法正確的是 A 若僅將R2的滑動觸頭P向b端移動 則I不變 U增大B 若僅增大A B板間距離 則電容器所帶電荷量減少C 若僅用更強的光照射R1 則I增大 U增大 電容器所帶電荷量增加D 若僅用更強的光照射R1 則U變化量的絕對值與I變化量的絕對值的比值不變 圖6 答案BD 4 多選 2015 江蘇蘇州調(diào)研 如圖7所示 曲線C1 C2分別是純直流電路中內(nèi) 外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線 由該圖可知下列說法正確的是 A 電源的電動勢為4VB 電源的內(nèi)阻為1 C 電源輸出功率最大值為8WD 電源被短路時 電源消耗的功率為16W 圖7 答案ABD 考向二交變電流的產(chǎn)生及描述 核心知識 1 規(guī)律方法 1 交流電 四值 的應用 1 最大值 分析電容器的耐壓值 2 瞬時值 計算閃光電器的閃光時間 線圈某時刻的受力情況 3 有效值 電表的讀數(shù)及計算電熱 電功 電功率及保險絲的熔斷電流 4 平均值 計算通過電路截面的電荷量 2 書寫交變電流瞬時值表達式的基本思路 1 確定正弦式交變電流的峰值 根據(jù)已知圖象讀出或由公式Em nBS 求出相應峰值 2 明確線圈的初始位置 找出對應的函數(shù)關系式 若線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動 e Emsin t 若線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動 e Emcos t 1 圖8甲是小型交流發(fā)電機的示意圖 在勻強磁場中 一矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動 產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示 發(fā)電機線圈內(nèi)阻為10 外接一只電阻為90 的燈泡 不計電路的其他電阻 則 圖8 A t 0時刻線圈平面與中性面垂直B 每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次C 燈泡兩端的電壓為22VD 0 0 01s時間內(nèi)通過燈泡的電荷量為0 答案B 2 2015 四川理綜 4 小型手搖發(fā)電機線圈共N匝 每匝可簡化為矩形線圈abcd 磁極間的磁場視為勻強磁場 方向垂直于線圈中心軸OO 線圈繞OO 勻速轉(zhuǎn)動 如圖9所示 矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應電動勢的最大值都為e0 不計線圈電阻 則發(fā)電機輸出電壓 圖9 答案D 3 多選 2015 山東青島二中測試 一交流電流的圖象如圖10所示 由圖可知 圖10 A 用電流表測該電流其示數(shù)為14 1AB 該交流電流的頻率為50HzC 該交流電流通過10 電阻時 電阻消耗的電功率為1000WD 該交流電流瞬時值表達式為i 14 1sin 628t A 解析根據(jù)圖象知交流電的有效值為10A 則電流表示數(shù)為有效值10A A項錯誤 周期T 0 01s 頻率為100Hz B項錯誤 通過10 的電阻 電功率P I2R 1000W C項正確 瞬時值表達式為i Imsin t 14 1sin 200 t A 14 1sin 628t A D項正確 答案CD 4 2015 河北衡水中學質(zhì)檢 如圖11甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖 其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中 繞垂直于磁場方向的固定軸OO 勻速轉(zhuǎn)動 線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)的電刷與R 10 的電阻連接 與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表 示數(shù)是10V 圖乙是矩形線圈磁通量 隨時間t變化的圖象 則下列說法正確的是 圖11 A 電阻R上的電功率為20WB 0 02s時R兩端的電壓瞬時值為零C R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u 14 1cos 100 t VD 通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i cos 50 t A解析由矩形線圈磁通量 隨時間t變化的圖象可知產(chǎn)生的交變電流周期為0 02s R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u 14 1cos 100 t V 選項C正確 0 02s時線框中磁通量為零 R兩端的電壓瞬時值最大 為14 1V 電阻R上的電功率為10W 選項A B錯誤 通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i 1 41cos 100 t A 選項D錯誤 答案C 圖12 答案B 6 2015 遼寧沈陽期末 在勻強磁場中 一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動 如圖乙所示 產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化規(guī)律的圖象如圖13甲所示 已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1 0 外接一只電阻為9 0 的燈泡 則 圖13 A 電壓表V的示數(shù)為20VB 電路中的電流方向每秒改變5次C 燈泡實際消耗的功率為36WD 電動勢隨時間變化的瞬時值表達式為e 20cos 5 t V 答案C 考向三變壓器和遠距離輸電問題 核心知識 回路1 發(fā)電機回路P1 I1U1回路2 輸送電路I2 I3 IR U2 U3 UR P2 PR P3回路3 輸出電路I4 I用 U4 U用 P4 P用 規(guī)律方法 1 理想變壓器問題中的兩個 弄清 1 弄清變量和不變量 如原線圈電壓不變 原 副線圈的匝數(shù)比不變 其他物理量可隨電路的變化而發(fā)生變化 2 弄清動態(tài)變化過程中的決定關系 如U2由U1決定 P1 I1由P2 I2決定 2 理想變壓器問題的分析流程 1 在變電所 經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流 使用的儀器是電流互感器 如圖所示的四個圖中 能正確反映其工作原理的是 解析電流互感器是測電流的 應串聯(lián)在火線上 故選項B D錯誤 由變壓器電流關系n1I1 n2I2 要使I2 I1 須n2 n1 故選項A正確 A 2 2015 吉林長春三模 某研究小組成員設計了一個如圖14所示的電路 已知純電阻R的阻值不隨溫度變化 與R并聯(lián)的是一個理想的交流電壓表 D是理想二極管 它的導電特點是正向電阻為零 反向電阻為無窮大 在A B間加一 圖14 D A 10VB 20VC 15VD 14 1V 3 2015 安徽蚌埠三縣聯(lián)誼二模 如圖15所示 理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1 1100匝 副線圈的匝數(shù)n2 110匝 R0 R1 R2均為定值電阻 原線圈接如圖所示的交變電壓 開始開關S處于斷開狀態(tài) 下列說法中正確的是 圖15 A 電壓表示數(shù)為22VB 當開關S閉合后 電壓表示數(shù)變大C 當開關S閉合后 電流表示數(shù)變大D 當開關S閉合后 變壓器的輸入功率減小 答案C 4 2015 廣東理綜 15 如圖16為氣流加熱裝置的示意圖 使用電阻絲加熱導氣管 視變壓器為理想變壓器 原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變 調(diào)節(jié)觸頭P 使輸出電壓有效值由220V降至110V 調(diào)節(jié)前后 圖16 A 副線圈中的電流比為1 2B 副線圈輸出功率比為2 1C 副線圈的接入匝數(shù)比為2 1D 原線圈輸入功率比為1 2 答案C 5 多選 2015 北京海淀區(qū)期末 如圖17是自耦變壓器的示意圖 負載變化時輸入電壓不會有大的波動 輸電線的電阻用R0表示 如果變壓器上的能量損失可以忽略 以下說法正確的是 圖17 A 開關S1接a 閉合開關S后 電壓表V示數(shù)減小 電流表A示數(shù)增大B 開關S1接a 閉合開關S后 原線圈輸入功率減小C 斷開開關S 開關S1接a時電流表的示數(shù)為I1 開關S1接b時電流表的示數(shù)為I2 則I1 I2D 斷開開關S 開關S1接a時原線圈輸入功率為P1 開關S1接b時原線圈輸入功率為P2 則P1 P2 答案AD 圖18 A 通過R0的電流的有效值為20AB 降壓變壓器T2原 副線圈的電壓比為4 1C 升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓D 升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率解析降壓變壓器副線圈兩端交變電壓的有效值為220V 負載電阻R0為11 所以通過R0的電流的有效值是20A 選項A正確 降壓變壓器T2的原 副線圈匝數(shù)之比為4 1 所以降壓變壓器T2原 副線圈的電壓比為4 1 選項B正確 升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線上損失的電壓 選項C錯誤 升壓變壓器T1的輸出功率等于降壓變壓器T2的輸入功率加上輸電線上損失的功率 選項D正確 答案ABD 解決遠距離高壓輸電問題的兩個關鍵點 1 抓住輸電的兩端 電源和用電器 分析一條線 輸電線 研究兩次電壓變換 升壓和降壓 2 以變壓器為界 將整個輸電線路劃分為幾個獨立的回路進行分析 注意原 副線圈的電壓 電流與匝數(shù)的關系及輸入功率和輸出功率的關系 高頻考點九通過理想變壓器考查交流電路的分析與計算 高考一般是將交變電流的產(chǎn)生 圖象 四值 問題 理想變壓器 電能輸送等其中幾個點綜合在一起考查 要滿分解答應注意以下三點 1 交變電流的產(chǎn)生過程及表達形式 2 交變電流的圖象和交變電流的 四值 的應用 3 理想變壓器的原理及遠距輸電的過程 1 3分 2015 南昌市二模 如圖19所示 有一矩形線圈的面積為S 匝數(shù)為N 內(nèi)阻不計 繞OO 軸在水平方向的磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度 做勻速轉(zhuǎn)動 從圖示位置開始計時 矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器 滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓 副線圈接有可調(diào)電阻R 下列判斷正確的是 圖19 審題流程第一步 抓關鍵點 獲取信息 答案A 2 4分 多選 2015 江蘇南京 鹽城二模 如圖20甲為遠距離輸電示意圖 升壓變壓器原 副線圈匝數(shù)比為1 100 降壓變壓器原 副線圈匝數(shù)比為100 1 遠距離輸電線的總電阻為100 若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示 輸入功率為750kW 下列說法中正確的有 圖20 A 用戶端交流電的頻率為50HzB 用戶端電壓為250VC 輸電線中的電流為30AD 輸電線路損耗功率為180kW 答案AC 1 3分 如圖21甲是線圈繞垂直于磁場的軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的正弦交變電流圖象 把該交流電壓加在圖乙中變壓器的A B兩端 已知理想變壓器原線圈 和副線圈 的匝數(shù)比為5 1 交流電流表和交流電壓表均為理想電表 電阻R 1 其他各處電阻不計 以下說法中正確的是 圖21 答案D 2 4分 多選 2015 海南單科 10 如圖22 一理想變壓器原 副線圈匝數(shù)之比為4 1 原線圈與一可變電阻串聯(lián)后 接入一正弦交流電源 副線圈電路中固定電阻的阻值為R0 負載電阻的阻值R 11R0 是理想電壓表 現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R 5R0 保持變壓器輸入電流不變 此時電壓表的讀數(shù)為5 0V 則 圖22 A 此時原線圈兩端電壓的最大值約為34VB 此時原線圈兩端電壓的最大值約為24VC 原線圈兩端原來的電壓有效值約為68VD 原線圈兩端原來的電壓有效值約為48V 答案AD