恒定電流交流電

1、專題六 電磁感應(yīng)和電路 第2課時(shí)直流電路和交流電路班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 完成時(shí)間：4.16專題定位：本專題考查：直流電路的分析；變壓器原理及三個(gè)關(guān)系；交流電的產(chǎn)生及描述問題；考向1直流電路的動(dòng)態(tài)分析例1如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則()AR3上消耗的功率逐漸增大B電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大C電源的輸出功率逐漸增大D質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)練習(xí)1.某同學(xué)準(zhǔn)備用一種金屬絲制作一只電阻溫度計(jì)他先通過實(shí)驗(yàn)描繪出一段金屬絲的UI曲線，如圖2甲所示再將該金屬絲與某一定值電阻R0串聯(lián)接在電路中，用電

2、壓表(電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于金屬絲的電阻)與金屬絲并聯(lián)，并在電壓表的表盤上標(biāo)注溫度值，制成電阻溫度計(jì)，如圖乙所示下列說法中正確的是()A從圖甲可知，該金屬絲的阻值隨溫度的升高而減小B圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，溫度值越小C選用不同阻值的R0可以改變溫度計(jì)的量程，R0越大， 量程越大D溫度越高，電源消耗的功率越大考向2交流電的產(chǎn)生和描述例2如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)，電阻為r2 矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與右側(cè)電路連接，右側(cè)電路中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R0 ，滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器中央，定值電阻R1R0、R2，其他電

3、阻不計(jì)從線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，閉合開關(guān)S，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中理想交流電壓表示數(shù)是10 V，圖乙是矩形線圈磁通量隨時(shí)間t變化的圖象，則下列說法正確的是()A電阻R2上的熱功率為 WB0.02 s時(shí)滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓瞬時(shí)值為零C線圈產(chǎn)生的e隨時(shí)間t變化的規(guī)律是e10cos 100t (V)D線圈開始轉(zhuǎn)動(dòng)到t s的過程中，通過R1的電荷量為 C練習(xí)2.(2014·天津·7)如圖4甲所示，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢圖象如圖乙中曲線a、b所示，則()A兩次t0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、b對(duì)應(yīng)的線

4、圈轉(zhuǎn)速之比為23C曲線a表示的交變電動(dòng)勢頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動(dòng)勢有效值為10 V考向3變壓器和遠(yuǎn)距離輸電問題例3如圖為學(xué)校配電房向各個(gè)教室的供電示意圖，T為理想變壓器，V1、A1為監(jiān)控市電供電端的電壓表和電流表，V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器的輸出電壓表和電流表，R1、R2為教室的負(fù)載電阻，V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離，則當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)()A電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大B只有電流表A1的示數(shù)變大C電壓表V3的示數(shù)變小D電壓表V2和V3的示數(shù)都變小練習(xí)3. (2014·福建·圖為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，兩理想變壓

5、器的匝數(shù)n1n4<n2n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的理想交流電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL>2R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化當(dāng)A、B端接入低壓交流電源時(shí)()AA1、A2兩表的示數(shù)相同BL1、L2兩燈泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2兩端的電壓小于R4兩端的電壓考向4交變電流的綜合問題分析例4如圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩極M、N間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，A為理想交流電流表，V為理想交流電壓表內(nèi)阻不計(jì)的矩形線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，

6、滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變變壓器副線圈的輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，發(fā)電機(jī)線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的是()A電壓表的示數(shù)為10 VB0.01 s時(shí)發(fā)電機(jī)線圈平面與磁場方向平行C若P的位置向上移動(dòng)、R的大小不變時(shí)，電流表讀數(shù)將減小D若P的位置不變、R的大小不變，而把發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍，則變壓器的輸入功率將增大到原來的4倍練習(xí)4.如圖所示邊長為L、匝數(shù)為N，電阻不計(jì)的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞轉(zhuǎn)軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，軸OO垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以

7、恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，下列判斷正確的是()A在圖示位置時(shí)線框中磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢最大B當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V2的示數(shù)變大C電壓表V1示數(shù)等于NBL2D變壓器的輸入與輸出功率之比為11當(dāng)堂檢測1 2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”效應(yīng)的物理學(xué)家，某探究小組查到某磁敏電阻在室溫下的電阻隨磁感應(yīng)強(qiáng)度變化曲線如圖3甲所示，其中R、R0分別表示有、無磁場時(shí)磁敏電阻的阻值為研究其磁敏特性設(shè)計(jì)了圖乙所示電路關(guān)于這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是()A閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 時(shí)，電壓表的示數(shù)增大B閉合開關(guān)S，圖乙中只改變磁場方向，電壓表的示數(shù)減小C閉合開關(guān)S，圖

8、乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，流過aP段的電流可能減小D閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，電源的輸出功率可能增大2.如圖所示電路，電表都是理想電表，R2r。當(dāng)閉合開關(guān)S，觸片P向左滑動(dòng)過程中，四塊電表的讀數(shù)均發(fā)生變化，設(shè)在滑動(dòng)過程中A1、A2、V1、V2在同一時(shí)刻的讀數(shù)分別是I1、I2、U1、U2；電表示數(shù)的變化量的絕對(duì)值分別是I1、I2、U1、U2，那么下列說法正確的是()AI1減小，I2減小 BU1增大，U2減小C.、均為定值 D電源的輸出功率在減小，效率在降低3一個(gè)匝數(shù)為100匝，電阻為0.5 的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時(shí)刻起穿過線圈的磁通量按如圖4

9、所示規(guī)律變化則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為()A5 A B2 A B6 A D2 A4(2014·山東·17)如圖7所示，將額定電壓為60 V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A以下判斷正確的是() A變壓器輸入功率為484 WB通過原線圈的電流的有效值為0.6 AC通過副線圈的電流的最大值為2.2 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n21135.圖甲中的變壓器為理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1與副線圈匝數(shù)n2之比為101，變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦式交流電，電阻R1R

10、2R320 和電容器C連接成如圖甲所示的電路其中，電容器擊穿電壓為8 V，各電表均為理想交流電表，開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，則()A電壓表的讀數(shù)為10 VB電流表的讀數(shù)約為0.05 AC電阻R2上消耗的功率為2.5 WD若閉合開關(guān)S，電容器會(huì)被擊穿6如圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1100，其輸入電壓如圖乙所示，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100 .降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變小電壓表V顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)未出現(xiàn)火警時(shí)，升壓變壓器的輸入功率為750 kW.

11、下列說法中正確的有()A降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50 HzB遠(yuǎn)距離輸電線路損耗功率為180 kWC當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表V的示數(shù)變大D當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，輸電線上的電流變大專題六 電磁感應(yīng)和電路 第2課時(shí)直流電路和交流電路 答案 例1審題突破當(dāng)R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，其電阻如何變化？電容器兩極板間電壓和哪部分電路電壓相等？如何分析電源的輸出功率變化情況？解析滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，R4的阻值越來越小，故并聯(lián)電路的總電阻減小，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可得：R3的電壓減小，消耗的功率減小，故A錯(cuò)誤；電容器電壓等于R3的，故也減小，所以質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)，所以

12、D錯(cuò)誤；外電路總電阻減小，所以干路電流I1增大，而R3的電流I3減小，根據(jù)I1I3IA，可得電流表讀數(shù)IA增大，所以B錯(cuò)誤；因R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等，故外電路電阻大于電源內(nèi)阻，且逐漸減小，由輸出功率與外電阻的關(guān)系可得：電源的輸出功率在增大，所以C正確答案C練習(xí)1答案C解析從圖甲可知，圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的大小，故該金屬絲的阻值隨溫度的升高而增大，所以A錯(cuò)誤；圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，說明RT的阻值越大，即溫度越高，所以B錯(cuò)誤；若R0越大，電壓表要偏轉(zhuǎn)同樣的角度，需RT的阻值更大，即溫度更高，量程越大，所以C正確；溫度越高，RT的阻值越大，電路電流越小，所以電源消耗的功率P

13、EI越小，故D錯(cuò)誤例2解析R總R1R010 ，I A1 A，UR2 V，根據(jù)公式P得電阻R2上的熱功率為PR2 W，故A正確；0.02 s通過線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，故B錯(cuò)誤；T0.02 s，100 rad/s，E10 V1×2 V12 V，e12cos 100t(V)，故C錯(cuò)誤；電動(dòng)勢的最大值為Em12 VnBS，mBS(Wb)，sin 100t(Wb)，線圈開始轉(zhuǎn)動(dòng)到t s的過程中，通過電阻的電量為 C，故D正確答案AD以題說法1.線圈通過中性面時(shí)的特點(diǎn)(1)穿過線圈的磁通量最大；(2)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為零；(3)線圈每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向改變一次2交流電“

14、四值”的應(yīng)用(1)最大值：分析電容器的耐壓值；(2)瞬時(shí)值：計(jì)算閃光電器的閃光時(shí)間、線圈某時(shí)刻的受力情況；(3)有效值：電表的讀數(shù)及計(jì)算電熱、電功、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流；(4)平均值：計(jì)算通過電路截面的電荷量練習(xí)2答案AC解析A從圖象可知，兩次轉(zhuǎn)動(dòng)都是從中性面開始計(jì)時(shí)的，故A正確B.從圖象可知，曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期之比為23，則轉(zhuǎn)速之比為32，故B錯(cuò)誤C.由圖象可知曲線a的周期Ta4×102 s，則曲線a表示的交變電動(dòng)勢頻率fa25 Hz，故C正確D.交變電動(dòng)勢的最大值EmNBS，則曲線a、b表示的交變電動(dòng)勢的峰值之比為EmaEmbab32，即EmbEma10 V，故曲

15、線b表示的交變電動(dòng)勢的有效值為E有 V5 V，D錯(cuò)誤例3解析開關(guān)S閉合，負(fù)載的總電阻減小，又副線圈的電壓U2不變，所以副線圈的電流增大，電流表A2示數(shù)變大，根據(jù)變流規(guī)律可得原線圈電流增大，電流表A1示數(shù)增大，配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離，導(dǎo)線所耗電壓增大，故并聯(lián)電路的電壓減小，即電壓表V3示數(shù)減小，所以電流表A3的示數(shù)減小，所以A、B錯(cuò)誤，C正確；副線圈電壓不變，即V2示數(shù)不變，所以D錯(cuò)誤答案C以題說法理想變壓器動(dòng)態(tài)分析的兩種情況1負(fù)載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況2匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負(fù)載電阻的變化情況不

16、論哪種情況，要注意兩點(diǎn)：一、根據(jù)題意分清變量和不變量；二、弄清“誰決定誰”的制約關(guān)系對(duì)電壓而言，輸入決定輸出；對(duì)電流、電功(率)而言，輸出決定輸入練習(xí)3. 答案D解析設(shè)A、B兩端所加電壓為U.由歐姆定律知，通過A2表的電流大小I2.通過升壓變壓器升壓后輸出電壓UU，降壓變壓器輸入端獲得的電壓為UI1·2RUI1·2R，燈泡L1兩端電壓為(UI1·2R)，則通過燈泡L1的電流為.故由變壓器電流變化規(guī)律得I1.又因?yàn)閚1n4<n2n3，解上式得I1.因?yàn)镽L>2R，所以I1<I2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤通過燈泡L1的電流為I1I1>I2，故燈泡L1亮度更大

17、，選項(xiàng)B錯(cuò)誤由于I1<I2，根據(jù)歐姆定律以及電功率的有關(guān)知識(shí)可知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確例4審題突破由題圖乙可知交流電的哪些信息？P的位置向上移動(dòng)，原、副線圈的電壓有何變化？解析電壓表顯示的為有效值，示數(shù)為10 V，A正確；0.01 s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢最大，故線圈平面與磁場方向平行，故B正確；若P的位置向上移動(dòng)，匝數(shù)比減小，副線圈電壓增大，R的大小不變時(shí)，電流表讀數(shù)將增大，故C錯(cuò)誤；若P的位置不變、R的大小不變，而把發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍，電壓增大為原來的2倍，則變壓器的輸入功率將增大到原來的4倍，故D正確答案ABD以題說法交變電流的綜合問題，涉及交流電路最大值、有效值、平均值、瞬時(shí)值的計(jì)

18、算，與電磁感應(yīng)、安培力、閉合電路歐姆定律的綜合應(yīng)用等，解答時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：1分清交流電路“四值”的不同計(jì)算方法和物理意義2學(xué)會(huì)將直流電路、閉合電路歐姆定律的知識(shí)應(yīng)用在交流電路中練習(xí)4答案AD解析當(dāng)線框轉(zhuǎn)到如圖所示位置，穿過線框的磁通量為0，但線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，故選項(xiàng)A正確；電壓表V2測量的是副線圈的電壓，副線圈電壓由原線圈電壓決定，與負(fù)載電阻變化無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電壓表V1示數(shù)為有效值，等于u1，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則選項(xiàng)D正確.1答案AD解析由題圖，磁敏電阻的阻值只與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小有關(guān)，故B錯(cuò)誤；隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，電阻變大，閉合開關(guān)S，圖乙中只增加

19、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，磁敏電阻的阻值變大，電壓表的示數(shù)增大，故A正確；增加磁感應(yīng)強(qiáng)度，aP段的兩端電壓增加，而電阻沒變，故通過aP的電流一定增大，故C錯(cuò)誤；如果原來的外電阻小于內(nèi)電阻，增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，磁敏電阻的阻值變大，可能使得外電路電阻等于電源的內(nèi)阻，此時(shí)電源的輸出功率最大，故電源輸出功率可能增大，故D正確2. 答案ABC 解析滑片P向左滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，電路總電阻增大，干路電流I減小，I2減小，根據(jù)U1EUrIR2可知U1增大，通過R0的電流I0增大，則A1的示數(shù)I1II0減小，而V2的示數(shù)U2IR2減小，A、B正確；根據(jù)歐姆定律可知U2/I2R2為定值，又U1U2Ur，U1/I2R2r為定值，C正確；外電路電阻越大，電源效率越大，D錯(cuò)誤。3答案B解析01 s時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢為E1n1/t11 V，電流為2 A；11.2 s內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢E2n2/t25