恒定電流--交流電

1、高三物理二輪復(fù)習(xí)學(xué)案NO. 20 專題六 電磁感應(yīng)和電路 第2課時直流電路和交流電路班級 姓名 學(xué)號 完成時間：4.16專題定位：本專題考查：直流電路的分析；變壓器原理及三個關(guān)系；交流電的產(chǎn)生及描述問題；考向1直流電路的動態(tài)分析例1如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點P原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，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P將向上運動練習(xí)1.某同學(xué)準備用一種金屬絲制作一只電阻溫度計他先通過實驗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

2、一定值電阻R0串聯(lián)接在電路中，用電壓表(電壓表的內(nèi)阻遠大于金屬絲的電阻)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，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，電阻為r2 矩形線圈在磁感應(yīng)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)和電刷與右側(cè)電路連接，右側(cè)電路中滑動變阻器R的最大阻值為R0 ，滑動片P位于滑動變阻器中

3、央，定值電阻R1R0、R2，其他電阻不計從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，閉合開關(guān)S，線圈轉(zhuǎn)動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時滑動變阻器R兩端的電壓瞬時值為零C線圈產(chǎn)生的e隨時間t變化的規(guī)律是e10cos 100t (V)D線圈開始轉(zhuǎn)動到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，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示，則()A兩次t0時刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、

4、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23C曲線a表示的交變電動勢頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V考向3變壓器和遠距離輸電問題例3如圖為學(xué)校配電房向各個教室的供電示意圖，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()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福建圖為模擬遠距離輸電實驗電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1n

5、42R，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()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)電機的示意圖，兩極M、N間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為理想交流電流表，V為理想交流電壓表內(nèi)阻不計的矩形線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，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，從圖示位置開始計時，發(fā)電機線圈中產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的是()

6、A電壓表的示數(shù)為10 VB0.01 s時發(fā)電機線圈平面與磁場方向平行C若P的位置向上移動、R的大小不變時，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，電阻不計的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞轉(zhuǎn)軸OO轉(zhuǎn)動，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.保持線圈以恒定角速度轉(zhuǎn)動，下列判斷正確的是()A在圖示位置時線框中磁通量為零，感應(yīng)電動勢最大B當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動時，電壓表V2的示數(shù)變大C電壓表V1示數(shù)等于NBL2D變

7、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)強度變化曲線如圖3甲所示，其中R、R0分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值為研究其磁敏特性設(shè)計了圖乙所示電路關(guān)于這個探究實驗，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)強度的大小 時，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，圖乙中只增加磁感應(yīng)強度的大小時，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)強度的大小時，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)

8、閉合開關(guān)S，觸片P向左滑動過程中，四塊電表的讀數(shù)均發(fā)生變化，設(shè)在滑動過程中A1、A2、V1、V2在同一時刻的讀數(shù)分別是I1、I2、U1、U2；電表示數(shù)的變化量的絕對值分別是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，從某時刻起穿過線圈的磁通量按如圖4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

9、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R1R2R320 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

10、耗的功率為2.5 WD若閉合開關(guān)S，電容器會被擊穿6如圖甲為遠距離輸電示意圖，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)溫度升高時其阻值變小電壓表V顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)未出現(xiàn)火警時，升壓變壓器的輸入功率為750 kW.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，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，輸電

11、線上的電流變大專題六 電磁感應(yīng)和電路 第2課時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端移動時，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？解析滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，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錯誤；電容器電壓等于R3的，故也減小，所以質(zhì)點P將向下運動，所以D錯誤；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，

12、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，圖線上的點與原點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PEI越小，故D錯誤例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)電動勢最大，故B錯誤；T0.

13、02 s，100 rad/s，E10 V12 V12 V，e12cos 100t(V)，故C錯誤；電動勢的最大值為Em12 VnBS，mBS(Wb)，sin 100t(Wb)，線圈開始轉(zhuǎn)動到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.線圈通過中性面時的特點(1)穿過線圈的磁通量最大；(2)線圈中的感應(yīng)電動勢為零；(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“四值”的應(yīng)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

14、的電荷量練習(xí)2答案AC解析A從圖象可知，兩次轉(zhuǎn)動都是從中性面開始計時的，故A正確B.從圖象可知，曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)動的周期之比為23，則轉(zhuǎn)速之比為32，故B錯誤C.由圖象可知曲線a的周期Ta4102 s，則曲線a表示的交變電動勢頻率fa25 Hz，故C正確D.交變電動勢的最大值EmNBS，則曲線a、b表示的交變電動勢的峰值之比為EmaEmbab32，即EmbEma10 V，故曲線b表示的交變電動勢的有效值為E有 V5 V，D錯誤例3解析開關(guān)S閉合，負載的總電阻減小，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

15、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錯誤，C正確；副線圈電壓不變，即V2示數(shù)不變，所以D錯誤答案C以題說法理想變壓器動態(tài)分析的兩種情況1負載電阻不變，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、電功率等隨負載電阻的變化情況不論哪種情況，要注意兩點：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)系對電壓而言，輸入決定輸出；對電流、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

16、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UI12RUI12R，燈泡L1兩端電壓為(UI12R)，則通過燈泡L1的電流為.故由變壓器電流變化規(guī)律得I1.又因為n1n42R，所以I1I2，故燈泡L1亮度更大，選項B錯誤由于I1I2，根據(jù)歐姆定律以及電功率的有關(guān)知識可知，選項C錯誤，選項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，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時感應(yīng)電動勢最大，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，匝數(shù)比減小，副線圈電壓增大，R的大小不變時，電流表讀

17、數(shù)將增大，故C錯誤；若P的位置不變、R的大小不變，而把發(fā)電機線圈的轉(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、瞬時值的計算，與電磁感應(yīng)、安培力、閉合電路歐姆定律的綜合應(yīng)用等，解答時應(yīng)注意以下兩點：1分清交流電路“四值”的不同計算方法和物理意義2學(xué)會將直流電路、閉合電路歐姆定律的知識應(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)電動勢最大，故選項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，與負載電阻變化無關(guān)，故

18、選項B錯誤；電壓表V1示數(shù)為有效值，等于u1，故選項C錯誤；理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則選項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)強度的大小有關(guān)，故B錯誤；隨著磁感應(yīng)強度變大，電阻變大，閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強度的大小時，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錯誤；如果原來的外電阻小于內(nèi)電阻，增加磁感應(yīng)強度的大小時，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，滑動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錯誤。3答案B解析01 s時間內(nèi)，感應(yīng)電動勢為E1n1/t11 V，電流為2 A；11.2 s內(nèi)，感應(yīng)電動勢E2n2/t25 V，