高三物理課件恒定電流與交變電流復(fù)習(xí)

專題五電路與電磁感應(yīng)第10講恒定電流與交變電流專題五電路與電磁感應(yīng)11.閉合電路歐姆定律：（1）表達式。①I=______。②U路=_____。（2）圖像。

E-Ir1.閉合電路歐姆定律：E-Ir22.交變電流的四值：（1）最大值：Em=______。（2）瞬時值：e=________（從中性面計時）。（3）有效值：由電流的_______定義。（4）平均值：=______。nBSωEmsinωt熱效應(yīng)2.交變電流的四值：nBSωEmsinωt熱效應(yīng)33.變壓器的四個基本關(guān)系:(1)功率關(guān)系:______。(2)電壓關(guān)系:______。(3)電流關(guān)系:______。(4)頻率關(guān)系:_____。P入=P出f1=f23.變壓器的四個基本關(guān)系:P入=P出f1=f241.（2013·福建高考）如圖，實驗室一臺手搖交流發(fā)電機，內(nèi)阻r=1.0Ω，外接R=9.0Ω的電阻。閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的電動勢e=sin10πt（V），則（）1.（2013·福建高考）如圖，實驗室一臺手搖交流發(fā)電機，內(nèi)5A.該交變電流的頻率為10HzB.該電動勢的有效值為VC.外接電阻R所消耗的電功率為10WD.電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0A【解析】選D。據(jù)ω=2πf知該交流電的頻率為5Hz，A錯；該交流電電動勢的最大值為V，有效值E=10V，B錯；I==1.0A,P=I2R=9W,C錯，D對。A.該交變電流的頻率為10Hz62.(2012·福建高考）如圖,理想變壓器原線圈輸入電壓u=Umsinωt,副線圈電路中R0為定值電阻,R是滑動變阻器。和是理想交流電壓表,示數(shù)分別用U1和U2表示;和是理想交流電流表,示數(shù)分別用I1和I2表示。下列說法正確的是（）2.(2012·福建高考）如圖,理想變壓器原線圈輸入電壓u=7A.I1和I2表示電流的瞬時值B.U1和U2表示電壓的最大值C.滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大D.滑片P向下滑動過程中，U2變小、I1變小【解析】選C。交流電壓表和交流電流表顯示的示數(shù)都為有效值，A、B錯。由于輸入端電壓U1和理想變壓器匝數(shù)比不變，所以U2不變?；琍向下滑動過程中，電阻變小，電流I2變大，輸出功率變大，則輸入功率變大，電流I1變大，C對，D錯，故選C。A.I1和I2表示電流的瞬時值83.（2011·福建高考）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1，電阻R=20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光。下列說法正確的是（）3.（2011·福建高考）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之9A.輸入電壓u的表達式u=sin（50πt）VB.只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C.只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8WA.輸入電壓u的表達式u=sin（50πt）V10【解析】選D。由圖乙知周期為0.02s，因此輸入電壓的表達式u=sin（100πt）V，A錯；只斷開S2，L1、L2兩端的電壓小于額定電壓，都不能正常發(fā)光，B錯；只斷開S2，負(fù)載電阻變大，功率變小，C錯；S1換接到2后，據(jù)和得R消耗的功率為0.8W，故選D?！窘馕觥窟xD。由圖乙知周期為0.02s，因此輸入電壓的表達11熱點考向1直流電路的動態(tài)分析

【典例1】（2013·和平區(qū)一模）電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖所示的電路。當(dāng)滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時，下列說法正確的是（）熱點考向1直流電路的動態(tài)分析

12A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大B.電壓表和電流表讀數(shù)都減小C.電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小D.電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大13【解題探究】（1）電路圖中電壓表和電流表測量范圍：①電壓表直接連在電源的兩端，測量的是_________；②電流表位于支路中，測量的是____________。（2）閉合電路路端電壓的表達式為U=_____。路端電壓流過R2的電流E-Ir【解題探究】路端電壓流過R2的電流E-Ir14（3）當(dāng)滑動變阻器的觸頭下滑時，分析下列物理量的變化情況：相關(guān)物理量變化情況滑動變阻器電阻R_____電路總電阻R總_____干路總電流I_____路端電壓U_____增大增大減小增大（3）當(dāng)滑動變阻器的觸頭下滑時，分析下列物理量的變化情況：相15【解析】選A。法一程序法：觸頭由中點滑向b端時，外電路總電阻增大，干路電流減小，由U=E-Ir知路端電壓U增大，故示數(shù)增大；由U1=IR1知定值電阻R1上的電壓U1減小，電阻R2兩端的電壓U2=U-U1將增大，則流過R2的電流增大，故的示數(shù)增大，選項A正確。法二結(jié)論法：滑片向b端滑動，R增大，與之并聯(lián)的支路中示數(shù)將增大；R增大，總電阻增大，干路電流減小，路端電壓增大，則示數(shù)增大，故A正確?！窘馕觥窟xA。法一程序法：16【拓展延伸】上題中：（1）電源的總功率、輸出功率各如何變化？提示：由于干路電流減小，因此電源的總功率P總=EI減??；當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時輸出功率最大，而題干中外電阻與內(nèi)電阻的大小關(guān)系未知，所以滑動變阻器的觸頭移動時，輸出功率如何變化無法判斷?！就卣寡由臁可项}中：17（2）電源的效率如何變化?提示：由于電源的效率表達式為:當(dāng)觸頭向下移動時,R外增大,則η增大。（2）電源的效率如何變化?18【總結(jié)提升】1.閉合電路動態(tài)變化的原因:(1)某一支路的滑動變阻器的阻值變化；(2)某一支路電鍵閉合或斷開；(3)熱敏電阻或光敏電阻的阻值變化。2.閉合電路動態(tài)分析的兩種方法:（1）程序分析法:流程如下【總結(jié)提升】1.閉合電路動態(tài)變化的原因:19（2）利用結(jié)論法:即“串反并同”法①“串反”——即某一電阻增大（減小）時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都減?。ㄔ龃螅?②“并同”——即某一電阻增大（減小）時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都增大（減?。＃?）利用結(jié)論法:即“串反并同”法20【變式訓(xùn)練】（2013·咸陽二模）如圖所示電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為可變電阻，C為電容器。在可變電阻R3由較小逐漸變大的過程中（）A.電容器放電B.流過R2的電流方向是由a到bC.電容器的帶電量在逐漸增大D.電源內(nèi)部消耗的功率變大【變式訓(xùn)練】（2013·咸陽二模）如圖所示電路中，電源電動勢21【解析】選C。當(dāng)可變電阻R3逐漸變大時，總電阻增大，干路電流減小，則電容器上電壓U=E-I（R1+r）將增大，電容器的帶電量增大，即電容器充電，A錯誤，C正確；因為電容器上極板帶正電，所以充電電流方向為b→R2→a，故B錯誤；電源內(nèi)部消耗的功率為Pr=I2r變小，D錯誤?！窘馕觥窟xC。當(dāng)可變電阻R3逐漸變大時，總電阻增大，干路電流22熱點考向2交變電流的產(chǎn)生及描述

【典例2】（2013·廈門二模）一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律圖像如圖甲所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為20.0Ω，現(xiàn)外接一只“100V125W”的燈泡，如圖乙所示，則（）熱點考向2交變電流的產(chǎn)生及描述

23A.此時刻線圈中感應(yīng)電流為0B.通過燈的電流隨時間t的變化規(guī)律是i=cos100πt（A）C.燈泡能正常發(fā)光D.燈泡的實際功率是80WA.此時刻線圈中感應(yīng)電流為024【解題探究】（1）試分析當(dāng)線圈平面處于以下兩個位置時的磁通量、感應(yīng)電流的情況：①處于中性面時：a.磁通量_____。b.感應(yīng)電流為___。②垂直中性面時：a.磁通量為___。b.感應(yīng)電流_____。最大零零最大【解題探究】最大零零最大25（2）燈泡能正常發(fā)光的判斷依據(jù)是什么？提示：判斷燈泡能否正常發(fā)光的依據(jù)是分析燈泡工作時的功率是否達到額定功率，或分析燈泡的工作電壓或工作電流是否等于燈泡的額定值。（2）燈泡能正常發(fā)光的判斷依據(jù)是什么？26【解析】選B。圖示位置為交流電最大值,感應(yīng)電流最大,A錯誤;燈泡電阻80Ω,最大電流故電流瞬時值表達式i=cos100πt,B正確;由于燈泡兩端電壓有效值達不到100V,燈泡不能正常發(fā)光,C錯誤;燈泡電流有效值為實際功率P實=I2R=40W,D錯誤?！窘馕觥窟xB。圖示位置為交流電最大值,感應(yīng)電流最大,A錯誤;27【總結(jié)提升】1.線圈經(jīng)過“中性面”的三個特點:(1)磁通量最大。(2)通過線圈電流瞬時值為零。(3)電流方向發(fā)生改變。2.交變電流的“四值”及應(yīng)用:【總結(jié)提升】1.線圈經(jīng)過“中性面”的三個特點:28高三物理課件恒定電流與交變電流復(fù)習(xí)29【變式訓(xùn)練】（2013·山東高考改編）圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示。以下判斷正確的是（）【變式訓(xùn)練】（2013·山東高考改編）圖甲是小型交流發(fā)電機30A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC.0.01s時線圈平面與磁場方向垂直D.0.02s時電阻R中電流的方向自右向左A.電流表的示數(shù)為10A31【解析】選A。電流表示數(shù)顯示的是交流電的有效值，正弦交流電的電流有效值等于最大值的倍，電流表的示數(shù)為10A，選項A正確；因為交流電的瞬時值為i=cosωt，根據(jù)圖乙可知，交流電的周期為T=2×10－2s，則線圈轉(zhuǎn)動的角速度為ω==100πrad/s，選項B錯誤；0時刻線圈平面與磁場平行，t=0.01s=，t時間內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過π弧度，線圈平面與磁場方向平行，選項C錯誤；0.02s時的情況與0時刻的情況相同，根據(jù)右手定則可以判定，此時通過電阻R的電流方向自左向右，選項D錯誤?！窘馕觥窟xA。電流表示數(shù)顯示的是交流電的有效值，正弦交32【變式備選】（2013·龍巖二模）某交流電源的電動勢與時間成正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示，此電源與一個R=10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計其他電阻，下列說法正確的是（）A.交變電流的周期為2sB.交變電流的頻率為0.5HzC.交變電流的有效值為D.交變電流的有效值為2A【解析】選D。由圖像知，交變電流的周期為0.02s，頻率為50Hz，選項A、B錯誤。交變電流的最大值為，有效值為2A，選項C錯誤、D正確?！咀兪絺溥x】（2013·龍巖二模）某交流電源的電動勢與時間成33熱點考向3變壓器和遠距離輸電問題

【典例3】(2013·保定一模)如圖所示,匝數(shù)為100匝的矩形線圈abcd位于磁感應(yīng)強度的水平勻強磁場中,線圈面積S=0.5m2,內(nèi)阻不計。線圈繞垂直于磁場的軸以角速度ω=10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動。線圈通過金屬滑環(huán)與理想變壓器原線圈相連,變壓器的副線圈接入一只“12V12W”燈泡,燈泡正常發(fā)光，下列說法中正確的是()

熱點考向3變壓器和遠距離輸電問題

34A.通過燈泡的交變電流的頻率是50HzB.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1C.矩形線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為120VD.若將燈泡更換為“12V24W”且保證其正常發(fā)光，需要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速A.通過燈泡的交變電流的頻率是50Hz35【解題探究】（1）交變電流的頻率f與角速度ω的關(guān)系式為________。（2）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值表達式為________。（3）原線圈輸入電壓有效值表達式為_________。（4）原、副線圈的電壓關(guān)系為_______。ω=2πfEm=NBSω【解題探究】ω=2πfEm=NBSω36【解析】選B。由ω=2πf可得通過燈泡的交變電流的頻率是5Hz,選項A錯誤;矩形線圈在水平勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值為變壓器輸入電壓為120V,由變壓器變壓公式可知,變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1,選項B正確,C錯誤;因副線圈電壓仍為12V,故將燈泡更換為“12V24W”能保證其正常發(fā)光,不需要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速,選項D錯誤?！窘馕觥窟xB。由ω=2πf可得通過燈泡的交變電流的頻率是37【拓展延伸】上題中：（1）更換燈泡后，原線圈的輸入功率為多少？提示：更換燈泡后，燈泡仍能正常發(fā)光，消耗的電功率為24W，則原線圈的輸入功率也應(yīng)為24W。（2）若將燈泡更換為耐壓值為12V的電容器，能正常工作嗎？提示：副線圈的電壓U=12V為有效值，其最大值為大于電容器的耐壓值，電容器將被擊穿，則電容器不能正常工作。【拓展延伸】上題中：38【總結(jié)提升】1.抓住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(guān)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）由分析U2的情況。（2）由I2=分析I2的情況。（3）由P1=P2=I2U2判斷輸入功率的情況。（4）由P1=I1U1分析I1的變化情況?！究偨Y(jié)提升】1.抓住理想變壓器問題中的兩個“弄清”：39【變式訓(xùn)練】(2013·泉州一模)將電能從發(fā)電站輸送到用戶,在輸電線上會損失一部分功率。關(guān)于輸電線上損失的功率,甲同學(xué)的推導(dǎo)為:設(shè)輸電電壓為U,則功率損失為P損=UI,而兩者聯(lián)立得到P損=由此可知,要減小功率損失P損,就應(yīng)當(dāng)用低壓送電和增大輸電線的電阻r。乙同學(xué)的推導(dǎo)為:設(shè)輸電電壓為U，輸送的電功率為P,則功率損失為P損=I2r,而兩者聯(lián)立得到P損=由此可知,要減小功率損失P損,就應(yīng)當(dāng)用高壓送電和減小輸電線的電阻r。對于甲、乙兩同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論,下列判斷正確的是()【變式訓(xùn)練】(2013·泉州一模)將電能從發(fā)電站輸送到用戶,40A.甲、乙兩同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論都是正確的B.甲、乙兩同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論都是錯誤的C.甲同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論是正確的D.乙同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論是正確的A.甲、乙兩同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論都是正確的41【解析】選D。輸電線路示意圖如圖所示,由圖可知P損=I2r,而P=UI,得P損=()2·r,故乙同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論正確，選D。甲同學(xué)錯誤地將輸電電壓等同于損耗電壓,從而誤認(rèn)為P損=UI。【解析】選D。輸電線路示意圖如圖所示,由圖可知P損=I2r,421.熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，其電阻隨溫度變化的圖線如圖甲所示。如圖乙所示電路中，熱敏電阻Rt與其他電阻構(gòu)成的閉合電路中，當(dāng)Rt所在處溫度升高時，兩電表讀數(shù)的變化情況是（）A.A增大，V增大B.A增大，V減小C.A減小，V增大D.A減小，V減小1.熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，其電阻隨溫度變化的圖43【解析】選D。由圖甲可知溫度升高時，Rt的阻值減小。當(dāng)Rt所在處的溫度升高時，其阻值減小，總電阻減小，干路電流增大，路端電壓減小，V示數(shù)減?。籖1上的電壓U1增大，R2兩端的電壓減小，則流過R2的電流減小，即A的示數(shù)減小，故D正確。【解析】選D。由圖甲可知溫度升高時，Rt的阻值減小。當(dāng)Rt所442.（2013·漳州一模）電學(xué)元件的正確使用對電路安全工作具有重要作用，某電解電容器上標(biāo)有“25V450μF”字樣，下列說法中正確的是（）A.此電容器在25V的交流、直流電壓時都能正常工作B.此電容器只有在不超過25V的直流電壓下才能正常工作C.當(dāng)工作電壓是直流電壓25V時，電容才是450μFD.若此電容器在交流電壓下工作，交流電壓的最大值不能超過25V【解析】選B。電解電容器的極性是固定的，因此只能在直流電壓下工作。在正常情況下，電容器的電容不受電壓影響。故B正確。2.（2013·漳州一模）電學(xué)元件的正確使用對電路安全工作具453.（2013·廣東高考）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=2∶1，和均為理想電表，燈泡電阻RL=6Ω，AB端電壓u1=sin100πt（V）。下列說法正確的是（）A.電流頻率為100HzB.的讀數(shù)為24VC.的讀數(shù)為0.5AD.變壓器輸入功率為6W3.（2013·廣東高考）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比46【解析】選D。由AB端電壓u1=sin100πt(V)知ω=100π，又ω=2πf，得頻率f=50Hz，A錯誤；由理想變壓器規(guī)律U2=6V，B錯誤；又C錯誤；P2=U2I2=6W，P1=P2，D正確。【解析】選D。由AB端電壓u1=sin100πt(474.如圖所示，有一矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻為r，繞垂直磁感線的對稱軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下列說法正確的是（）4.如圖所示，有一矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻為r，繞48A.通過電阻R的電量B.通過電阻R的電量C.外力做功的平均功率D.從圖示位置開始計時，則感應(yīng)電動勢隨時間變化的規(guī)律為e=NBSωsinωt【解析】選B。從圖示位置以角速度ω轉(zhuǎn)過90°，平均電動勢電量故A錯誤，B正確。又Em=NBSω，有效值E=NBSω，外力做功的平均功率C錯誤。若從圖示位置開始計時，則e=NBSωcosωt，D錯誤。A.通過電阻R的電量495.（2013·廈門一模）如圖所示為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電，已知輸電線的總電阻R=10Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，副線圈與用電器R0組成閉合電路。若T1、T2均為理想變壓器，T2的副線圈兩端電壓u=sin100πt（V），當(dāng)用電器電阻R0=11Ω時（）5.（2013·廈門一模）如圖所示為某小型水電站的電能輸送示50A.通過用電器R0的電流有效值是20AB.升壓變壓器的輸入功率為4400WC.發(fā)電機中的電流變化頻率為100HzD.當(dāng)用電器的電阻R0減小時，發(fā)電機的輸出功率減小A.通過用電器R0的電流有效值是20A51【解析】選A。由T2的副線圈兩端電壓的表達式知，副線圈兩端電壓的有效值為220V，電流為I＝A＝20A，A對；由于輸電線電流I′＝A＝5A，所以升壓變壓器的輸入功率為P＝P線＋PR0＝52×10W＋202×11W＝4650W，B錯；發(fā)電機中的電流變化頻率與T2的副線圈兩端電壓的變化頻率相同，為50Hz，C錯；當(dāng)用電器的電阻R0減小時，其消耗的功率變大，發(fā)電機的輸出功率變大，D錯?！窘馕觥窟xA。由T2的副線圈兩端電壓的表達式知，副線圈兩526.（2012·浙江高考）功率為10W的發(fā)光二極管（LED燈）的亮度與功率為60W的白熾燈相當(dāng)。根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰。假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代，估算出全國一年節(jié)省的電能最接近（）A.8×108kW·hB.8×1010kW·hC.8×1011kW·hD.8×1013kW·h【解析】選B。每個家庭節(jié)省的功率為ΔP=0.1kW，全國約有n=4×108個家庭，每個家庭平均每天用電5小時，則全國一年節(jié)省的電能為ΔW=ΔP·nt=0.1kW×4×108×365×5h=7.3×1010kW·h，選項B正確，其他選項錯誤。6.（2012·浙江高考）功率為10W的發(fā)光二極管（LED燈537.（2012·新課標(biāo)全國卷）自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝，原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負(fù)載R上的功率為2.0kW。設(shè)此時原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為（）A.380V和5.3AB.380V和9.1AC.240V和5.3AD.240V和9.1A7.（2012·新課標(biāo)全國卷）自耦變壓器鐵芯54【解析】選B。由理想變壓器原、副線圈中電壓、電流及功率關(guān)系可得：所以,當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，副線圈的匝數(shù)也最大為n2=1900匝，負(fù)載R上的功率也最大，為2.0kW，則故選項B正確?！窘馕觥窟xB。由理想變壓器原、副線圈中電壓、電流及功率558.（2013·江蘇高考）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(shè)計了一種報警裝置，電路如圖所示。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(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報，此時（）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8.（2013·江蘇高考）在輸液時，藥液有時會從針口流出體外56【解析】選C。根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配規(guī)律，S兩端電壓增大，則必有并聯(lián)部分的電阻變小，故傳感器M的阻值變小，R越大，并聯(lián)部分的電阻阻值就越是由傳感器決定，故R越大，U增大越明顯，C項正確?！窘馕觥窟xC。根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配規(guī)律，S兩端電壓增大，則必57高三物理課件恒定電流與交變電流復(fù)習(xí)58專題五電路與電磁感應(yīng)第10講恒定電流與交變電流專題五電路與電磁感應(yīng)591.閉合電路歐姆定律：（1）表達式。①I=______。②U路=_____。（2）圖像。

E-Ir1.閉合電路歐姆定律：E-Ir602.交變電流的四值：（1）最大值：Em=______。（2）瞬時值：e=________（從中性面計時）。（3）有效值：由電流的_______定義。（4）平均值：=______。nBSωEmsinωt熱效應(yīng)2.交變電流的四值：nBSωEmsinωt熱效應(yīng)613.變壓器的四個基本關(guān)系:(1)功率關(guān)系:______。(2)電壓關(guān)系:______。(3)電流關(guān)系:______。(4)頻率關(guān)系:_____。P入=P出f1=f23.變壓器的四個基本關(guān)系:P入=P出f1=f2621.（2013·福建高考）如圖，實驗室一臺手搖交流發(fā)電機，內(nèi)阻r=1.0Ω，外接R=9.0Ω的電阻。閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的電動勢e=sin10πt（V），則（）1.（2013·福建高考）如圖，實驗室一臺手搖交流發(fā)電機，內(nèi)63A.該交變電流的頻率為10HzB.該電動勢的有效值為VC.外接電阻R所消耗的電功率為10WD.電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0A【解析】選D。據(jù)ω=2πf知該交流電的頻率為5Hz，A錯；該交流電電動勢的最大值為V，有效值E=10V，B錯；I==1.0A,P=I2R=9W,C錯，D對。A.該交變電流的頻率為10Hz642.(2012·福建高考）如圖,理想變壓器原線圈輸入電壓u=Umsinωt,副線圈電路中R0為定值電阻,R是滑動變阻器。和是理想交流電壓表,示數(shù)分別用U1和U2表示;和是理想交流電流表,示數(shù)分別用I1和I2表示。下列說法正確的是（）2.(2012·福建高考）如圖,理想變壓器原線圈輸入電壓u=65A.I1和I2表示電流的瞬時值B.U1和U2表示電壓的最大值C.滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大D.滑片P向下滑動過程中，U2變小、I1變小【解析】選C。交流電壓表和交流電流表顯示的示數(shù)都為有效值，A、B錯。由于輸入端電壓U1和理想變壓器匝數(shù)比不變，所以U2不變。滑片P向下滑動過程中，電阻變小，電流I2變大，輸出功率變大，則輸入功率變大，電流I1變大，C對，D錯，故選C。A.I1和I2表示電流的瞬時值663.（2011·福建高考）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1，電阻R=20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示?，F(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光。下列說法正確的是（）3.（2011·福建高考）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之67A.輸入電壓u的表達式u=sin（50πt）VB.只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C.只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8WA.輸入電壓u的表達式u=sin（50πt）V68【解析】選D。由圖乙知周期為0.02s，因此輸入電壓的表達式u=sin（100πt）V，A錯；只斷開S2，L1、L2兩端的電壓小于額定電壓，都不能正常發(fā)光，B錯；只斷開S2，負(fù)載電阻變大，功率變小，C錯；S1換接到2后，據(jù)和得R消耗的功率為0.8W，故選D。【解析】選D。由圖乙知周期為0.02s，因此輸入電壓的表達69熱點考向1直流電路的動態(tài)分析

【典例1】（2013·和平區(qū)一模）電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖所示的電路。當(dāng)滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時，下列說法正確的是（）熱點考向1直流電路的動態(tài)分析

70A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大B.電壓表和電流表讀數(shù)都減小C.電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小D.電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大71【解題探究】（1）電路圖中電壓表和電流表測量范圍：①電壓表直接連在電源的兩端，測量的是_________；②電流表位于支路中，測量的是____________。（2）閉合電路路端電壓的表達式為U=_____。路端電壓流過R2的電流E-Ir【解題探究】路端電壓流過R2的電流E-Ir72（3）當(dāng)滑動變阻器的觸頭下滑時，分析下列物理量的變化情況：相關(guān)物理量變化情況滑動變阻器電阻R_____電路總電阻R總_____干路總電流I_____路端電壓U_____增大增大減小增大（3）當(dāng)滑動變阻器的觸頭下滑時，分析下列物理量的變化情況：相73【解析】選A。法一程序法：觸頭由中點滑向b端時，外電路總電阻增大，干路電流減小，由U=E-Ir知路端電壓U增大，故示數(shù)增大；由U1=IR1知定值電阻R1上的電壓U1減小，電阻R2兩端的電壓U2=U-U1將增大，則流過R2的電流增大，故的示數(shù)增大，選項A正確。法二結(jié)論法：滑片向b端滑動，R增大，與之并聯(lián)的支路中示數(shù)將增大；R增大，總電阻增大，干路電流減小，路端電壓增大，則示數(shù)增大，故A正確。【解析】選A。法一程序法：74【拓展延伸】上題中：（1）電源的總功率、輸出功率各如何變化？提示：由于干路電流減小，因此電源的總功率P總=EI減??；當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時輸出功率最大，而題干中外電阻與內(nèi)電阻的大小關(guān)系未知，所以滑動變阻器的觸頭移動時，輸出功率如何變化無法判斷。【拓展延伸】上題中：75（2）電源的效率如何變化?提示：由于電源的效率表達式為:當(dāng)觸頭向下移動時,R外增大,則η增大。（2）電源的效率如何變化?76【總結(jié)提升】1.閉合電路動態(tài)變化的原因:(1)某一支路的滑動變阻器的阻值變化；(2)某一支路電鍵閉合或斷開；(3)熱敏電阻或光敏電阻的阻值變化。2.閉合電路動態(tài)分析的兩種方法:（1）程序分析法:流程如下【總結(jié)提升】1.閉合電路動態(tài)變化的原因:77（2）利用結(jié)論法:即“串反并同”法①“串反”——即某一電阻增大（減小）時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都減?。ㄔ龃螅?②“并同”——即某一電阻增大（減小）時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都增大（減?。?。（2）利用結(jié)論法:即“串反并同”法78【變式訓(xùn)練】（2013·咸陽二模）如圖所示電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為可變電阻，C為電容器。在可變電阻R3由較小逐漸變大的過程中（）A.電容器放電B.流過R2的電流方向是由a到bC.電容器的帶電量在逐漸增大D.電源內(nèi)部消耗的功率變大【變式訓(xùn)練】（2013·咸陽二模）如圖所示電路中，電源電動勢79【解析】選C。當(dāng)可變電阻R3逐漸變大時，總電阻增大，干路電流減小，則電容器上電壓U=E-I（R1+r）將增大，電容器的帶電量增大，即電容器充電，A錯誤，C正確；因為電容器上極板帶正電，所以充電電流方向為b→R2→a，故B錯誤；電源內(nèi)部消耗的功率為Pr=I2r變小，D錯誤。【解析】選C。當(dāng)可變電阻R3逐漸變大時，總電阻增大，干路電流80熱點考向2交變電流的產(chǎn)生及描述

【典例2】（2013·廈門二模）一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律圖像如圖甲所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為20.0Ω，現(xiàn)外接一只“100V125W”的燈泡，如圖乙所示，則（）熱點考向2交變電流的產(chǎn)生及描述

81A.此時刻線圈中感應(yīng)電流為0B.通過燈的電流隨時間t的變化規(guī)律是i=cos100πt（A）C.燈泡能正常發(fā)光D.燈泡的實際功率是80WA.此時刻線圈中感應(yīng)電流為082【解題探究】（1）試分析當(dāng)線圈平面處于以下兩個位置時的磁通量、感應(yīng)電流的情況：①處于中性面時：a.磁通量_____。b.感應(yīng)電流為___。②垂直中性面時：a.磁通量為___。b.感應(yīng)電流_____。最大零零最大【解題探究】最大零零最大83（2）燈泡能正常發(fā)光的判斷依據(jù)是什么？提示：判斷燈泡能否正常發(fā)光的依據(jù)是分析燈泡工作時的功率是否達到額定功率，或分析燈泡的工作電壓或工作電流是否等于燈泡的額定值。（2）燈泡能正常發(fā)光的判斷依據(jù)是什么？84【解析】選B。圖示位置為交流電最大值,感應(yīng)電流最大,A錯誤;燈泡電阻80Ω,最大電流故電流瞬時值表達式i=cos100πt,B正確;由于燈泡兩端電壓有效值達不到100V,燈泡不能正常發(fā)光,C錯誤;燈泡電流有效值為實際功率P實=I2R=40W,D錯誤?！窘馕觥窟xB。圖示位置為交流電最大值,感應(yīng)電流最大,A錯誤;85【總結(jié)提升】1.線圈經(jīng)過“中性面”的三個特點:(1)磁通量最大。(2)通過線圈電流瞬時值為零。(3)電流方向發(fā)生改變。2.交變電流的“四值”及應(yīng)用:【總結(jié)提升】1.線圈經(jīng)過“中性面”的三個特點:86高三物理課件恒定電流與交變電流復(fù)習(xí)87【變式訓(xùn)練】（2013·山東高考改編）圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示。以下判斷正確的是（）【變式訓(xùn)練】（2013·山東高考改編）圖甲是小型交流發(fā)電機88A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC.0.01s時線圈平面與磁場方向垂直D.0.02s時電阻R中電流的方向自右向左A.電流表的示數(shù)為10A89【解析】選A。電流表示數(shù)顯示的是交流電的有效值，正弦交流電的電流有效值等于最大值的倍，電流表的示數(shù)為10A，選項A正確；因為交流電的瞬時值為i=cosωt，根據(jù)圖乙可知，交流電的周期為T=2×10－2s，則線圈轉(zhuǎn)動的角速度為ω==100πrad/s，選項B錯誤；0時刻線圈平面與磁場平行，t=0.01s=，t時間內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過π弧度，線圈平面與磁場方向平行，選項C錯誤；0.02s時的情況與0時刻的情況相同，根據(jù)右手定則可以判定，此時通過電阻R的電流方向自左向右，選項D錯誤?！窘馕觥窟xA。電流表示數(shù)顯示的是交流電的有效值，正弦交90【變式備選】（2013·龍巖二模）某交流電源的電動勢與時間成正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示，此電源與一個R=10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計其他電阻，下列說法正確的是（）A.交變電流的周期為2sB.交變電流的頻率為0.5HzC.交變電流的有效值為D.交變電流的有效值為2A【解析】選D。由圖像知，交變電流的周期為0.02s，頻率為50Hz，選項A、B錯誤。交變電流的最大值為，有效值為2A，選項C錯誤、D正確?！咀兪絺溥x】（2013·龍巖二模）某交流電源的電動勢與時間成91熱點考向3變壓器和遠距離輸電問題

【典例3】(2013·保定一模)如圖所示,匝數(shù)為100匝的矩形線圈abcd位于磁感應(yīng)強度的水平勻強磁場中,線圈面積S=0.5m2,內(nèi)阻不計。線圈繞垂直于磁場的軸以角速度ω=10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動。線圈通過金屬滑環(huán)與理想變壓器原線圈相連,變壓器的副線圈接入一只“12V12W”燈泡,燈泡正常發(fā)光，下列說法中正確的是()

熱點考向3變壓器和遠距離輸電問題

92A.通過燈泡的交變電流的頻率是50HzB.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1C.矩形線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為120VD.若將燈泡更換為“12V24W”且保證其正常發(fā)光，需要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速A.通過燈泡的交變電流的頻率是50Hz93【解題探究】（1）交變電流的頻率f與角速度ω的關(guān)系式為________。（2）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值表達式為________。（3）原線圈輸入電壓有效值表達式為_________。（4）原、副線圈的電壓關(guān)系為_______。ω=2πfEm=NBSω【解題探究】ω=2πfEm=NBSω94【解析】選B。由ω=2πf可得通過燈泡的交變電流的頻率是5Hz,選項A錯誤;矩形線圈在水平勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值為變壓器輸入電壓為120V,由變壓器變壓公式可知,變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1,選項B正確,C錯誤;因副線圈電壓仍為12V,故將燈泡更換為“12V24W”能保證其正常發(fā)光,不需要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速,選項D錯誤?！窘馕觥窟xB。由ω=2πf可得通過燈泡的交變電流的頻率是95【拓展延伸】上題中：（1）更換燈泡后，原線圈的輸入功率為多少？提示：更換燈泡后，燈泡仍能正常發(fā)光，消耗的電功率為24W，則原線圈的輸入功率也應(yīng)為24W。（2）若將燈泡更換為耐壓值為12V的電容器，能正常工作嗎？提示：副線圈的電壓U=12V為有效值，其最大值為大于電容器的耐壓值，電容器將被擊穿，則電容器不能正常工作。【拓展延伸】上題中：96【總結(jié)提升】1.抓住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(guān)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）由分析U2的情況。（2）由I2=分析I2的情況。（3）由P1=P2=I2U2判斷輸入功率的情況。（4）由P1=I1U1分析I1的變化情況?！究偨Y(jié)提升】1.抓住理想變壓器問題中的兩個“弄清”：97【變式訓(xùn)練】(2013·泉州一模)將電能從發(fā)電站輸送到用戶,在輸電線上會損失一部分功率。關(guān)于輸電線上損失的功率,甲同學(xué)的推導(dǎo)為:設(shè)輸電電壓為U,則功率損失為P損=UI,而兩者聯(lián)立得到P損=由此可知,要減小功率損失P損,就應(yīng)當(dāng)用低壓送電和增大輸電線的電阻r。乙同學(xué)的推導(dǎo)為:設(shè)輸電電壓為U，輸送的電功率為P,則功率損失為P損=I2r,而兩者聯(lián)立得到P損=由此可知,要減小功率損失P損,就應(yīng)當(dāng)用高壓送電和減小輸電線的電阻r。對于甲、乙兩同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論,下列判斷正確的是()【變式訓(xùn)練】(2013·泉州一模)將電能從發(fā)電站輸送到用戶,98A.甲、乙兩同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論都是正確的B.甲、乙兩同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論都是錯誤的C.甲同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論是正確的D.乙同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論是正確的A.甲、乙兩同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論都是正確的99【解析】選D。輸電線路示意圖如圖所示,由圖可知P損=I2r,而P=UI,得P損=()2·r,故乙同學(xué)的推導(dǎo)方法及所得結(jié)論正確，選D。甲同學(xué)錯誤地將輸電電壓等同于損耗電壓,從而誤認(rèn)為P損=UI。【解析】選D。輸電線路示意圖如圖所示,由圖可知P損=I2r,1001.熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，其電阻隨溫度變化的圖線如圖甲所示。如圖乙所示電路中，熱敏電阻Rt與其他電阻構(gòu)成的閉合電路中，當(dāng)Rt所在處溫度升高時，兩電表讀數(shù)的變化情況是（）A.A增大，V增大B.A增大，V減小C.A減小，V增大D.A減小，V減小1.熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，其電阻隨溫度變化的圖101【解析】選D。由圖甲可知溫度升高時，Rt的阻值減小。當(dāng)Rt所在處的溫度升高時，其阻值減小，總電阻減小，干路電流增大，路端電壓減小，V示數(shù)減??；R1上的電壓U1增大，R2兩端的電壓減小，則流過R2的電流減小，即A的示數(shù)減小，故D正確?！窘馕觥窟xD。由圖甲可知溫度升高時，Rt的阻值減小。當(dāng)Rt所1022.（2013·漳州一模）電學(xué)元件的正確使用對電路安全工作具有重要作用，某電解電容器上標(biāo)有“25V450μF”字樣，下列說法中正確的是（）A.此電容器在25V的交流、直流電壓時都能正常工作B.此電容器只有在不超過25V的直流電壓下才能正常工作C.當(dāng)工作電壓是直流電壓25V時，電容才是450μFD.若此電容器在交流電壓下工作，交流電壓的最大值不能超過25V【解析】選B。電解電容器的極性是固定的，因此只能在直流電壓下工作。在正常情況下，電容器的電容不受電壓影響。故B正確。2.（2013·漳州一模）電學(xué)元件的正確使用對電路安全工作具1033.（2013·廣東高考）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=2∶1，和均為理想電表，燈泡電阻RL=6Ω，AB端電壓u1=sin100πt（V）。下列說法正確的是（）A.電流頻率為100HzB.的讀數(shù)為24VC.的讀數(shù)為0.5AD.變壓器輸入功率為6W3.（2013·廣東高考）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比104【解析】選D。由AB端電壓u1=sin100πt(V)知ω=100π，又ω=2πf，得頻率f=50Hz，A錯誤；由理想變壓器規(guī)律U2=6V，B錯誤；又C錯誤；P2=U2I2=6W，P1=P2，D正確?！窘馕觥窟xD。由AB端電壓u1=sin100πt(1054.如圖所示，有一矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻為r，繞垂直磁感線的對稱軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下列說法正確的是（）4.如圖所示，有一矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻為r，繞106A.通過電阻R的電量B.通過電阻R的電量C.外力做功的平均功率D.從圖示位置開始計時，則感應(yīng)電動勢隨時間變化的規(guī)律為e=NBSωsin