1、专题七 电路与电磁感应 (2011江苏卷)图7.11甲为一理想变压器，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u-t图象如图7.11乙所示若只在ce间接一只Rce=400的电阻，或只在de间接一只Rde=225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 w的电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.如 图 7.11 11111122112111400sin200V20.28A200 rad/s200 2V(A)541233cedecedecedecececed
2、edecededabewUPPIabnPUUUUUnnnnUUnRRRnRutInn由题图知，电压瞬时值电压有效值理想变压器原线圈中的电流解得设间匝数为，同理由题意知解得代入数据得【答案】或【命题解读】从近四年的江苏高考压轴题的命题情况看，微元思想逐渐弱化，试题的难度有所降低，但是能力要求不变，所以新的高考复习中既要保持试题的综合性，又要把握好难度热点一 恒定电路中的动态变化 【例1】如图7.12所示，电源电动势为E，内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2.下列说法中正确的是()A小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B小灯泡L3变暗，L
3、1、L2变亮CU1U2图7.12【解析】滑动变阻器的触片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，L1支路电阻减小，支路电流增大，变亮L2中电流增大，变亮，L3中电压降低，变暗U1减小，U2增大，而路端电压U=U1+U2减小，所以U1的变化量大于U2的变化量【答案】BD【规律方法】对于电路的动态变化问题常规判断方法有二：一为“局部整体局部”，思考顺序为电阻电流电压功率，判断时要善用“以不变应万变”的原则，如电源的电动势和内阻是不变的，固定电阻值不变；方法二善用“串反并同”分析判断 当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路中总电阻一定增大(或减小)，此结论与电路的串并联无关；若电键的通断使串
4、联的用电器增多时，总电阻增大；若电键的通断使并联支路增多时，总电阻减小【变式练习】如图7.13中A为理想电流表，V1和V2为理想电压表，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电池E内阻不计则()AR2不变时，V2读数与A读数之比等于R1BR2不变时，V1读数与A读数之比等于R1CR2改变一定量时，V2读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R1DR2改变一定量时，V1读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R1图7.131221112BDCUUIIUIUIRRRUEIRR由电阻的定义可知，；而只有电阻不变时才有【解析】项正确项正确，所以；又，所以，即 项正确【答案】BCD【例题2】(2010
5、山东卷)一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图7.14甲所示，副线圈所接电路如图7.14乙所示，P为滑动变阻器的触头下列说法正确的是()A副线圈输出电压的频率为50HzB副线圈输出电压的有效值为31VCP向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP向右移动时，变压器的输出功率增加图7.14热点二交变电路中的定量运算及动态变化【答案】AD212222121 1212 22 10 s53102220Hz220V010V2A2BCDVIUnUIUnTfU IU IPPR【解析】项正确项错误项错误从甲图读出周期，频率，；原线圈输入电压的有效值为，所以，副线圈输出电压的有效值为，
6、；根据，所以，不变；变压器的输出功率，向右移动时，电阻变小，变压器的输出功率增加，项正确【规律方法】分析动态变化问题，首先要弄清什么量没有发生变化，什么量发生了变化其次要对各物理量间的制约关系非常清楚这样才能准确判断变化的物理量会引起另外有哪些物理量变化及其变化情况 输入电压及匝数比决定输出电压只有负载变化时输出电压保持不变输出的功率、电流决定输入的功率、电流故负载变化会引起输入的变化 变压器制约问题主要有三项：电压制约：输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1.电流制约：原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1.负载制约：原线圈的功率P1由用户负载决定
7、，P1=P负1+P负2+.【变式练习】如图7.15所示，T为理想变压器，A1、A2为交流电流表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时()AA1读数变大，A2读数变大BA1读数变大，A2读数变小CA1读数变小，A2读数变大DA1读数变小，A2读数变小图7.15【解析】当滑动触头下移时，R3R总，I=，U不变I，U并=U-UR1，IR2，IA2=I-IR2，A2的示数变大，由原副线圈电流与匝数成反比，可知A1的示数变大【答案】A热点三远距离输电【例3】某小型水电站的电能输送示意图7.16如下发电机的输出电压为220V，输电线总电阻为r，
8、升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220V的用电器正常工作，则()A.B.C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率图7.1621nn34nn34nn21nn33221142314243214220DAVUnUnPPPUUUUUUnUnnnnUn入出损线【解由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，故；，因为，析，故】项确，正项正确【答案】AD 12342323311243222144332322322223212=34()1=.IR
9、nUnUnIIUnIPPPPPPPUUUIUnIPUUPUURPIIIPIUUR 损线线损线线线线功率关系：，电压、电流关系：，输电电流：输电线上损耗的功率就减少到原来的输电线上损耗的功率：当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的【规律方法】倍【变式练习】(2010浙江卷)某水电站，用总电阻为2.5的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3106kW.现用500kV电压输电，则下列说法正确的是()A输电线上输送的电流大小为2105AB输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108kWD输电线上损失的功率为P=U2/r，U为输电电压，r为输
10、电线的电阻63323346A6 10 A6 102.5V1.5 10 V15kV5kV3 10 kAWBCD3 1010500 10IUIRUUUrPP损【解析】项错项正输电线上输送的电流为，；输电线上损失的电压为，；当用电压输电时，输电线上损失的功率不会超过，与实际情况相背，故；当用公式计算损失的功率时，为输电线上损失的电压而不是输电电压确项误，错项错误【答案】B热点四 电磁感应现象中的“电路”问题如图7.17所示，金属圆环的半径为r，阻值为2R.金属杆Oa一端可绕环的圆心O旋转，另一端a搁在环上，电阻值为R.另一金属杆Ob一端固定在O点，另一端b固定在环上，电阻值也是R.加一个垂直圆环的磁
11、感应强度为B的匀强磁场，并使Oa杆以角速度w匀速旋转如果所有触点接触良好，Ob不影响Oa的转动，求流过Oa的电流的范围图7.17【解析】Oa旋转时产生感生电动势，大小为：E=1/2Br2当Oa到最高点时，等效电路如图甲所示：Imin=E/2.5R=Br2/5R当Oa与Ob重合时，环的电阻为0，等效电路如图乙所示：Imax=E/2R=Br2/4R 所以Br2/5RIBr2/4R【规律方法】电磁感应往往与电路问题联系在一起，解决电磁感应中的电路问题只需要三步：第一步：确定电源切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，则该导体或回路就相当于电源，利用E=n或E=BLvsin求感应电动势
12、的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向如果在一个电路中切割磁感线的有几个部分但又相互联系，可等效成电源的串、并联第二步：分析电路结构(内、外电路及外电路的串并联关系)，画等效电路图第三步：利用电路规律求解主要应用欧姆定律及串并联电路的基本性质等列方程求解t【变 式 练 习】一 直 升 机 停 在 南 半 球 的 地 磁 极 上空该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图7.18所示如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则()AE=
13、pfl2B，且a点电势低于b点电势BE=2pfl2B，且a点电势低于b点电势CE=pfl2B，且a点电势高于b点电势DE=2pfl2B，且a点电势高于b点电势图7.18211Blv22A.2abababvrEBllBlflfl B螺旋桨叶片旋转切割磁感线产生感应电动势相当于电源，由右手定则可知，相当电源的负极，相当于电源的正极，即 点电势低于点电势由于从叶片上各点的速度大小按的规律呈线性变化，由综上分析可【解析】选，项知正确【答案】A【命题预测】如图7.19所示，D是一只二极管，AB是平行板电容器，在电容器两极板间有一带电微粒P处于静止状态，当两极板A和B间的距离增大一些的瞬间(两极板仍平行)，带电微粒P的运动情况是()A向下运动B向上运动C仍静止不动D不能确定图7.19【预测缘由】平行金属板中的匀强电场为带电粒子的运动提供了多变的场所，就粒子的本身而言是否考虑重力，粒子在平行金属板中是做直线运动还是曲线运动等等，都可以将主干知识的考查展示的淋漓尽致【解析】当两极板A和B间的距离增大一些的瞬间，电容器的电容减小，电容器放电，但是二极管具有单向导电性，因此AB两板间电荷量不变，电场场强不变，电荷受到的重力与电场力依然平衡【答案】C