1、第2讲 直流电路、交流电路和感应电路1(双选，2011 年广东卷)图 421(a)左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中 R55，A、V 为理想电流表和电压表若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，)电压表的示数为 110 V，下列表述正确的是(图 421A电流表的示数为 2 AB原、副线圈匝数比为 12C电压表的示数为电压的有效值D原线圈中交变电压的频率为 100 Hz答案：AC2(2011 年新课标卷)如图 422，一理想变压器原副线圈的匝数比为 12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220 V，额定功率为 22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用
2、 U 和 I 分别表)示此时电压表和电流表的读数，则(图 422答案：A3(双选，2010 年广东卷)图 423 是某种正弦式交变)BC电压的波形图，由图可确定该电压的(图 423A周期是 0.01 sC有效值是 220 VB最大值是 311 VD表达式 u220sin 100t(V)解析：选项 A 错误，周期是 0.02 s；选项 D 错误，应该用峰值，即把 220 换成 311.4(2009 年广东卷)如图 424 所示，电动势为 E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关 S1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上 S2，则下列表述正确的是()C图 424A电源输出功率减小C通过
3、 R1 上的电流增大BL1 上消耗的功率增大D通过 R3 上的电流增大5(双选，2009 年山东卷)某小型水电站的电能输送示意图如图 425 所示发电机的输出电压为 200 V，输电线总电阻为 r，升压变压器原副线圈匝数分别为 n1、n2，降压变压器原副线匝数分别为 n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为 220 V 的用电器正常工作，则(图 425C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答案：AD1从近两年广东高考来看，由于时间、分值和内容的减少，感应电路并不复杂，主要考查楞次定律和左手定则，对直流电路，因电学实验必考，故纯直流电
4、路考查闭合电路欧姆定律的题出现的可能性也较小2看交流电这部分内容都是必考内容，都出现在选择题，主要考查交流电的一些概念，结合变压器工作原理、远距离输电等3电磁感应也常常与直流电路结合在一起考，找到各自的分析方法和突破口尤为重要交流电基础知识【例 1】(2011 年清华附中模拟)如图 426 所示为理想变压器原线圈所接交流电压的波形图原、副线圈匝数比n1n2101，串联在原线圈中电路中的电流表示数为 1 A，下列说法中不正确的是()图 426答案：A(1)各种电表读数，变压器输入输出电压，均指有效值，重点理解有效值；(2)结合变压器相关知识，如功率关系，电压电流及匝数关系1某理想变压器原、副线圈
5、的匝数比为 559，原线圈所接电源电压按图 427 所示规律变化，副线圈接有一灯)泡，此时灯泡消耗的功率为 40 W，则下列判断正确的是(图 427答案：B变压器与远距离输电【例2】有一台内阻为 1 的发电机，供给一学校照明用电，如图 428 所示升压变压器原、副线圈匝数比为14，降压变压器原、副线圈匝数比为 41，输电线的总电阻为 4.全校共有 22 个班，每班有“220 V 40 W”灯 6 盏，若保证全部电灯正常发光，则：图 428(1)发电机的电动势为多大？(2)发电机的输出功率为多大？(3)输电效率为多少？(1)以理想变压器输入输出功率相等为主线；(2)弄清电压电流决定关系，如当变压
6、器确定且输入电压一定时，无论负载如何变，则输入输出电压不变，电流可变，输入输出功率也可变，但是输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率；(3)理解损失功率与输电电压及输电电流的计算关系；(4)结合示意图理解物理量及公式，把电压、电流、功率等物理量在图中能一一对应2某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为 9 kW，输出电压为 500 V，输电线的总电阻为 10，允许线路损耗的功率为输出功率的 4%.求：(1)村民和村办小企业需要 220 V 电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办
7、小企业得到的电压和功率是多少？解析：建立如图 33 所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流 I线，再根据输出功率求出 U2，然后再求出 U3.图 33所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是 13 和 7211.(2)若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图 34 所示)图 34电磁感应电路的串并联关系【例 3】(2011 年珠海模拟)如图 429 所示，竖直平面内有一宽 L1 米、足够长的光滑矩形金属导轨，电阻不计在导轨的上下边分别接有电阻 R13 和 R26.在 MN 上方及 CD
8、 下方有水平方向的匀强磁场和，磁感应强度大小均为 B1 T现有质量 m0.2 kg、电阻 r1 的导体棒 ab，在金属导轨上从 MN 上方某处由静止下落，下落过程中导体棒始终保持水平，与金属导轨接触良好当导体棒 ab 下落到快要接近 MN 时的速度大小为 v13 m/s.不计空气阻力，g 取 10 m/s2.图 429(1)求导体棒 ab 快要接近 MN 时的加速度大小；(2)若导体棒 ab 进入磁场后，棒中的电流大小始终保持不变，求磁场和之间的距离 h；(3)若将磁场的 CD 边界略微下移，使导体棒 ab 刚进入磁场时速度大小变为 v29 m/s，要使棒在外力 F 作用下做 a3 m/s2
9、的匀加速直线运动，求所加外力 F 随时间 t 变化的关系式答题规范解：(1)以导体棒为研究对象，棒在磁场 I 中切割磁感线，棒中产生感应电动势 E，棒在重力和安培力作用下做加速运动由牛顿第二定律得：mgBILmaEBLv13 V(1)找准电源位置，哪段或哪部分相当于电源；(2)分清内外电路，画出等效串并联电路图，找出总电阻表达式；(3)找出题目最关键信息，如“静止”、“匀速”等信息3如图 4210 所示，光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框 abcd，线框质量为 m、电阻为 R、边长为 L.有一方向竖直向下的有界磁场，磁场的磁感应强度为B，磁场区宽度大于 L，左边界与 ab 边平行线
10、框在水平向右的拉力作用下垂直于边界线穿过磁场区图 4210(1)若线框以速度 v 匀速穿过磁场区，求线框在离开磁场时 ab 两点间的电势差；(2)若线框从静止开始以恒定的加速度 a 运动，经过 t1 时间 ab 边开始进入磁场，求 cd 边将要进入磁场时刻回路的电功率直流电路与含容电路问题【例 4】(2009 年江苏卷)在如图 4211 所示的闪光灯电路中，电源的电动势为 E，电容器的电容为 C.当闪光灯两端电压达到击穿电压 U 时，闪光灯才有电流通过并发光正)常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定(图 4211A电源的电动势一定小于击穿电压B电容器所带的最大电荷量一定为 CEC闪光灯闪光
11、时，电容器所带的电荷量一定增大D在一个闪光周期内，通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等解析：理解此电路的工作过程是解决本题的关键电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压 U 时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于 U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压 U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光要使得充电后达到电压 U，则电源电动势一定大于等于 U，A 项错误；电容器两端的最大电压为 U，故电容器所带的最大电荷量为 CU，B 项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C 项错误；充电时电荷通
12、过 R，放电时电荷通过闪光灯，故充放电过程中通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D 项正确答案：D对于与电容器相关联的试题，电容器稳定后，在电容器处电路可看成是断路，与电容器串联的电阻不分压可看成导线若要计算电容器中有关电量等的变化，则要先分析电容器两端电压的变化，再利用QCU 来计算具体方法是：(1)确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压(2)当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压，而与电容器串联的电阻可看成导线(3)对于较复杂电路，需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压4(双选)在如图 4212
13、 所示的电路中，电源电动势为 E、内电阻为 r，C 为电容器，R0为定值电阻，R 为滑动变阻器开关闭合后，灯泡 L 能正常发光当滑动变阻器的)滑片向右移动时，下列判断正确的是(图 4212A灯泡 L 将变暗B灯泡 L 将变亮C电容器 C 的电荷量将减小D电容器 C 的电荷量将增大解析：滑片向右移动，总电阻增大，总电流减小，灯泡L 将变暗，电容器两端电压为外电压，外电压增大，故电容器 C 的电荷量将增大，AD 对答案：AD解决电磁感应及电路的问题其基本解题步骤是：(1)通过多角度的视图，把磁场的空间分布弄清楚；(2)在求感应电动势时，弄清是求平均电动势还是瞬时电动势，选择合适的公式解题；(3)进行电路计算时要画出等效电路图做电路分析，然后求解；(4)主要运用楞次定律和闭合电路欧姆定律；