1、核心专题突破 第一部分专题四 电路和电磁感应考 纲 精 解 高 频 考 点 1.电磁感应部分：以考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用为主，多涉及牛顿运动定律、电功和电热等力电综合问题考查形式为选择题或计算题2.恒定电流部分：以选择题的形式考查动态电路、电路故障、含容电路和含电表电路问题的分析3.交变电流部分：以选择题的形式考查交变电流有效值与峰值的关系、理想变压器的原理.备 考 策 略 复习时应理清各个基本概念，熟记各公式及适用条件，掌握交流电“四值”的特点及适用范围，注意训练和掌握闭合电路的动态分析问题、含容电路的分析思路与方法，强化电磁感应图象问题的训练，提高解决与实际生活、生产科技相结
2、合的实际问题的能力.第1讲 恒定电流和交变电流栏目导航2年考情回顾热点题型突破对点规范演练热点题源预测逐题对点特训2年考情回顾设问方式含电容和直流电路例(2016全国卷，17题)交流电的四值例(2017天津卷，6题)变压器例(2017北京卷，16题)(2016全国卷，16题)(2016天津卷，5题)审题要点直流电路问题要审清电路连接关系，明确各部分电学量间的关系认真分析哪一部分变化引起的关联量变化情况对交变电流注意是否为正弦式交流，描述交流电的物理量对变压器问题要关注原副线圈匝数，电流、电压、功率等物理量解题模板明确连接关系 应用闭合电路欧姆定律 选择电学规律计算所求的物理量或讨论其变化特征有
3、效值正弦式交流有效值是最大值的 12，非正弦式交流 根据电流的热效应计算.热点题型突破题型一 直流电路 命题规律直流电路的分析在高考中一般以选择题形式考查，往往以下列变化方式探究某元件电流，电压，电功率及电源输出功率的变化情况：(1)某一支路的阻值变化(2)某一支路开关闭合，断开或某元件损坏(3)热敏电阻，光敏电阻等敏感元件的阻值变化方法点拨闭合电路动态分析的三种常用方法：(1)程序分析法：流程如下(2)利用结论法：即“串反并同”法“串反”即某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大)；“并同”即某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻
4、中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小)(3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论1(2017湖北武汉二模)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表，在滑动变阻器滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是()A电压表示数减小B电流表示数减小C电容器C所带电荷量增多Da点的电势降低D突破点拨(1)电路图中电压表和电流表的作用电压表直接与电阻R1并联，测的是电阻R1两端的电压；电流表位于支路中，测的是该支路的电流(2
5、)题干中的“电源的负极接地”说明负极为零电位参考点(3)当滑动变阻器滑动触头P自a端向b端滑动时，分析下列各物理量的变化情况；R3变小，电路总电阻变小，干路电流变大，路端电压变小解析 滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流增大，由 UR1IR1 可知 R1两端电压即电压表的示数变大，选项 A 错误；由 UEIr 可知路端电压 U 减小；由 UR2UUR1 可得 R2 的电流变小，在干路电流增大的情况下，电流表的示数将变大，选项 B 错误；电容器两端的电压变小，根据 CQU，电容器所带电荷量将变少，选项 C
6、错误；由于 R2 两端的电压变小，所以 a 点的电势变低，选项 D 正确【变式考法】(1)在上述题1中，若把电路图中的电压表改为直接接在电源两端，其他条件不变，则在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，电压表示数如何变化？(2)在上述题1中，电源的总功率、输出功率各如何变化？解析(1)若把电压表直接接在电源两端，则电压表测的是路端电压，当滑动变阻器滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律 I ER总可得，干路电流增大，又由 UEIr 可知路端电压 U 减小，故电压表示数将减小(2)由于干路电流增大，由PEI可得电源总功率增
7、大；当外电路电阻和内电阻相等时，电源输出功率最大，而题干中外电阻与内电阻的大小关系未知，故滑动变阻器的滑动移动时，输出功率的变化无法判断答案(1)变小(2)电源总功率增大，输出功率的变化无法判断2(2017陕西咸阳模拟)如图所示电路，滑动变阻器R3的滑片向右移动一小段距离后，电压表V1和电压表V2的示数的变化量分别为U1和U2(均取绝对值)下列说法中正确的是()A电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小，且有U1U2B电压表V1的示数变小，电压表V2的示数增大，且有U1U2C电容器的左极板带正电，且两极板间电场强度减小D电源的输出功率比R3的滑片移动前大B解析 滑动变阻器R3的滑片向右移动一
8、小段距离后，R3接入电路的电阻减小，电路外电阻减小，总电阻减小，电源输出电流增大，R2中电流增大，R2两端电压增大，电压表V2的示数增大，与其并联的电容器C两端电压增大，极板带电荷量增大，两极板之间的电场强度增大，选项C错误；电源输出电流增大，电源内阻电压增大，导致电源路端电压减小，电源输出功率不一定增大，选项D错误；根据闭合电路欧姆定律，EU1U2Ir，电源输出电流I增大，则U1U2减小，电压表V2的示数增大，则电压表V1的示数减小，且有U1U2Ir，即U1U2，选项B正确，A错误3(2017江西名校质检)二氧化锡传感器的电阻R随一氧化碳的浓度c的变化规律如图甲所示将二氧化锡传感器接入如图乙
9、所示的电路中，可以用来检测汽车尾气中一氧化碳的浓度是否超标电路中电池的内阻很小，可忽略，V为理想电压表，A为理想电流表，P为滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是()DA保持P位置不变，当c减小时，V示数增大，A示数减小B保持P位置不变，当c增大时，V示数增大，A示数减小C当c不变时，将P向上滑动，V示数减小，A示数减小D当c不变时，将P向下滑动，V示数减小，A示数增大解析 当c不变时，二氧化锡传感器的电阻R不变，将p向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，电流表读数增大，二氧化锡传感器两端电压增大，电压表读数减小，即V示数减小，A示数增大，选项D正确保持P位置不变，当c减小时，二
10、氧化锡传感器的电阻R增大，电路中电流减小，V示数减小，A示数减小，选项A错误。保持P位置不变，当c增大时，二氧化锡传感器的电阻R减小，电路中电流增大，V示数增大，A示数增大，选项B错误当c不变时，二氧化锡传感器的电阻R不变，将P向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中电流减小，二氧化锡传感器两端电压减小，电压表读数增大，即V示数增大，A示数减小，选项C错误不同电路的电功率(1)纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较纯电阻电路：电功 WUIt，电功率 PUI，且电功全部转化为电热，有 WQUItU2R tI2Rt，PUIU2R I2R.非纯电阻电路：电功 WUIt，电功率 PUI，电
11、热 QI2Rt，电热功率 P 热I2R，电功大于电热，即 WQ，故求电功、电功率只能用 WUIt、PUI，求电热、电热功率只能用 QI2Rt、P 热I2R.(2)电源的功率和效率电源的几个功率a电源的总功率：P 总EI；b电源内部消耗的功率：P 内I2r；c电源的输出功率：P 出UIP 总P 内电源的效率 P出P总100%UE100%.题型二 交变电流的产生及“四值”的应用 命题规律 交变电流的产生与描述在高考中常考选择题，一般从以下两个方面进行考查：(1)交变电流的产生，图象及相关物理量(2)交变电流的“四值”的物理意义和其不同方面的应用方法点拨 解决交变电流的产生和描述的基本思路(1)两个
12、特殊位置的特点：线圈平面与中性面重合时，SB，最大，t 0，e0，i0，电流方向将发生改变线圈平面与中性面垂直时，SB，0，t 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变(2)书写交变电流瞬时值表达式的基本思路：确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式EmnBS求出相应峰值明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式a若线圈的从中性面位置开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为iImsin t.b若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为iImcos t.1.(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的
13、交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则()ACA两次t0时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应的线圈转速之比为23C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V突破点拨(1)t0 时，线圈的位置与中性面重合(2)曲线 a、b 的周期关系 Ta23Tb.解析 从图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故选项 A 正确；从图象可知，曲线 a、b 对应的线圈转动的周期之比为 23，则转速之比为 32，故选项 B错误；由图象可知曲线 a 的周期 Ta4102s，fa 1Ta25 Hz，则曲线 a 表示的交变电动势的最大值 EmnBS，则曲线 a、b 表示的交变
14、电动势的峰值之比为 Ema：Emba：b3：2，即 Emb23Ema10 V，故曲线 b 表示的交变电动势的有效值为 E 有102 V，故选项 C 正确，D 错误【变式考法】(1)在上述题1中，若线圈共N100匝，求转动过程中线圈的最大磁通量(2)在上述题1中，写出曲线a表示的交流电的瞬时表达式解析 根据曲线 a 知 Em15 V，2T 50 rad/s由 EmNBS 得BSEmN1510050 Wb9.6104 Wb.答案(1)9.6104 Wb(2)e15sin 50t V.(2)由曲线 a 知 Em15 V，2T 50 rad/s，t0 时，e0(中性面)，则表达式为 e15sin 50
15、t V.2.(2017辽宁大连模拟)通过一阻值R100 的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s，则电阻两端电压的有效值为()BA12 VB4 10 VC15 VD8 5 V解析 由有效值定义可得U2R 1s(0.1 A)2R0.4 s2(0.2 A)2R0.1 s2，其中 R100 ，可得 U4 10 V，选项 B 正确3.(2017江南十校联考一)如图，N匝矩形导线框以角速率绕对称轴OO匀速转动，线框面积为S，线框电阻、电感均不计，在OO左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R，理想电流表，那么可以确定的是()BA从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为 eNBSsin tB交流电流表
16、的示数 I 24R NBSCR 两端电压的有效值 U2NBSD一个周期内 R 的发热量 QNBS2R解析 线框始终只有一半面积在磁场中，故瞬时电动势为 eNBS2sin t，电压有效值为 U 2 2NBS 2NBS4，故选项 A、C 错误，B 正确；QU2R 2 NBS24R，故选项 D 错误正弦交流电的产生及“四值”的应用(1)交变电流的产生磁通量最大 中性面 电流为零 线圈经过中性面时，电流变向一次(2)正弦交流电的“四值”最大值 EmNBS 计算电容器的耐压值瞬时值 eEmsin t 计算闪光电器的闪光时间等有效值 EEm2 电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流等平均值 E Nt
17、 计算通过电阻的电荷量(3)只有正弦式交流电最大值与有效值间才有 2倍关系题型三 变压器与远距离输电 命题规律本考点为每年高考的热点，常以选择题的形式考查，命题规律有以下两点：(1)多数题与交变电流的图象、瞬时值表达式等相结合进行综合考查(2)考查变压器原副线圈中的电压、电流及功率关系，变压器的动态变化分析及远距离输电等问题方法点拨1理想变压器问题中的两个“弄清”(1)弄清变量和不变量如原线圈电压不变，原、副线圈的匝数比不变，其他物理量可随电路的变化而发生变化(2)弄清动态变化过程中的决定关系，如U2由U1决定，P1、I1由P2、I2决定2理想变压器问题的分析流程(1)由U1U2n1n2分析
18、U2 的情况；(2)由 I2U2R 分析 I2 的情况；(3)由 P1P2I2U2 判断输入功率的情况；(4)由 P1I1U1 分析 I1 的变化情况.1.(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则()BC A保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小突破点拨(1)Q位置不动，U
19、2不变，P上滑，R变大，I2将变小(2)Q位置上滑，n2变大，U2变大；P位置不动，R不变，则P2变大，P1变大，则I1变大解析 保持 Q 的位置不动，则 U2 不变，将 P 向上滑动时，R 接入电路的电阻变大，根据 I2U2R0R知，I2 变小，由I1I2n2n1得 I1 也变小，即电流表读数变小，选项 A错误，选项 B 正确；保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，U2 变大，则根据 P2U22R0R知副线圈输出功率变大，由 P1P2 知，变压器原线圈输入功率 P1 变大，即电流表读数变大，选项 D 错误，C 正确【变式考法】(1)在上述题1中，若要使电流表示数最大需采取哪些措施解析 将
20、Q移至最上端，且使P移至最下端答案 见解析2.(2016全国卷)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3、1 和4，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为()A2 B3 C4 D5B解析 设原副线圈匝数比为 k，则有原副线圈电流比I1I21k，原副线圈电压比U1U2k，根据 UI1R1U1I1R1KU2，而 U2I2RkI1R，即有 UI1R1K2I1R，将题述两种情况代入有 I3k2I54I3k24I1，解得 k3，B 正确3.(2017北京卷)如图所
21、示，理想变压器的原线圈接在u220sin 100t(V)的交流电源上，副线圈接有R 55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为21，电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是()BA原线圈的输入功率为 220 2 WB电流表的读数为 1 AC电压表的读数为 110 2 VD副线圈输出交流电的周期为 50 s解析 由交流电压的表达式可知，原线圈两端所加的电压最大值为 220 2 V，故有效值为 U1220 V，由U1U2n1n2，故副线圈电压的有效值为 U2110 V，故输出功率P2U22R 220 W，再由输入功率等于输出功率知，P1P2220 W，A 项错误；根据欧姆定律知，I2U2R 2 A，
22、I1I2n2n1，得 I11 A，故电流表读数为 1 A，所以 B 项正确；电压表的读数为有效值，即 U2110 V，C 项错误；由交流电压的表达式可知，100(rad/s)，又 T2，解得 T0.02 s，所以 D 项错误变压器的应用问题(1)理想变压器动态分析的两种情况 负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况 匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、弄清“谁决定谁”的制约关系对电压而言，输入决定输出；对电流、电功(率)而言，输出决定输入(2)解决远距离高
23、压输电问题的两个关键点 抓住输电的两端电源和用电器；分析一条线输电线；研究两次电压变换升压和降压 以变压器为界，将整个输电线路划分为几个独立的回路进行分析，注意原、副线圈的电压、电流与匝数的关系及输入功率和输出功率的关系热点题源预测交变电路的综合问题考向预测交变电路的综合问题涉及交变电流的产生，变化规律图象和变压器等知识，考查的点多面广，难度不大，题型一般为选择题解题关键交变电流的综合问题，涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值和变压器的计算，与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等，解答时应注意以下两点：(1)分清交流电路“四值”的不同计算方法和物理意义(2)学会将直流电路、闭合
24、电路欧姆定律的知识应用在交流电路中失分防范(1)解决交流电路的综合问题极易从以下几点失分：不能正确理解交流电的产生、变化规律以及图象的意义；不能正确和熟练应用交流电的“四值”；不会分析变压器的动态变化；不清楚远距离输电线路中电压、电流和功率关系(2)为防范失分，建议记住以下口诀：线框转切磁感线，产生正弦交流电理解“四值”会应用，变压器里磁通变电压电流看匝数，原端功率同副端远距输电升降压，路上能量有耗散【预测】如图所示，匝数为 50 匝的矩形闭合导线框 ABCD 处于磁感应强度大小B 210 T 的水平匀强磁场中，线框面积 S0.5 m2，线框电阻不计，线框绕垂直于磁场的轴 OO以角速度 100
25、 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V 60 W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是()A在图示位置线框中产生的感应电动势最大B线框中产生电动势的有效值为 250 2 VC变压器原、副线圈匝数之比为 2522D允许变压器输出的最大功率为 1 000 W思维导航答案 C规范答题在图示位置线框和磁感线垂直，磁通量最大，线框中产生的感应电动势为零，选项 A 错误；线框中产生的感应电动势的最大值 EmNBS250 2 V，其有效值E 22 Em250 V，选项 B 错误；灯泡能正常发光，则电压 U2220 V，由U1U2n
26、1n2可知变压器原、副线圈匝数之比为 2522，选项 C 正确；熔断器允许通过的最大电流为 10 A，即 I110 A，P1U1I125010 W2 500 W，因此变压器允许输出的最大功率为 2 500 W，故选项 D 错误【变式考法】如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则()A用户用电器上交流电的频率是100 HzB发电机输出交流电的电压有效值是500 VC输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小D解析 根据图乙可知，发电机输出的交流电的周期为 0.02 s，根据频率与周期的关系得发电机输出的交
27、流电的频率为 50 Hz，由于变压器在传输电能的过程中不改变交流电的频率，故用户用电器上交流电的频率为 50 Hz，A 项错误；根据图乙可知，发电机输出的交流电的最大值为 500 V，由于该交流电是正弦式交变电流，根据正弦式交变电流的有效值与最大值的关系可得，发电机输出的交流电的有效值为 250 2V，故 B 项错误；当升压变压器的输入电压 U1 和输电线上的电阻 R 线一定时，输出电线的电流 I 线与升压变压器的原副线圈的匝数比n1n2、降压变压器的原副线圈的匝数比n3n4和负载电阻R 负都有关系，故 C 项错误；根据焦耳定律可得，输电线上损失的功率 P 损I2线R 线，又 I线n24n2U1n1n23R负n24R线，则当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失将减小，故 D 项正确对点规范演练逐题对点特训制作者：状元桥适用对象：高中学生制作软件：Powerpoint2003、Photoshop cs3运行环境：WindowsXP以上操作系统
