1、第1课恒定电流和交变电流考点一 直流电路1电功和电热：电功WqUUIt；电热QI2Rt.(1)对纯电阻电路，电功等于电热电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能：WQUItI2Rtt.(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，由于WQ，这时电功只能用WUIt计算，电热只能用QI2Rt计算2闭合电路的欧姆定律(1)EUUr；(2)I(I与R之间的关系)；(3)UEIr(U与I之间的关系)；(4)UE(U与R之间的关系)注意：当外电路断开时(I0)，路端电压U等于电动势E，但用电压表直接测量，则读数却略小于电动势(因为有微弱电流流过电源而导致内压降)若用理想电压表测量，则读数等于电动势，在进行
2、断路故障分析时，常用此结论进行判断，即何处断路，何处两端电压等于电动势当外电路短路时(R0，因而U外0)，电流最大，为Im(不允许出现这种情况，因为会把电源烧坏)3电源的功率(1)电源的功率P：电源将其他形式的能转化为电能的功率计算式：PIE(普遍适用)；PI2(Rr)(只适用于外电路为纯电阻的电路)(2)电源内阻消耗的功率P内：电源内阻的热功率计算式：P内I2r.(3)电源的输出功率P外：外电路上消耗的功率计算式：P外IU(普遍适用)；P外I2R(只适用于外电路为纯电阻的电路)(4)电源的输出功率(P外)与外电阻R的关系：P外IU，P外随R变化的关系图象如图所示，当外电阻与内电阻相等时，输出
3、功率最大4含容电路的分析技巧电容器两极间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的电压一定为零考点二 1中性面(1)线圈通过中性面时，磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零(2)线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周则线圈两次通过中性面，故一个周期内线圈中电流方向改变两次(3)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变2交变电流的描述(1)峰值：EmNBS.当线圈平面跟磁感线平行时，产生的交变电动势最大(2)有效值：根据电
4、流的热效应定义，让交变电流和恒定电流通过同样阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，该恒定电流的值就是交变电流的有效值注意：交变电流的有效值反映的是交变电流产生热效应的平均效果正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系是EEm，UUm，IIm.(3)瞬时值：从线圈经过中性面开始计时，瞬时值表达式为eEmsin t，uUmsin t，iImsin t.3变压器原理(1)电压关系：，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压与匝数成正比(2)功率关系：无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和(3)电流关系：对只有一个副线圈的变压器，通过原副线圈的电流与原副线圈的匝数成反比，
5、即；对有多个副线圈的变压器，则I1n1I2n2I3n3I4n4.(4)变压器中的决定关系：在匝数比一定的情况下，理想变压器的输出电压由输入电压决定，输入电流由输出电流决定，输入功率由输出功率决定课时过关(A卷) 一、单项选择题1(2015江苏高考)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电流改为110 V，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为(B)A200 B400C1 600 D3 200解析：根据变压器的变压规律，可求副线圈匝数为400，所以B正确2如图所示的电路中，当变阻器R1的滑动触头向上滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为(A) AA灯和B灯都变亮BA灯和B灯都变暗
6、CA灯变亮，B灯变暗DA灯变暗，B灯变亮解析：R1电阻变大，总电阻变大，总电流变小，内电压变小，外电压变大，A灯变亮，A灯电流变大，电阻R2电流变小，电阻R2电压变小，B灯电压变大，B灯变亮3(2015广东高考)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V调节前后(C)A副线圈中的电流比为12B副线圈输出功率比为21C副线圈的接入匝数比为21D原线圈输入功率比为12解析：通过调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V，输出电压减少为原来的一半，根据欧姆定
7、律I，在电阻不变时，调节前后副线圈输出电流之比为I2前I2后U2前U2后21，选项A错误；根据理想变压器原理U1U2n1n2，在原线圈电压和匝数不变的情况下，副线圈接入匝数也应该变为原来的一半，接入匝数比n2前n2后U2前U2后21，选项C正确；根据功率PUI，得到调节前后副线圈输出功率之比P2前P2后U2前I2前U2后I2后41，选项B错误；原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，所以原线圈的输入功率之比P1前P1后P2前P2后41，选项D错误4如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r1.0 ，外接R9.0 的电阻闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e10sin 10 t(
8、V)，则(D) A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为10 VC外接电阻R所消耗的电功率为10 WD电路中理想交流电流表的示数为1.0 A解析：据2f知该交流电的频率为5 Hz，A错；该交流电电动势的最大值为10 V，有效值E10 V，B错；I1.0 A，PI2R9 W，C错，D对5如图所示的调压器，滑动触头P和Q都可以调节，在输入交变电压一定的条件下，要使输出电压增大，输入电流增大，下列做法正确的是(C)AQ不动，P向下移动BQ不动，P向上移动CP不动，Q向下移动DP不动，Q向上移动解析：Q不动，P动，输出电压不会变化，Q动，P不动，输出电压变化，输出功率也变化，所以选项C正确，
9、选项A、B、D错误二、多项选择题6在如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q，R2上消耗的功率为P2，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比(BC)AU变小 BI变小CQ增大 DP2变大解析：设滑动变阻器实际连入电路的阻值为R，对回路由闭合电路欧姆定律有I，滑动触头向a端移动，则R增大，I变小，R2功率P2(P2I2R2)变小，电压表示数U(UEIrIR2)变大，电容器所带电荷量Q(QCU)变大故本题正确选项为B、C.7如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数n11
10、00匝，副线圈匝数n250匝，电阻R10 ，是交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则下列说法正确的是(BD)A流经电阻的电流的频率为100 HzB的示数为10 VC流经R的电流方向每秒改变50次D电阻R上每秒产生的热量为10 J解析：由如题图乙所示的交流电图象可知，电流周期为0.02 s，频率为50 Hz，变压器不改变交变电流的频率，所以流经电阻的电流的频率为50 Hz，流经R的电流方向每秒改变100次，选项A、C错误；根据变压器变压公式，的示数为10 V，选项B正确；电阻R上每秒产生的热量为Qt10 J，选项D正确8(2014南京一模)如图所示，正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为
11、r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度转动，c、d两点与外电路相连，外电路电阻也为r，则下列说法中正确的是(BD)AS断开时，电压表读数为BL2BS断开时，电压表读数为BL2CS闭合时，电流表读数为BL2DS闭合时，电流表读数为解析：线圈产生的感应电动势有效值为EBS，当S断开时，线框ab边是电源，其余三边是外电路，电压表的示数是cd两端电压的有效值，UcdBL2，A错误，B正确；S闭合时，整个外电路的结构是电阻r与cd边并联再与ad、bc边串联，流过电阻r的电流即电流表的示数等于电路中总电流的一半，IA，C错误，D正确9(2015天津高考)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交
12、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的位置不变，将P向上滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不变，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不变，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，电流表读数变小解析：保持Q的位置不变时，输出电压U2不变，将P向上滑动时，电阻增大，副线圈电流变小，则原线圈电流也减小，电流表读数变小，B正确将Q向上滑动时，输出电压U2变大，保持P的位置不变，电阻不变，副线圈电流变大，则原线圈电流也变大，电流表读数变大，
13、C正确课时过关(B卷) 一、单项选择题1直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的(A) A总功率一定减小B效率一定减小C内部损耗功率一定增大D输出功率一定先增大后减小解析： 滑片P向右移动时外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总EI可得P总减小，故选项A正确；根据可知选项B错误；由P内I2r可知，选项C错误；由P输R外图象，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判断P输的变化情况，选项D错误2如图所示的电路，闭合开关S，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略，现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是(B)Aa灯变亮，b灯
14、和c灯变暗Ba灯和c灯变亮，b灯变暗Ca灯和c灯变暗，b灯变亮Da灯和b灯变暗，c灯变亮解析：滑片上移，R减小，电路总电阻减小，I增大，a灯变亮，同时Ir以及Ua增大，Ub减小，b灯变暗，Ib减小，则IcIIb增大，c灯变亮，选项B正确3(2015福建高考)如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2.在T的原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为(C)A. B.C4r D4r解析：原线圈电压的有效值：U1，根据可求：U2，又因为是理想变压器，所以T的副
15、线圈的电流功率等于输入功率P，所以输电线上电流I，导线上损耗的电功率PI22r4r2，所以C正确；A、B、D错误4远距离输电，原来采用2 200 V输电，输电线上损失的电功率为P，在保持输送电功率和输电线电阻不变的条件下，现采用22 kV输电，则输电线上损失的电功率将变为(A) A.P B.PC10P D100P解析：电压变为原来的10倍，电流变为原来的0.1倍，输电线上损失的电功率变为0.01倍，选项A正确，选项B、C、D错误平方反比规律有三个，另外还有万有引力定律、库仑定律5如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S断开，当S
16、接通后(C)A副线圈两端从M、N的输出电压减小B副线圈输电线等效电阻R两端的电压降减小C通过灯泡L1的电流减小D原线圈中的电流减小解析：原、副线圈电压比等于线圈匝数比，线圈匝数比没有变化，原线圈两端的电压没有变化，故M、N的输出电压不变，A错误；S接通后负载电阻阻值减小，故总电阻减小，总电流变大，R两端的电压降变大，L1两端的电压减小，通过L1的电流减小，B错误、C正确；输出功率PIU，I变大，U不变，可知P变大，故输入功率变大，原线圈中的电流变大，D错误二、多项选择题6一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示，下列说法正确的有(ABC) A
17、t1时刻线圈位于中性面Bt2时刻通过线圈的磁通量最小C电动势的有效值为D一个周期内交变电流的方向改变一次解析：电动势为零时，在中性面，磁通量最大，A正确，B正确；一个周期电流方向改变2次，选项D错误；正弦交变电流电动势有效值E，C正确7一个线圈在磁场中转动产生的正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知(AD)A该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin 50t(V)B0.01 s末线圈处于中性面的位置C该交流电电压的有效值为100 VD若将该交流电压加在阻值为R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W解析：0.01 s末电压最大，线圈处于垂直中性面的位置，选项B错误；有效值为5
18、0 V，选项C错误；根据图象知A正确；根据P可确定，D正确8(2015海南高考)如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R11R0，是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5.0 V，则(AD)A此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD原线圈两端原来的电压有效值约为48 V解析：当负载电阻的阻值减小为R5R0时，根据串并联电路规律，R两端电压为R0两端电压的5倍，因为电压表
19、测量R两端的电压，所以UR051 V，故副线圈两端电压为U26 V，根据公式可得此时原线圈两端电压的有效值为U124 V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 V34 V，A正确B错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前后电流也不变，则变化后电压U2IR05IR06IR0，变化前，U2IR011IR012IR0，所以U22U212 V，根据公式可得原线圈两端原来的电压有效值约为48 V，D正确C错误9如图所示，一理想变压器原副线圈匝数分别为n11 000匝，n2200匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u220sin 100t(V)副线圈中接一电动机，电阻为11 ，
20、电流表A2示数为1 A，电表对电路的影响忽略不计下列说法正确的是(BC)A此交流电的频率为100 HzB电流表A1示数为0.2 AC此电动机输出功率为33 WD电压表示数为220 V解析：正弦交流电的瞬时值EEmsin t220sin 100t，即100，频率f50 Hz，经过变压器，频率不变，所以选项A错原副线圈电流与匝数成反比，即，求得I1I20.2 A，选项B对电压表示数为有效值U220 V，选项D错原副线圈电压与匝数成正比，即5，解得副线圈电压U2U144 V，电动机总功率P2U2I244 W，电动机发热功率P1Ir11 W，电动机的输出功率P出P2P133 W，选项C对10(2014
21、温州二模)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B 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200 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(CD)A图示位置穿过线框的磁通量为零B线框中产生交变电压的有效值为500 VC变压器原、副线圈匝数之比为2511D变压器输出端最多能并联83只60 W的灯泡解析：图示位置穿过线框的磁通量最大，选项A错误；线框中产生交变电压的最大值为UmNBS500.5200 V500 V，有效值为500 V，选项B错误；由可知，变压器原、副线圈匝数之比为2511，选项C正确；变压器允许输入最大功率为50010 W5 000 W，变压器输出端最多能并联83只60 W的灯泡，选项D正确
