1、物理 第1部分 专题突破方略 专题四 电路与电磁感应第1讲 直流电路与交流电路01典题感悟 透析考情02 热考核心 高效突破03课后演练 强化提能典题再现1.(2018高考全国卷)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 正该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为 T，如图所示则 Q 方Q 正等于()A.1 2 B.21 C12 D21解析：选 D.根据焦耳定律知产生的热量与方波中的电流方向的变化无关，故 Q 方u20RT；而正弦交流电电压的有效值等于峰值的 12，故 Q 正u022R T12u20RT，所以Q方Q正21，
2、D 正确.考情分析典题再现2.(2016高考全国卷)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，A 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、副线圈匝数比值为()A.2 B3C.4 D5解析：选 B.设理想变压器原、副线圈匝数比值为 k，根据题述，当开关 S 断开时，电流表示数为 I，则由闭合电路欧姆定律得，UIR1U1.由变压公式 U1/U2k 及功率关系 U1IU2I2，可得 I2/Ik，即副线圈输出电流为 I2kI，U2I2(R2R
3、3)kI(R2R3)当开关S 闭合时，电流表示数为 4I，则有 U4IR1U1.由变压器公式 U1/U2k 及功率关系U14IU2I2，可得 I2/(4I)k，即副线圈输出电流为 I24kI，U2I2R24kIR2；联立解得 k3，选项 B 正确.考情分析命题研究从近几年全国卷高考试题可以看出以下特点：应用串并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析，稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，交变电流的产生及“四值”，多以选择题形式出现变压器的原理，电压比、电流比及功率关系，变压器的动态分析是考查的重点，题型以选择题为主.2019年全国卷选择题中未体现，山东模考
4、选择题中也未体现对本部分知识的考查主要体现在电学实验中，此部分知识是电学实验的基础，要熟练掌握 直流电路的动态分析【高分快攻】1闭合电路动态变化的原因(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)(2)若开关的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若开关的通断使并联的支路增多，总电阻减小(3)热敏电阻或光敏电阻的阻值变化2直流电路动态分析的三种常用方法程序法R 局增大减小 I 总 ERr减小增大 U 内I 总r减小增大U 外EU 内增大减小 确定 U 支、I 支结论法：“串反并同”“串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率
5、都将减小(增大).“并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)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【典题例析】(2019河南洛阳三模)在如图所示电路中，闭合开关 S，当滑动变阻器的滑动触头 P向下滑动时，三个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用 I、U1、U2 表示下列判断正确的是()AI 减小，U1 增大 BI 减小，U2 增大CI 增大，U1 增大DI 增大，U2 增大解析 闭合开关 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总
6、电阻 R 增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流 I 总减小，路端电压 U 增大R3 两端电压等于路端电压，则流过 R3 的电流 I3 增大流过电流表的电流 II 总I3，I 总减小，I3 增大，则 I 减小，R1 两端电压减小，即电压表 V1 的示数 U1 减小电压表 V2 的示数 U2UU1，U 增大，U1 减小，则 U2 增大所以，I 减小，U1 减小，U2 增大故选 B.答案 B(多选)如图所示，电源内阻不可忽略，R1 为电阻箱，R2 为半导体热敏电阻，阻值随温度的升高而减小，C 为电容器，闭合开关 S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，电压表为理想电表，则下列判断
7、正确的是()A若 R1 不变，当温度降低时电压表的示数减小B若 R1 不变，当温度降低时油滴向上移动C若温度不变，当电阻箱 R1 的阻值增大时，电容器 C 的电荷量减少D若 R1 不变，温度不变，当电容器 C 两极板间的距离增大时油滴向下移动解析：选 BCD.当温度降低时 R2 增大，R 总增大，根据闭合电路欧姆定律知 I 总减小，路端电压 UEI 总r 增大，电压表的读数增大，故选项 A 错误；电容器的电压 UCEI 总(rR1)增大，场强增大，油滴向上移动，故选项 B 正确；若环境温度不变，R2 阻值不变，当电阻箱 R1 的阻值增大时，R总增大，根据闭合电路欧姆定律知 I总减小，电容器的电
8、压UCI 总R2，UC 减小，电容器 C 的带电荷量 QUCC 减少，故选项 C 正确；若 R1 不变，温度不变，电容器 C 两极板间的电压不变，当电容器 C 两极板间的距离增大时，EUd减小，油滴向下移动，故选项 D 正确 交流电的产生及“四值”的应用【高分快攻】1两个特殊位置的特点(1)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(2)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正弦交流电“四值”的应用【典题例析】(多选)(2019高考天津卷)单匝闭合矩形线框电阻为 R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通
9、量 与时间 t 的关系图象如图所示下列说法正确的是()AT2时刻线框平面与中性面垂直B线框的感应电动势有效值为 2mTC线框转一周外力所做的功为222mRTD从 t0 到 tT4过程中线框的平均感应电动势为mT解析 由 t 图象可知，T2时穿过线框的磁通量最大，则线框位于中性面，A 错误；线框中产生的感应电动势的最大值应为 EmNBS，又 2T，N1，BSm，则整理得 Em2mT，因此感应电动势的有效值为 EEm2 2mT，B 正确；由功能关系可知线框转动一周外力所做的功等于线框中产生的焦耳热，有 WE2R T222mRT，C 正确；0T4的过程中，线框中产生的平均感应电动势为 EmT44mT
10、，D 错误 答案 BC(多选)如图，M 为半圆形导线框，圆心为 OM；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线 OMON 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框 M、N 在 t0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OM 和 ON的轴，以相同的周期 T 逆时针匀速转动，则()A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于 TC在 tT8时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等解析：选 BC.当导线框 N 完全进入磁场后，通过线框的磁通量将不变，故无感
11、应电流产生，因此它不会产生正弦交流电，A 项错误；导线框每转动一圈，产生的感应电流的变化为一个周期，B 项正确；在 tT8时，导线框转过角度为 45，切割磁感线的有效长度相同，均为绕圆心的转动切割形式，设圆弧半径为 R，则感应电动势均为 E12BR2，C项正确；导线框 N 转动的一个周期内，有半个周期无感应电流产生，所以两导线框的感应电动势的有效值并不相同，由闭合电路欧姆定律可知，两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值一定不相同，D 项错误 理想变压器和远距离输电【高分快攻】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
12、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解决远距离输电问题的一般思路电路分析远距离输电线路由升压变压器、输电线、降压变压器和负载四部分组成电压关系升压变压器输入电压 U1 是不变的，根据U1U2n1n2可以确定升压变压器的输出电压 U2，输电线上有一定的电压损失，UIR.降压变压器输入端电压 U3U2 U，降压变压器输出电压由U3U4n3n4确定 功率关系升压变压器输入功率为 P1，输电线上损失功率为 PI2R，降压变压器输出功率为 P2，则 P1P2 PP2I2R 电流关系升压变压器输入电流由 I1P1U1确定，输出电流 I2
13、 由I1I2n2n1确定，I2 通过输电线传到降压变压器，即 I3I2，而I3I4n4n3【典题例析】(2018高考天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻 R 供电，电路如图所示，理想交流电流表 A、理想交流电压表 V 的读数分别为 I、U，R 消耗的功率为 P.若发电机线圈的转速变为原来的12，则()AR 消耗的功率变为12PB电压表 V 的读数变为12UC电流表 A 的读数变为 2ID通过 R 的交变电流频率不变解析 交流发电机产生的感应电动势最大值 EmNBS，且有 2n，所以当发电机线圈转速减半后，感应电动势最大值减半，有效值减半，
14、又理想变压器原、副线圈电压有效值之比等于原、副线圈匝数比，故电压表示数减为原来的一半，B 项正确；由电功率PU2R 可知，变压器输出功率即 R 消耗的功率变为原来的14，A 项错误；由 PUI 可知，原线圈中电流减为原来的一半，C 项错误；交流电的频率与发电机线圈转动角速度成正比，故 D 项错误 答案 B【题组突破】角度 1 实验：探究变压器电压与线圈匝数的关系1为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是_(多选)A有闭合铁芯的原、副线圈 B无铁芯的原、副线圈C交流电源D直流电源E多用电表(交流电压挡)F多用电表(交流电流挡)用匝数 na60 和 nb120 的变压器
15、，实验测量数据如下表，Ua/V1.802.803.804.90 Ub/V4.006.018.029.98根据测量数据可判断连接电源的线圈是_(选填“na”或“nb”)答案：ACE nb 2.如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法正确的是_(填字母)A用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈B测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表C原线圈接 0、8 接线柱，副线圈接 0、4 接线柱，副线圈电压大于原线圈电压D为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响答案：AD角度 2
16、 理想变压器的原理3(多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡 a和 b，当输入电压 U 为灯泡额定电压的 10 倍时，两灯泡均能正常发光下列说法正确的是()A原、副线圈匝数比为 91B原、副线圈匝数比为 19C此时 a 和 b 的电功率比为 91D此时 a 和 b 的电功率比为 19解析：选 AD.因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的 10倍，所以理想变压器的输入、输出电压比为 91，由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为 91，A 项正确，B 项错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为 19，由电功率 PUI 可知，a 和 b
17、 的电功率之比为 19，C 项错误，D 项正确角度 3 理想变压器的动态分析问题4如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表下列说法正确的是()A当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，R1 消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电压表 V 示数变大C当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电流表 A1 示数变大D若闭合开关 S，则电流表 A1 示数变大、A2 示数变大解析：选 B.当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，变压器副线圈的总负载的等效电阻增大，R1 中电流减小，R1 两端电压减小，电压表示数变大，R1 消耗的电
18、功率变小，选项 A 错误，B 正确；当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，变压器副线圈输出电流减小，输出功率减小，根据变压器输入功率等于输出功率，变压器输入功率减小，电流表 A1 示数变小，选项 C 错误；若闭合开关 S，变压器副线圈的总负载的等效电阻减小，则 R1 中电流增大，R1 两端电压增大，电压表示数减小，电流表 A2 示数减小，电流表 A1 示数变大，选项 D 错误角度 4 远距离输电5(多选)(2019衡水中学信息卷二)图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器升压变压器原副线圈匝数比为 1100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100.降压变压器右侧部分为一火警报
19、警系统原理图，其中 R1 为一定值电阻，R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小电压表 V 显示加在报警器上的电压(报警器未画出)未出现火警时，升压变压器的输入功率为 750 kW.下列说法正确的有()A降压变压器副线圈输出的交变电流频率为 50 HzB远距离输电线路损耗功率为 180 kWC当传感器 R2 所在处出现火警时，电压表 V 的示数变大D当传感器 R2 所在处出现火警时，输电线上的电流变大解析：选 AD.由题图乙知交变电流的周期为 0.02 s，所以频率为 50 Hz，A 正确；由图乙知升压变压器输入端电压有效值为 250 V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为
20、25 000 V，所以输电线中的电流为 IPU30 A，输电线损失的电压为 UIR30100 V3 000 V，输电线路损耗功率为 P UI90 kW，B 错误；当传感器 R2 所在处出现火警时，其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表 V 的示数变小，C 错误；由 C 知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，D 正确命题角度解决方法易错辨析理想变压器的原理考查能量守恒法、互感原理、自感原理通过互感现象得出原、副线圈的电压关系，而电流关系要根据原、副线圈功率相等来求解变压器原线圈接负载问题原、副线圈功率相等，原、副线圈两端的电压比为匝数比原线圈电压是用供电电压减去原线圈的负载电压后得到的命题角度解决方法易错辨析理想变压器的动态分析问题程序法，原、副线圈电流、电压的决定关系弄清变化量和不变量，确定是负载电阻不变还是匝数比不变，从而明确研究问题的方向是从原线圈到副线圈，还是从副线圈到原线圈远距离输电问题损失只在线路上，求解损失电压是关键用损失功率来计算损失电压是联系原、副线圈的纽带 请做：课后演练 强化提能 word部分：点击进入链接 本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
