搜索
高频考点新题演练专题四电路和电磁感应高频考点新题演练第11讲恒定电流和交变电流高频考点新题演练-3-知识脉络梳理规律方法导引高频考点新题演练-4-知识脉络梳理规律方法导引1.知识规律(1)闭合电路的欧姆定律。①I=𝐸𝑅+𝑟。②U路=E-Ir。(2)交变电流的“四值”。①最大值:Em=nBSω。②瞬时值:e=Emsinωt。③有效值:由电流的热效应定义求解。④平均值:𝐸=nΔ𝛷Δ𝑡。高频考点新题演练-5-知识脉络梳理规律方法导引(3)理想变压器的四个基本关系。①功率关系:P入=P出。②电压关系:𝑈1𝑈2=𝑛1𝑛2。③电流关系:𝐼1𝐼2=𝑛2𝑛1(只有一个副线圈时)。④频率关系:f1=f2。2.思想方法(1)物理思想:等效思想、守恒思想。(2)物理方法:图象法、等效法、模型法、比值定义法、特殊值法。高频考点新题演练-6-命题热点一命题热点二命题热点三直流电路的动态分析常以选择题的形式考查闭合电路的欧姆定律。例1已知磁敏电阻在无磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大。为探测磁场的有无,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路。电源的电动势E和内阻r不变,在无磁场时调节变阻器R使小灯泡L正常发光。若探测装置从无磁场区进入强磁场区,则()A.小灯泡L变亮B.电压表的示数变小C.磁敏电阻两端电压变小D.通过滑动变阻器的电流变大A高频考点新题演练-7-命题热点一命题热点二命题热点三解析因为磁敏电阻在无磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大,所以当它从无磁场区进入强磁场区时,其电阻会变大,所以它与滑动变阻器串联的总电阻也变大,再与灯泡并联的总电阻也变大,故外电路的电阻增大,所以外电路的电压增大,即灯泡的两端电压变大,小灯泡变亮,选项A正确;电压表的示数变大,故选项B错误;由欧姆定律可知,电路中的总电流变小,而小灯泡的电流变大,故流过滑动变阻器的电流变小,则其两端电压变小,又由于滑动变阻器所在支路的电压变大,故磁敏电阻两端电压变大,选项C、D错误。高频考点新题演练-8-命题热点一命题热点二命题热点三思维导引高频考点新题演练-9-命题热点一命题热点二命题热点三规律方法闭合电路动态分析的两种方法(1)程序分析法:R局(增大减小)I(减小增大)U内(减小增大)U外(增大减小)I支U支(2)利用结论法:“串反并同”法所谓“串反”即一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压都减小(增大);所谓“并同”即某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压都增大(减小)。高频考点新题演练-10-命题热点一命题热点二命题热点三拓展训练1如图甲所示,M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时,电动机没有发生转动。不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是()A.电路中的电源电动势为3.4VB.滑动变阻器的滑片向右滑动时,V2读数逐渐减小C.此电路中,电动机的最大输出功率为0.9WD.滑动变阻器的最大阻值为30ΩD高频考点新题演练-11-命题热点一命题热点二命题热点三解析:当I=0.1A时,滑动变阻器电阻为最大值,由题图可知rM=4Ω,r=2Ω,由闭合电路欧姆定律可得R=-r-rM=30Ω,选项D正确。由题图乙可知E=3.6V,选项A错误。滑动变阻器的滑片向右滑动时,R阻值变大,总电流减小,路端电压即为V2读数逐渐变大,选项B错误。电动机内阻rM=4Ω,当I=0.3A时,电动机输出功率最大,最大为3V×0.3A-(0.3A)2×4Ω=0.54W,选项C错误。𝐸𝐼高频考点新题演练-12-命题热点一命题热点二命题热点三交变电流的产生和描述常以选择题的形式考查交变电流的产生原理和图象。高频考点新题演练-13-命题热点一命题热点二命题热点三例2(多选)图甲为小型旋转电枢式交流发电机示意图,电阻为r=2Ω的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接,右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0=407Ω,滑片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0、R2=𝑅02,其他电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,闭合开关S,线圈转动过程中理想交流电压表示数是10V,图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图象,则下列说法正确的是()高频考点新题演练-14-命题热点一命题热点二命题热点三答案ADA.电阻R2上的热功率为57WB.0.02s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零C.线圈产生的电动势e随时间t变化的规律是e=102cos100πtVD.线圈由开始转动到t=1600s的过程中,通过R1的电荷量为2200π高频考点新题演练-15-命题热点一命题热点二命题热点三解析外电阻R总=R1+𝑅02+𝑅04=74R0=10Ω,I=1010A=1A,UR2=107V,根据公式P=𝑈2𝑅得电阻R2上的热功率为PR2=57W,故选项A正确;0.02s时通过线圈的磁通量为零,感应电动势最大,故选项B错误;T=0.02s,ω=2π𝑇=100πrad/s,E=10V+1×2V=12V,e=122cos100πtV,故选项C错误;电动势的最大值为Em=122V=nBSω,Φm=BS=122𝑛×100π(Wb),Φ=122𝑛×100πsin100πtWb,从线圈开始转动到t=1600s的过程中,通过电阻R1的电荷量为𝑛Δ𝛷𝑅总+𝑟=2200πC,故选项D正确。高频考点新题演练-16-命题热点一命题热点二命题热点三思维导引高频考点新题演练-17-命题热点一命题热点二命题热点三规律方法1.线圈通过中性面时的特点(1)穿过线圈的磁通量最大。(2)线圈中的感应电动势为零。(3)线圈每经过中性面一次,感应电流的方向改变一次。2.交变电流“四值”的应用(1)最大值:分析电容器的耐压值。(2)瞬时值:计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况。(3)有效值:电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流。(4)平均值:计算通过电路截面的电荷量。高频考点新题演练-18-命题热点一命题热点二命题热点三拓展训练2在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交流电动势的图象如图乙所示,则()A.t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B.t=0.01s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交流电动势有效值为311VD.线框产生的交流电动势频率为100HzB高频考点新题演练-19-命题热点一命题热点二命题热点三解析:由题图乙可知,t=0.005s时,感应电动势最大,线框的磁通量变化率最大,A错误;t=0.01s时感应电流为零,故线框平面处于中性面位置,B正确;交变电压的最大值为311V,故有效值E=𝐸m2=220V,C错误;交变电流的周期为T=0.02s,故频率f=1𝑇=50Hz,D错误。高频考点新题演练-20-命题热点一命题热点二命题热点三变压器和远距离输电问题常以选择题形式考查含变压器的动态电路。例3在如图所示的交流电路中,理想变压器输入电压为U1,输入功率为P1,输出功率为P2,各交流电表均为理想电表,则()A.当滑动变阻器R的滑片向下移动时灯L变亮B.当滑动变阻器R的滑片向上移动时灯L变亮C.当滑动变阻器R的滑片向下移动时各个电表读数均变大D.当滑动变阻器R的滑片向上移动时P1变大,且始终有P1=P2B高频考点新题演练-21-命题热点一命题热点二命题热点三解析当滑动变阻器R的滑片向下移动时,电流表读数增大,变压器输出电流增大,电阻R0两端电压增大,电压表读数减小,电灯L变暗,选项A、C错误;当滑动变阻器R的滑片向上移动时,电流表读数减小,变压器输出电流减小,电阻R0两端电压减小,电压表读数增大,电灯L变亮,选项B正确;当滑动变阻器R的滑片向上移动时,变压器输出电流减小,输出功率减小,根据变压器功率关系,P1变小,且始终有P1=P2,选项D错误。高频考点新题演练-22-命题热点一命题热点二命题热点三思维导引高频考点新题演练-23-命题热点一命题热点二命题热点三例4(多选)下图为远距离输电的电路原理图,变压器均为理想变压器并标示了电压和电流,其中输电线总电阻为R,则()A.I2=𝑈2𝑅B.I2𝑈2𝑅C.用户得到的电功率与电厂输出的电功率相等D.用户得到的交变电流的频率与电厂输出交变电流的频率相等BD高频考点新题演练-24-命题热点一命题热点二命题热点三解析对于升压变压器副线圈、输电线和降压变压器的原线圈组成的电路,有U2=I2R+U3,解得,选项A错误,B正确;由于输电线有电阻R,所以用户得到的电功率与输电线损失功率之和等于电厂输出的电功率,选项C错误;根据变压器原理,变压器不改变交变电流的频率,用户得到的交变电流的频率与电厂输出交变电流的频率相等,选项D正确。I2=𝑈2-𝑈3𝑅高频考点新题演练-25-命题热点一命题热点二命题热点三思维导引高频考点新题演练-26-命题热点一命题热点二命题热点三规律方法1.理想变压器的基本关系式(1)功率关系:P入=P出。(2)电压关系:𝑈1𝑈2=𝑛1𝑛2。若n1n2,为降压变压器;若n1n2,为升压变压器。(3)电流关系:只有一个副线圈时,𝐼1𝐼2=𝑛2𝑛1;有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn。2.原、副线圈中各量的因果关系(1)电压关系:U1决定U2。(2)电流关系:I2决定I1。(3)功率关系:P出决定P入。高频考点新题演练-27-命题热点一命题热点二命题热点三3.输电过程的电压关系4.输电过程功率的关系高频考点新题演练-28-命题热点一命题热点二命题热点三拓展训练3(多选)某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长,他将导线每100m卷成一卷,共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用)。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连,测得输电线上损失的功率为P1。第二次采用如图所示的电路输电,其中理想变压器T1与电源相连,其原、副线圈的匝数比为n1∶n2,理想变压器T2与用电器相连,测得输电线上损失的功率为P2。下列说法正确的是()A.前后两次实验都可用于研究远距离直流输电B.实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失C.若输送功率一定,则P2∶P1=𝑛12∶𝑛22D.若输送功率一定,则P2∶P1=n1∶n2BC高频考点新题演练-29-命题热点一命题热点二命题热点三解析:变压器只能改变交变电流的电压,所以第二次实验只能研究远距离交流输电,故A错误。实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失,故B正确。第一次实验输电线上的电流I=𝑃𝑈1,输电线上损失的功率P1=I2R=𝑃2𝑈12R;第二次实验,升压变压器副线圈上的电压U2=𝑛2𝑛1U1,输电线上的电流I'=𝑃𝑈2,输电线上损失的功率P2=I'2R=𝑃2𝑈22R,所以有𝑃2𝑃1=𝑈12𝑈22=𝑛12𝑛22,故C正确,D错误。高频考点新题演练新题演练123451.(多选)(2018·四川遂宁一诊)如图所示,电源电动势E=3V,内阻r=2Ω,定值电阻R1=2Ω,滑动变阻器的最大阻值R2=4Ω,其滑片P置于正中央,电容器C的正中央A处固定一个带正电的点电荷q,右极板N接地,现将开关S1、S2闭合,则()A.若滑动变阻器的滑片从中央向右滑动,电压表的读数变大B.若滑动变阻器的滑片从中央向右滑动,电源的输出功率变小C.若滑动变阻器的滑片从中央向左滑动,电容器两极板间的电场强度变小,A位置的电势降低D.若将开关S1、S2闭合一段时间后再断开S2,将电容器左极板M稍稍向右移,点电荷q的电势能不变BCD高频考点新题演练新题演练12345解析:由于电容器在直流电路中相当于断路,所以滑动变阻器与R1串联接入电路,当滑动变阻器的滑片从中央向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电压表测的是R1