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专题四电路和电磁感应-2-命题热点考题统计第11讲恒定电流和交变电流热点一直流电路的动态分析2016卷Ⅱ,17热点二交变电流的产生和描述2016卷Ⅲ,21;2018卷Ⅲ,16热点三变压器和远距离输电问题2016卷Ⅰ,16;2016卷Ⅲ,19-3-命题热点考题统计第12讲电磁感应及综合应用热点一电磁感应中的图像问题2017卷Ⅱ,20;2018卷Ⅱ,18;2018卷Ⅲ,20;2019卷Ⅰ,20;2019卷Ⅱ,21热点二电磁感应中的动力学问题2015卷Ⅰ,20;2015卷Ⅱ,15;2016卷Ⅱ,20;2016卷Ⅱ,24;2017卷Ⅰ,18;2017卷Ⅲ,15;2018卷Ⅰ,17;2019卷Ⅲ,19热点三电磁感应中的能量问题近五年无直接命题-4-命题规律近几年高考命题点主要集中在:直流电路功率的计算和动态分析,变压器和交流电路与日常生活、生产相结合,电磁感应现象和楞次定律,电磁感应中的图像问题、动力学问题和能量问题。其中,法拉第电磁感应定律结合动力学和能量的综合应用,常以计算题形式出现;其他命题点主要以选择题的形式考查。复习备考时要特别注意电磁感应中的路和场、力和运动、功和能的问题。第11讲恒定电流和交变电流-6-知识脉络梳理规律方法导引-7-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。-8-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:图像法、等效法、程序法、分析推理法、特殊值法。-9-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,在无磁场时调节滑动变阻器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-10-命题热点一命题热点二命题热点三思维导引-11-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。-12-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)。-13-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()-14-命题热点一命题热点二命题热点三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30Ω答案:D解析:由题图乙可知E=3.6V,选项A错误。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。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-15-命题热点三命题热点一命题热点二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像。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变化的图像,则下列说法正确的是()-16-命题热点三命题热点一命题热点二A.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2200πC-17-命题热点三命题热点一命题热点二思维导引-18-命题热点三命题热点一命题热点二答案:AD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。-19-命题热点三命题热点一命题热点二规律方法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、电功率和保险丝的熔断电流。(4)平均值:计算通过电路截面的电荷量。-20-命题热点三命题热点一命题热点二拓展训练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像如图乙所示,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-21-命题热点三命题热点一命题热点二解析: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。-22-命题热点三命题热点二命题热点一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-23-命题热点三命题热点二命题热点一思维导引-24-命题热点三命题热点二命题热点一解析:理想变压器输入电压不变,由𝑈1𝑈2=𝑛1𝑛2知输出电压不变。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。-25-命题热点三命题热点二命题热点一例4(多选)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1∶100,其输入电压如图乙所示。远距离输电线的总电阻为100Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,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。电压表显示加在报警器两端的电压(报警器未画出),未出现火警时,升压变压器的输入功率为750kW。下列说法正确的有()甲乙-26-命题热点三命题热点二命题热点一A.降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50HzB.远距离输电线路损耗功率为180kWC.当传感器R2所在处出现火警时,电压表的示数变小D.当传感器R2所在处出现火警时,输电线上的电流变小思维导引-27-命题热点三命题热点二命题热点一答案:AC解析:由题图乙知交变电流的周期为0.02s,所以频率为50Hz,变压器不改变频率,A正确;升压变压器输入端电压有效值为250V,根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25000V,所以输电线中的电流为I==30A,输电线路损耗功率为ΔP=I2R=90kW,B错误;当传感器R2所在处出现火警时,其阻值减小,副线圈中电流增大,定值电阻的分压增大,所以电压表的示数变小,C正确;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错误。𝑃𝑈-28-命题热点三命题热点二命题热点一规律方法1.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。2.输电过程的电压关系3.输电过程功率的关系-29-命题热点三命题热点二命题热点一拓展训练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D.若输送功率一定,则P2∶P1=n1∶n2C.若输送功率一定,则P2∶P1=𝑛12∶𝑛22BC-30-命题热点三命题热点二命题热点一解析: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。-31-12345怎样得高分1.(2018·全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交