【新人教版】2012高三物理《中原首辅》一轮复习课件第10单元第4讲

【解析】由二极管的单向导电性可知，Rb 中的电流不是 交流电，故 A 错，B 对；设 Ra 上的电压为 Ua，Rb 上的电压 Ua2 T Ub2 2 U2 1 为 Ub， 有 × ＝ T， 所以 Ub＝ Ua.由 P＝ 知 Pb＝ Pa， R 2 R 2 R 2 故 C 错，D 对．
【答案】BD
4．图示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电， 下列说法正确的是( )
(1)金属杆单位长度的电阻 R0. (2)此时作用在迎风板上的风力 F.
【名师点金】分析电路的连接情况，电 源的外电路是限流电阻R与可变电阻MN串联， 当有风力作用在迎风板上时，MN间阻值发生 变化，从而引起电压表的示数发生变化，利 用闭合电路欧姆定律可求其阻值，由弹簧的 弹力 F与形变量 x设无风时金属杆接入电路的电阻为 的关系求风力的大小． R1， 【规范全解】 (1)
3．图示为一理想变压器，原线圈匝数为 n1，四个副线 圈的匝数均为 n2，四个副线圈中负载电阻的阻值相同，二极 管和电感线圈都是理想元件．现从原线圈 P、Q 两个点输入 正弦交流电，那么下列说法正确的是( )
A．流过 Rb 上的电流仍是交流电 B．流过 Ra、Rc 和 Rd 上的电流仍是交流电 C．加在 Ra 两端的电压是 Rb 的两倍 D．Ra 消耗的功率是 Rb 上的两倍
2．如图所示，R1、R2 为定值电阻，L 为小灯泡，R3 为 光敏电阻，当照射光强度增大时( )
A．电压表的示数增大 B．R2 中电流减小 C．小灯泡的功率增大 D．电路中的路端电压增大
【解析】 当光强度增大时， R3 减小 → R 总 减小 → I 总 增大 → U 外 减小， UR1 增大 → U 并 减小 →IR2减小→IL增大，故选A、B、C. 【答案】ABC
【名师点金】 要使听筒中听不到话筒传 出的声音，要让话筒产生的电流在铁芯中产 生的磁通量始终为零，在听筒中不产生感应 电流，即话筒产生的电流在线圈 Ⅰ、Ⅱ中电 流相同即可． 【规范全解】 分析变压器工作原理，当 人对着话筒说话时，话筒相当于一个交流电 源，线圈Ⅰ、Ⅱ是并联的两个支路，而且线 圈Ⅰ、Ⅱ的匝数相等，只有当Rx与R的并联电 阻和 R0 阻值相等时，线圈 Ⅰ、 Ⅱ内会有相等 大小的电流，话筒产生的电信号在铁芯中产 生的两部分磁通量相互抵消，听筒所在电路
【答案】ABD
5．某兴趣小组对一火灾报警装置的部分电路进行探究， 其电路图如图甲所示，其中 R2 是半导体热敏电阻，它的电 阻随温度变化关系如图乙所示，当 R2 所在处出现火情时， 通过电流表的电流 I 和 a、b 间端电压 U 与出现火情前相比 ( )
A．I 变大，U 变小 C．I 变小，U 变大
【名师点金】 第 (1)、 (2)问的分析要明确最大值 Em＝ NBSω，其中 S 为半圆的面积，计算热量要用有效值，计算 电荷量用平均值； 第(3)问的分析中要注意在一个周期内只有 半个周期有电流，作出电流的图线帮助分析．
【规范全解】线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图 乙所示的交变电流．交变电动势的最大值为： πr2 Em＝BSω＝B· ·2πn＝π2Bnr2. 2
【答案】AD
8．如图所示，L 为理想变压器，其原线圈、副线圈的匝 数分别为 n1、n2. 为理想交流电流表，阻值分别为 R、r 的
两个定值电阻接在电路中．将 a、b 两端接到电压恒定的交 流电源上，当开关 S 分别拨至接线柱 1 和 2 时，发现电流表 r 的示数相同．则两个定值电阻的阻值之比 等于( R )
U 【解析】若 R1 两端的电压为 ，则原线圈两端的电压 10 为： U 9 U1＝U－ ＝ U 10 10 U1 n1 3 由 ＝ ，解得：U2＝ U U2 n2 10 I1 n2 1 因为 ＝ ＝ ，P1＝I12R1，P2＝I22R2 I2 n1 3 P1 I12R1 I1 2 1 所以 ＝ 2 ＝( ) ＝ ，选项 A、D 正确． P2 I2 R2 I2 9
A．增加输电导线的横截面积有利于减少 输电过程中的电能损失 B．高压输电是通过减小输电电流来减小 电路的发热损耗 C．在输送电压一定时，输送的电功率越 大，输电过程中的电能损失越小 D．高压输电必须综合考虑各种因素，不 一定是电压越高越好
【解析】依据输电原理，电路中的功率损耗 ΔP＝I2R 线， L 而 R 线＝ρ ，增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻， S 则能够减小输电线上的功率损耗，A 正确；由 P＝UI 可得， 在输送功率一定的情况下，输送电压 U 越大，则输电电流越 小，则功率损耗越小，B 正确；若输电电压一定，输送功率 越大，则电流 I 越大，电路中损耗的电功率越大，C 错误； 输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和 技术的要求也就越高，因此并不是输电电压越高越好，D 正 确．
乙 1 (1)在线圈从图示位置转过 圈的时间内，电动势的有效 4 值为： Em 2π2Br2n E＝ ＝ 2 2
电阻 R 上产生的热量为： E 2 T π4B2r4n Q＝( ) R· ＝ . R 4 8R 1 (2)在线圈从图示位置转过 圈的时间内，电动势的平均 4 ΔΦ 值为 E ＝ Δt 通过 R 的电荷量为： E ΔΦ πBr2 q＝ I ·Δt＝ ·Δt＝ ＝ . R R 2R (3)设此交变电动势在一个周期内的有效值为 E′，由有 Em 2 2 T E′2 效值的定义得： ·＝ T R 2 R
A．只将 S1 从 2 拨向 1 时，电流表示数变小 B．只将 S2 从 4 拨向 3 时，电流表示数变小 C．只将 S3 从闭合变为断开，电阻 R2 两端电压增大 D．只将变阻器 R3 的滑动触头上移，变压器的输入功率 减小
n1 U1 【解析】由 ＝ 可得 A 项中 n1 变小，U1、n2 不变， n2 U2 n1 I2 则 U2 变大，I2 变大，又 ＝ 可得 I1 变大，A 错；B 项中 n2 n2 I1 n1 I2 变小，n1、U1 不变，则 U2 变小，I2 变小，又 ＝ ，所以 I1 n2 I1 变小，B 正确；C 项中，R 增大，U2 不变，所以 UR2＋UR3 不变，又 R3 不变，所以 UR2 不变，C 项错；D 项中，R3 变 大，R 总变大，U2 不变，则 I2 变小，P 出＝U2I2 变小，P 入＝P
n2 2 A．( ) n1 n2 C. n1
n1 2 B．( ) n2 n1 D. n2
U1 U2 r U2I1 n2 2 【解析】由题知 R＝，r＝ ，所以 ＝ ＝( ) ，A I1 I2 R U1I2 n1 正确
【答案】A
二、非选择题 9．将电阻R1和R2按如图甲所示接在变压 器上，变压器原线圈接在电压为 U 的交流电 源上，R1和R2上消耗的电功率之比为 2∶1.若 其他条件不变，而将副线圈换成两个，且使 其匝数之和与原来的副线圈的匝数相等．将 R1 和 R2 改成如图乙所示的接法， R1 和 R2 上消 耗的电功率之比为1∶8.若甲图中原线圈的电 流为I1，乙图中原线圈的电流为I2，求： (1)乙图中两组副线圈的匝数之比． (2)I1和I2之比．
甲
乙
【解析】(1)在图甲所示的电路中，R1 和 R2 串联，电流 相同，功率与电阻成正比，所以有 R1＝2R2；在图乙所示的 电路中，设三组线圈的匝数分别是 n1、n2、n3，两组副线圈 上的电压分别是 U2 和 U3，可得： n2 n3 U2＝ U，U3＝ U n1 n1
R1 和 R2 上消耗的电功率之比为 1∶8 n2 2 n3 2 U U n1 n1 即8 ＝ R1 R2 n2 1 联立解得： ＝ . n3 2 n2＋ n3 2 U n1 (2)设甲图中输出功率为 P1，则 P1＝ R1＋R2 n2 2 n3 2 U U n1 n1 设乙图中输出功率为 P2，则 P2＝ ＋ R1 R2
【例 2】如图甲所示，一个半径为 r 的半圆形线圈，以 直径 ab 为轴匀速转动，转速为 n，ab 的左侧有垂直于纸面 向里(与 ab 垂直)的匀强磁场，磁感应强度为 B.M 和 N 是两 个集流环，负载电阻为 R，线圈、电流表和连接导线的电阻 不计，求：
甲
1 (1)从图示位置起转过 圈的时间内负载电阻 R 上产生的 4 热量． 1 (2)从图示位置起转过 圈的时间内通过负载电阻 R 的电 4 荷量． (3)电流表的示数．
风吹时接入电路的电阻为 R2，由题意得： E 无风时：U1＝ R1 R＋r＋R1 可解得：R1＝0.5 Ω R1 所以金属杆单位长度的电阻 R0＝ ＝1 Ω/m. L0
E (2)有风时：U2＝ R2 R2＋R＋r 可解得：R2＝0.3 Ω R2 此时，弹簧的长度 L＝ ＝0.3 m R0 弹簧的压缩量 x＝L0－L＝0.2 m 故此时的风力为：F＝kx＝260 N.
第 4讲 单 元 小 结
【例1】 原始的电话机将听筒和话筒串 联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会 从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而 影响通话．现在的电话将听筒电路与话筒电 路分开，改进的电路原理示意图如图所示， 图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ的匝数相等，R0＝1.2 kΩ， R＝3.6 kΩ，Rx为可变电阻．当Rx调到某一值 时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了， 这时Rx为多大？
Em 解得 E′＝ 2 E′ π2r2nB 故电流表的示数为 I＝ ＝ . R 2R
π4B2r4n 【答案】(1) 8R
πBr2 (2) 2R
π2r2nB (3) 2R
【例3】某同学设计了一种测定风力的装 置，其原理如图所示，迎风板与一轻质弹簧 的一端N相接，穿在光滑的金属杆上．弹簧 是由绝缘材料制成的，其劲度系数k＝1300 N/m，自然长度L0＝0.5 m；均匀金属杆用电 阻率较大的合金制成；迎风板面积S＝0.5 m2， 工作时总是正对着风吹来的方向．电路中左 端导线与金属杆M端相连，右端导线接在N点 并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆 接触良好．限流电阻的阻值R＝1 Ω，电源的 电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω.合上开关，没 有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1 ＝3.0 V；如果某时刻由于风吹使迎风板向左
B．I 变小，U 变小 D．I 变大，U 变大
【解析】R2 所在处出现火情后， R2 阻值 减小，闭合电路总电阻减小，干路电流增大， U内和 U1增大，故a、b间端电压 U变小，通过 R3的电流减小，通过电流表的电流变大． 【答案】A
6．如图所示，理想变压器初级线圈接一交变电流，交 变电流的电压有效值恒定不变，则下列说法中正确的是 ( )
P1 2 将 R1＝2R2、n3＝2n2 代入，可得： ＝ .由于输入功率 P2 3 2 等于输出功率，所以甲、乙两图中输入功率之比也为 ，根 3 据 P＝IU，电压恒定，所以两图中的电流之比 I1∶I2＝2∶3.
【答案】(1)1∶2 (2)2∶3
10．平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值 R1＝R2＝8 Ω的电热丝，轨道间距L＝1 m，轨 道很长，本身电阻不计．轨道所在空间的磁 场按如图甲所示的规律分布，其中每段垂直 纸面向里和向外的磁场区域宽度为2 cm，磁 感应强度的大小均为B＝1 T，每段无磁场的 区域宽度为1 cm.导体棒ab本身电阻r＝1 Ω， 与轨道接触良好．现让ab以v＝10 m/s的速度 向右匀速运动，通过ab的电流为交变电流， 求整个过程中其电流的有效值．
【答案】(1)1 Ω/m (2)260 N
一、选择题 1．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强 电流，所用的器材叫电流互感器．如图所示的四个图中，能 正确反应其工作原理的是( )
【解析】 电流互感器是测电流的，应串 联在火线上，故 B 、 D 选项错误，同时，由 I1n1＝I2n2知要使I2＜I1，须n2＞n1，故A选项正 确，C选项错误． 【答案】A
出
变小，D 项正确．
【答案】BD
7．理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1∶n2＝3∶1， 且分别接有阻值相同的电阻 R1 和 R2，如图所示．电源电压 为 U，下列说法正确的是( )
3U U A．若 R1 两端的电压为 ，则 R2 两端的电压为 10 10 U U B．若 R1 两端的电压为 ，则 R2 两端的电压为 10 30 C．R1、R2 消耗的电功率之比为 1∶1 D．R1、R2 消耗的电功率之比为 1∶9