高考物理二轮复习 专题七 直流电路与交流电路课件A
高考物理二轮复习4.1直流电路与交流电路课件(共25张PPT)
B [滑片向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，整个 电路电阻增大，干路电流减小，A1 示数减小，A 错误；内电压减小， 外电压增大，R1 两端的电压增大，则通过 R1 的电流增大，而干路电 流减小，则 A2 的示数减小，B 正确；电容器两端的电压增大，所以 电容器的带电荷量增大，C 错误；通过内电阻的电流减小，则由 P ＝I2r，可知，电源内阻消耗的电功率减小，D 错误。]
D [由于输电线总电阻为 R，输电线上有电压降，U 线＜U2。根 据欧姆定律得 I2＝UR线<UR2，故 A 错误；输电线上有功率损失 ΔP＝ΔRU2， ΔU<U2，故 B 错误；根据 P＝UI 知在功率不变的情况下，增大 U，I 减小，故 C 错误；理想变压器不改变电功率，U2I2＝U1I1，故电厂输 送电功率为 U2I2，故 D 正确。]
2．求解功率最大值问题的 2 点技巧 (1)定值电阻的功率：P 定＝I2R R 为定值电阻，P 定只与电流有关系，当 R 外最大时，I 最小，P 定最小，当 R 外最小时，I 最大，P 定最大。 (2)电源的输出功率：P 出＝rE＋2RR外外2＝R外R－外Er22＋4r。当 R 外＝r 时，P 出＝E4r2最大。
(甲)
(乙)
( 丙)
(丁)
A [在图(甲)位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零， A正确；从图(乙)位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关 系式为i＝Imcos ωt，B错误；在图(丙)位置时，线圈中的磁通量 最大，磁通量的变化率最小，感应电流为0，C错误；在图(丁) 位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为d→c，D错误。]
[典例2] (2021·山东济南高三模拟)如图所示，R1为定值电阻、R为滑动变阻 器、C为电容器，闭合开关S，当滑片P向上移动时，下列说法正确的是
高三物理第二轮专题七 电路
高三物理第二轮专题七电路【考点分析】1、含容电路、动态问题、电功率分配问题2、含有电表的各类电路问题、电路故障的分析、黑箱问题3、交变电流：〔1〕交变电流的产生和图象；〔2〕变压器工作原理；(3〕电能的输送。
【知识要点】常用的物理规律：欧姆定律；串并联电路的特点；电功与电热；电容器的电量、电容、电势差的关系；交变电流的有效值、峰值、平均值的关系等．【思路点拨】1、对复杂电路，识别、简化电路的思维方法是：沿电流方向分析电势降落，找等势点，在分析过程中进展简化，画出等效电路．2．对于变阻器滑片移动或电键断开、闭合等电阻变化引起电路的物理量变化的问题，应理解闭合电路是一个整体，某一局部的电阻或电动势发生变化时，一般来说电路其他局部的电压、电流、电功率等都会发生变化，即"一动百动"．应注意分析电路中的变量与不变量，"抓定量、看变量"．3．对于直流电路中的含容电路，电路稳定后，含电容器的支路相当于电键断开，与电容器串联的电阻可以用导线代替；只有当电容器所带电量发生变化时，含容支路才存在充放电流。
对故障电路和电学黑箱要学会运用猜测和假设。
【解题指导】 一、根底训练1、如下列图的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ．当可变电阻的滑片P 向b 移动时，电压表V 1的读数U 1与电压表V 2的读数U 2的变化情况是〔 〕A ．U 1变大，U 2变小B ．U 1变大，U 2变大C ．U 1变小，U 2变小 B ．U 1变小，U 2变大2、如下列图电路中,E 1、E 2都是交流电源,E 1的频率比E 2 低，当S 接P 时，三灯亮度一样，如此S 接Q 时〔〕A.三灯亮度仍一样B.c 灯最亮，b 灯最暗C.c 灯和b 灯一样亮D.b 灯最亮，c 灯最暗× × ×RLPQS CE E a bc~ ~ 123、甲、乙两完全一样的变压器如图接在交流电路中,两负载电阻的阻值之比R 甲：R 乙=2：1 ，甲变压器原线圈上电压为U 甲，副线圈上电流为I 甲；乙变压器原线圈上电压为 U 乙，副线圈上电流为I 乙。
高考物理二轮复习第17讲直流电路和交流电路问题课件
一、直流电路的分析（多维探究类考点） 题点(一) 直流电路的动态分析 1．程序判断法
遵循“局部—整体—部分”的思路，按以下步骤分析：
2．直观判断法 利用下面两个结论直接地得到结果： (1)任一电阻 R 阻值增大，必引起该电阻中电流 I 的减小和 该电阻两端电压 U 的增大。 (2)任一电阻 R 阻值增大，必将引起与之并联的支路中电 流 I 并的增大和与之串联的各电路电压 U 串的减小。
[解析] 滑片 P 左移时，滑动变阻器连入电路的阻值增 大，根据串反并同规律知，电压表 V1 的读数增大，电压表 V2 的读数减小，电流表 A 的读数减小，A、B 错误，D 正 确；视 r＋R1＋R2 为电源的等效内电阻，根据电源的输出功 率与外电阻的关系知，由于电阻 RP 与 r＋R1＋R2 的大小关 系未知，因此电阻 RP 消耗的功率是增大还是减小无法判断， 由于电容器 C 两端的电压增大，处于充电状态，其所带电 量增加，C 错误。
适用
[思路点拨] (1)电源的 U-I 图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率 的绝对值表示电源的内阻。 (2)电阻的 U-I 图像与电源的 U-I 图像的交点坐标的含义 是用该电源和该电阻组成电路时的路端电压和电流值，纵坐 标与横坐标的比值表示此时的外电阻，纵坐标与横坐标的乘 积等于此时的输出功率。
[答案] AC
题点(三) 闭合电路的图像问题
[例 3] 如图所示，直线 A 为某电源的 U-I
图线，曲线 B 为某小灯泡的 U-I 图线的一部分，
用该电源和小灯泡组成闭合电路，下列说法中
正确的是
()
A．此电源的内阻为 0.5 Ω
B．电源的总功率为 10 W
C．电源的输出功率为 8 W
D．由于小灯泡的 U-I 图线是一条曲线，所以欧姆定律不
直流电和交流电.最全优质PPT
一、直流电路
1.闭合电路 2.动态分析 二、交流电路
1.交流电 2.变压器
1.闭合电路
I E Rr
E U 外 Ir E U 外 U内
内电路 E r
当R外 r时
P出
E R
r
2
R
E2 4r
P出 100% R 100% 50%
P总
Rr
外电路
R
纯电阻电路与非纯电阻电路
A． 时，c、d间电压瞬 时值为110V
B. 电压表的示数为22V C．若将滑动变阻器触片P向上
移，电压表和电流表示数均变大 D．若将单刀双掷开关由a拔向b，两电流表的
示数均变小
练1、如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、
b接在电压u＝311sin314t （V）的正弦交流电源
上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，
围成矩形的面积S=0.040m2，小灯泡电阻R=9.0Ω，磁场的磁
感应强度按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势
瞬时值的表达式为
，其中Bm为磁感应强度的最
大值，T为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，不
I n 布的磁场．已知线圈的匝数n=100，电阻r=1.
2
1
功率关系： P1=P2
P2 决定P1
例4、如图，理想变压器原副线圈的匝数比10：1，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电 表，除R以外其余电阻不计，从某时刻开始在原线
圈将开c、关d接两在端a加处上,则的(交B变电) U1=311sin100πt(V),并
5W
4、理想变压器
不考虑工作中的能量损失、线圈电阻及磁
B非、纯灯电泡阻恰用泄能电正器漏常W发=，U光It3、如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，仅在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分
《直流电与交流电》课件
或交流电。
02 03
成本考虑
如果设备需要大量的电能，使用交流电可能会更经济，因为发电效率较 高。如果设备需要较小的电能，使用直流电可能会更经济，因为传输损 耗较小。
稳定性需求
如果设备需要高稳定性的电源，如精密仪器和电子设备，应选择直流电 。如果设备的电源稳定性要求不高，如家用电器和照明设备，可以选择 交流电。
现代发展
现代电力系统主要采用交流电 ，但直流输电也在某些特定场
合得到应用。
03
直流电与交流电的比较
电流方向
总结词
电流方向是直流电和交流电的主要区别之一。
详细描述
在直流电中，电流始终沿一个方向流动，不会改变方向。而在交流电中，电流 的方向会不断改变，呈正弦波或方波形式。这种方向的改变使得交流电能够实 现变压和传输的灵活性。
直流微电网
直流微电网是一种新型的能源管理系统，能够实现可再生能源的高效利用和分布式电源的接入。通过采用直流电技术 ，可以降低损耗、提高供电可靠性，并实现能源的双向流动。
直流电在可再生能源领域的应用前景
随着可再生能源的大规模开发和利用，直流电技术将在太阳能光伏发电、风能发电、储能系统等领域得 到广泛应用，为构建绿色、智能的能源互联网提供有力支持。
THANKS
感谢观看
定义与特点
产生方式 通过电池或直流发电机产生直流电。
电池是最常见的直流电源之一，能够提供稳定的电压和电流。
定义与特点
应用领域
适用于电子设备和系统，如手机、电视、电脑等。
在电力传输和分配中，直流电用于高压直流输电（HVDC）系统，以降 低能量损失。
直流电的应用
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照明和显示
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高中物理 直流电路和交流电路课件
匀速旋转产生交流电，现将此电流给阻值为R＝10 Ω的小灯泡L供电，通 过电流传感器得到灯泡中电流的图象如图乙，不考虑温度对灯泡阻值的 影响，下列说法正确的是( )
√
A.在t＝5×10－3 s时，线圈处于中性
面位置
B.在t＝10×10－3 s时，穿过线圈的磁通量最大 C.交变电流的瞬时表达式为i＝5cos 50πt(A) D.线圈产生的交流电的电动势为55 V
√
D.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
图8
解析
预测6
(多选)某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成
如图9所示电路，A、B为理想变压器，灯L1、L2相同且阻值不变.保持A的 输入电压不变，开关S断开时，灯L1正常发光.则( )
带电，闭合开关S，稳定后，一带电油滴恰能静止在电容器中 P点.在开关
S保持接通的状态下，下列说法正确的是(
)
√
A.当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向
上运动
图1
B.当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下运动
C.当电容器的下极板向下移动时，P点的电势不变
√
D.当电容器的下极板向左移动时，P点的电势会升高
C.要使报警的临界温度升高，可以把R2的滑片P适当向下移
√
D.要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移
解析
预测2
(2016· 全国甲卷· 17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻
可忽略)连接成如图3所示电路.开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量
为 Q1 ；闭合开关 S ，电流再次稳定后， C所带的电荷量为 Q2.Q1 与 Q2 的比
物理二轮 第一部分 专题七 学案 直流电路和交流电路
本 学 案 栏 目 开 关
答案
AC
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易混辨析
专题七 学案13
1．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 表达式
本 学 案 栏 目 开 关
图象
磁通量 电动势
Φ ＝ Φmcos ωt＝ BScos ωt e ＝ Emsin ωt ＝ NBSωsin ωt u ＝ Umsin ωt ＝ REm sin ωt R＋ r i ＝ Imsin ωt ＝ Em sin ωt R＋ r
由于矩形闭合导线框 ABCD 的电阻不可忽略， 则其电阻会发热，
本 学 案 栏 目 开 关
故闭合导线框的功率应大于 12 W，D 错误．
答案 C
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考题 3 例3 对变压器和远距离输电的考查
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专题七 学案13
(3)可直接应用“部分电路中 R、I、U 的关系”中的两个结论： ①任一电阻 R 阻值增大，必引起通过该电阻的电流 I 的减小和 I↓ 该电阻两端电压 U 的增大，即 R↑→ U↑ ②任一电阻 R 阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流 I 的增大和与之串联的各电阻两端电压 U 串的减小．即 I并↑ R↑→ U串↓
效 值
平 均 值
计算通过电路横截面的 电荷量
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专题七 学案13
突破练习 3． (2013· 海南· 3)通过一阻值 R＝100 Ω 的电阻
本 学 案 栏 目 开 关
的交变电流如图 5 所示， 其周期为 1 s． 电 阻两端电压的有效值为 A．12 V B．4 10 V C．15 V D．8 5 V ( B )
图5
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高考物理二轮课件：直流电路与交流电路
A．1∶ 2 C．1∶2
B. 2∶1 D．2∶1
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＝uR20T；
而正弦交流电电压的有效值等于峰值的
1 ，故 2
Q
正＝
uR20 2T＝12·uR20T，所以QQ方正＝21，D
正
确．
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．
[答案] B
【题组突破】 角度 1 理想变压器的原理 1．(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 9∶1 B．原、副线圈匝数比为 1∶9 C．此时 a 和 b 的电功率比为 9∶1 D．此时 a 和 b 的电功率比为 1∶9
专题四 电路与电磁感应
第1讲 直流电路与交流电路
物理
01
真题感悟透析考情
02
热考核心高效突破
03
课后演练强化提能
真题再现
1. (2019·高考江苏卷)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为 1∶10，当输入电压增加
20 V 时，输出电压( )
A.降低 2 V
B．增加 2 V
C.降低 200 V
D．增加 200 V
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 U＝E－I 总 r 增大，电压表的读数增大，故选项 A 错误；电容器的电压 UC＝E －I 总(r＋R1)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 容器的电压 UC＝I 总 R2，UC 减小，电容器 C 的带电荷量 Q＝UCC 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，E＝Ud 减小，油滴向下移动，故选项 D 正确．
福建省高考物理二轮专题总复习课件专题7第1课时直流和交流电路的分析与计算
三、远距离输电
一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电 机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻．并 按照规范在图中标出相应的物理量符号．求解过程 中注意相应的制约关系，同时对于动态变化过程的 分析，可以借助于直流电路的动态分析方法，结合 原、副线圈中电流、电压与功率的关系进行判断．
【例三】某小型水电站的电能输送示意图如图716所 示．发电机的输出电压为220V，输电线总电阻为r，升压 变压器原副线圈匝数比为n1∶n2.降压变压器原副线匝数 比为n3∶n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为 220V的用电器正常工作，则下列表述正确的是( ) ① n2 ＞ n3 ② n2 ＜ n3 ③升n1压变压n4 器的输n出1 电n压4 等于 降压变压器的输入电压 ④升压变压器的输出功率大于 降压变压器的输入功率 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【解析】
先明确滑片位于两个端点时的电路结构，再利用
闭合电路的欧姆定律以及功率的计算方法进行分析计
算．解：
(1)当时Rx1 0时，U x1 0，对应电流为I1 1A，
由闭合电路欧姆定律得，E
I 1
(R0
r)
①Leabharlann 当Rx为最大值时，U x2 3V，对应电流为I2 0.75A，
有E I2 (R0 r) U x2
的．分析和计算时都必须用 Pr
I
2 2
r
，Ur=I2r.特别
重要的是要会分析输电线上的功率损失．
Pr=(
P1 )2
U2
L S
∝1
U
2 2
S
【变式训练-3】 (2010·浙江卷)某水电站，用总电阻为2.5W的输电线 输 电 给 500km 外 的 用 户 ， 其 输 出 电 功 率 是 3×106kW.现用500kV电压输电，则下列说法正确 的是( ) A．输电线上输送的电流大小为2.0×105A B．输电线上由电阻造成的损失电压为15kV C．若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率 为9×108kW D．输电线上损失的功率为P U2 /，r U为输电电压， r为输电线的电阻
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相关知识和规律应用。 合电路欧姆定律进 姆定律的应用；电路中的
2．会用闭合电路欧姆定律 行电路的动态分析， 能量问题；交流电的产生
分析电路各部分之间的相 利用焦耳定律结合 和描述；变压器和远距离
互关系，能用焦耳定律分 能量观点分析电路 输电。
析电学中的能量转化问 问题。
考查重点是对交流电性质
题。
2．物理建模：理解 和特点的分析，变压器的
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【 （ 名 师校 整课 理堂 课】本获专奖 题PP）T-高 考物理 二轮专 题复习 优课质件：PP 直T直流流电电路路与与交交流流电电路路（p最pt新优 版质本说）课 推稿荐（精 选）
专题四 电路与电磁感应
8
2．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：UU12＝nn12。 (3)电流关系：只有一个副线圈时II12＝nn21。 3．变压器和远距离输电的分析技巧
第一部分 专题篇
专题四 电路与电磁感应 第1讲 直流电路与交流电路
物理
专题四 电路与电磁感应
1
01
知识梳理 方法链接02源自热点题型 核心突破03
专题强化 知能提升
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专题四 电路与电磁感应
高考物理有约大二轮课件直流电路与交流电路
02
连接示波器与信号源，调整示波器参数以观测清晰信号波形，
记录并分析波形特征。
注意事项
03
正确设置示波器参数，避免过载损坏仪器。
数据处理技巧在物理实验中应用
数据筛选
去除异常数据，保留有效数据以提高数据准确 性。
误差分析
分析实验误差来源，采用合适的方法减小误差 。
数据可视化
利用图表等方式展示实验数据，便于观察和分析数据规律。
考策略。
02
提供备考期间的心态调整建议，帮助学生保持良好的
心态和状态。
03
鼓励学生树立信心、保持耐心和恒心，积极面对高考
挑战。
谢谢您的聆听
THANKS
掌握直流电桥测量电阻的原理和方法，学 会使用直流电桥测量未知电阻。
实验步骤
搭建直流电桥电路，调节电桥平衡，记录 测量数据并计算未知电阻阻值。
注意事项
确保电源稳定，选择合适的电阻档位，避 免误差。
示波器使用及信号观测实验
实验目的
01
熟悉示波器的使用方法和信号观测技巧，掌握交流信号的波形
分析。
实验步骤
复数运算与电路分析
通过具体实例，展示如何利用复数运算简化正弦稳态电路的分析过 程，如复阻抗的串并联、复功率的计算等。
阻抗串并联简化计算方法
阻抗的串并联规则
介绍阻抗串并联的基本概念和计算规则，包 括串联阻抗、并联阻抗的计算公式和性质。
阻抗的等效变换
阐述如何通过阻抗的等效变换，将复杂电路简化为 简单电路，以便于分析和计算。
在非线性元件中的
应用
当电路中包含非线性元件（如二 极管、晶体管等）时，叠加原理 不再适用。此时需要采用其他分 析方法，如分段线性化法、图解 法等。
高考物理二轮复习 专题七 第2课时 直流电路和交流电路
权掇市安稳阳光实验学校第2课时 直流电路和交流电路1． 纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较(1)纯电阻电路，电功W ＝UIt ，电功率P ＝UI ，且电功全部转化为电热，有W ＝Q ＝UIt ＝U 2R t ＝I 2Rt ，P ＝UI ＝U2R＝I 2R .(2)非纯电阻电路，电功W ＝UIt ，电功率P ＝UI ，电热Q ＝I 2Rt ，电热功率P热＝I 2R ，电功率大于电热功率，即W >Q ，故求电功、电功率只能用W ＝UIt 、P ＝UI ，求电热、电热功率只能用Q ＝I 2Rt 、P 热＝I 2R .2． 电源的功率和效率(1)电源的几个功率 ①电源的总功率：P 总＝EI②电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r ③电源的输出功率：P 出＝UI ＝P 总－P 内(2)电源的效率η＝P 出P 总×100%＝UE×100%3． 交流电的“四值”(1)最大值E m ＝NBSω.(2)瞬时值e ＝NBSωsin_ωt .(3)有效值：正弦式交流电的有效值E ＝E m2；非正弦式交流电必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解．计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值．(4)平均值：E ＝n ΔΦΔt ，常用来计算通过电路的电荷量．4． 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：U 1U 2＝n 1n 2.(3)电流关系：只有一个副线圈时I 1I 2＝n 2n 1.直流电路动态分析方法(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”．即从阻值的变化入手，由串、并联规律判定R 总的变化情况，再由欧姆定律判断I 总和U 端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况．(2)结论法——“并同串反”：“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)．“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、电功率都将减小(增大).题型1 直流电路的动态分析例1热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻R t随温度t变化的图线如图1甲所示．如图乙所示电路中，热敏电阻R t与其他电阻构成的闭合电路中，当R t所在处温度升高时，两电表读数的变化情况是( )图1A．A变大，V变大 B．A变大，V变小C．A变小，V变大 D．A变小，V变小解析由电路图可知，电压表和电流表与热敏电阻是间接并联关系，当R t 所在处温度升高时，R t的阻值减小，利用“并同串反”知电流表和电压表的读数都减小．答案D以题说法当传感器与电路问题结合在一起时，传感器实质是一变化的电阻，电路问题实质是电路的动态分析问题．通过题意分析并建立传感器的某一特性物理量与电学物理量(电压、电流、电阻等)之间的关系，是解决此类问题的关键．(2013·江苏·4)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种装置，电路如图2所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时( )图2A．R M变大，且R越大，U增大越明显B．R M变大，且R越小，U增大越明显C．R M变小，且R越大，U增大越明显D．R M变小，且R越小，U增大越明显答案C解析由题意知，S两端的电压增大，则电路中的电流增大，药液接触传感器的电阻变小，则A、B选项是错误的；将S看做外电路，其余看做等效电源，根据U＝E－Ir可判断，同样的变化电流，则内阻越大电压变化越大，因此答案为C.题型2 含电容器电路问题的分析例2如图3所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，两平行金属板间有匀强磁场．开关S闭合后，当滑动变阻器滑片位于图示位置时，一带电粒子恰好以速度v匀速穿过两板．若不计重力，以下说法正确的是( )图3A．如果将开关断开，粒子将继续沿直线运动B．保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子可能向上偏转C．保持开关闭合，将滑片P向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出D．保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出审题突破开关断开，电容器两金属板间的场强变化吗？保持开关闭合，a 板下移，电容器两板间的场强怎样变化？解析将开关断开，电容器将通过滑动变阻器放电，a、b板间的场强逐渐减少到零，所以粒子受到的洛伦兹力大于电场力，粒子将发生偏转，A错误．保持开关闭合，将a极板向下移动一点，电容增大，电容器充电，两极板之间电场强度增大，粒子所受电场力增大，粒子可能向上偏转，选项B正确．保持开关闭合，将滑片P向上滑动一点，平行金属板间电压降低，粒子所受电场力小于洛伦兹力．若粒子带负电，粒子将可能从下极板边缘射出，选项C 正确．保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，平行金属板间电压升高，粒子所受电场力大于洛伦兹力．若粒子带正电，粒子将可能从下极板边缘射出，选项D正确．答案BCD以题说法分析含容电路的基本思路首先分析清楚电路的连接方式，必要时画等效电路图，电容器处的电路可看做断路，简化电路时可去掉；其次分析电容器两端的电压与哪部分电路(或电阻)的电压相同；最后弄清楚电容器是充电过程还是放电过程．如图4所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则( )图4A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率逐渐增大答案A解析当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4的阻值在减小，所以回路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律I＝ER＋r得干路的总电流增大，U＝E－Ir，所以电源的路端电压减小，R3上电压减小，质点P受到的电场力减小，所以将向下运动，选项C错误；R3上电压减小，其电流也减小，选项D错误；由干路的总电流增大，通过R3的电流减小可知通过电流表支路的电流增大，选项B错误；又因R4与R2电压之和与R3上电压相等，R3上电压减小，而R2电压增大，故R4电压必减小，所以选项A正确．题型3 交流电的产生和描述例3 (2013·山东·17)图5甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO ′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是 ( ) 图5A ．电流表的示数为10 AB ．线圈转动的角速度为50π rad/sC ．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D ．0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左解析 电流表测量的是电路中电流的有效值I ＝10 A ，选项A 正确．由图象可知，T ＝0.02 s ，所以ω＝2πT＝100π rad/s，选项B 错误．t ＝0.01 s时，电流最大，线圈平面与磁场方向平行，选项C 正确．t ＝0.02 s 时，线圈所处的状态就是图示状况，此时R 中电流的方向自左向右，选项D 错误． 答案 AC以题说法 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．交流电“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．如图6所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程中所产生的正弦交流电的图象如图线b 所示．以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是 ( ) 图6A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先后两次转速之比为3∶2C ．交流电a 的瞬时值为u ＝10sin 5πt VD ．交流电b 电压的最大值为203 V答案 A解析 t ＝0时刻产生的电压为零，穿过线圈的磁通量变化率为零，磁通量最大，选项A 错误．图线a 所示正弦交流电周期为0.4 s ，图线b 所示正弦交流电周期为0.6 s ，根据转速与周期关系可知，线圈先后两次转速之比为3∶2，选项B 正确．交流电a 的瞬时值为u ＝10sin 5πt V ，选项C 正确．由U m ＝NBSω可知交流电b 电压的最大值为203 V ，选项D 正确．此题关于这两个正弦交流电的说法错误的是A.题型4 变压器和远距离输电问题例4 如图7所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变．则下列说法中正确的是( )图7A ．只将S 1从2拨向1时，电流表示数变小B ．只将S 2从4拨向3时，电流表示数变小C ．只将S 3从闭合变为断开，电阻R 2两端电压增大D ．只将变阻器R 3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小解析 只将S 1从2拨向1时，输出电压增大，输出功率增大，原线圈输入电流增大，电流表示数变大，选项A 错误．只将S 2从4拨向3时，输出电压减小，输出功率减小，原线圈输入电流减小，电流表示数变小，选项B 正确．只将S 3从闭合变为断开，电阻R 2两端电压不变，选项C 错误．只将变阻器R 3的滑动触头上移，变压器的输出电流减小，输出功率减小，由变压器功率关系可知其输入功率减小，选项D 正确． 答案 BD以题说法 理想变压器动态分析的两种情况1．负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、功率等随匝数比的变化情况．2．匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、功率等随负载电阻的变化情况．不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、弄清“谁决定谁”的制约关系．对电压而言，输入决定输出；对电流、电功(率)而言，输出决定输入．夏季来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，用户消耗的功率增大．如图8所示，发电厂的输出电压U 1和输电线的电阻、理想变压器均不变，则下列说法正确的是( )图8A ．变压器的输出电压U 2增大，且U 2＞U 1B ．变压器的输出电压U 4增大，且U 4＜U 3C ．输电线损耗的功率占总功率的比例减小D ．输电线损耗的功率增大答案D解析由于发电厂的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器均不变，变压器的输出电压U2不变，选项A错误．大功率电器使用增多，用户消耗的功率增大，输电线电流增大，输电线损耗的功率增大，输电线损失电压增大，变压器的输出电压U4减小，选项B错误，D正确．输电线损耗的功率占总功率的比例增大，选项C错误．12．交变电流的综合问题分析审题示例如图9所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是( )图9A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcos ωtB ．矩形线圈从图示位置经过π2ω时间时，通过电流表的电荷量为0 C．当P位置不动，R增大时，电压表读数也增大D．当P 位置向上移动、R不变时，电流表读数减小审题模板解析计时起点，线圈内的感应电动势为最大值NBSω，所以感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcos ωt，A选项正确．矩形线圈从图示位置经过π2ω时间，线圈磁通量的变化量为ΔΦ＝BS，故通过电流表的电荷量q＝NΔΦR，即不为0，B选项错误．电压表示数是线圈产生的感应电动势的有效值，即总是NBSω2，C选项错误．当P位置向上移动，输出电压升高，R不变时，输出功率增大，电流表读数增大，选项D错误．答案A点睛之笔交变电流的综合问题，涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值的计算，与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等，解答时应注意以下几点：1．分清交流电路“四值”的不同计算方法和物理意义．2．学会将直流电路、闭合电路欧姆定律的知识应用在交流电路中．如图10甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2＝10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12 V的灯泡和风扇电动机，电动机线圈电阻r＝2 Ω.接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，则( )图10A．电阻R两端的电压是10 VB．通过风扇电动机的电流是6 AC．通过灯泡的交流电频率是100 HzD．风扇突然卡住的瞬间，灯泡变暗答案AD解析变压器输入电压220 V，输出电压22 V，灯泡正常发光，风扇正常工作，电阻R两端的电压是22 V－12 V＝10 V，选项A正确．通过风扇电动机的电流一定小于6 A，通过灯泡的交流电频率是50 Hz，选项B、C错误．风扇突然卡住的瞬间，电风扇中电流增大．灯泡中电流减小，灯泡变暗，选项D正确．(限时：40分钟)1．(2013·广东理综·16)如图1，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻R L＝6 Ω，AB端电压u1＝122sin 100πt (V)，下列说法正确的是( )图1A．电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD．变压器输入功率为6 W答案D解析由ω＝2πf＝100π rad/s得：f＝50 Hz，A错．有效值U1＝12 V，又：U2U1＝n2n1得：U2＝6 V，I2＝U2R L＝1 A，B、C错．由能量守恒得P1＝P2＝U2I2＝6 W，D对．2．锂电池因能量高、环保、无污染而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图2所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是( )图2A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为IrU×100%答案AC解析电能转化为化学能的功率为UI－I2r，充电器输出的电功率为UI，选项A正确，B错误．电池产生的热功率为I2r，选项C正确．充电器的充电效率为U－IrU×100%，选项D错误．3．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图3所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I不变，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内( )图3A．升降机可能匀速上升B．升降机一定在匀减速上升C．升降机一定处于失重状态D．通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时大答案C解析发现电流表的示数I不变，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，说明在这段时间内，压敏电阻中电流减小，压敏电阻的阻值增大，通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时小，说明升降机加速度向下，处于失重状态，选项A、B、D错误，C正确．4．如图4所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，原线圈接u1＝2202sin 100πt (V)的交流电，电阻R1＝R2＝25 Ω，D为理想二极管，则( )图4A．电阻R1两端的电压为50 VB．二极管的反向耐压值应大于50 2 VC．原线圈的输入功率为200 WD．通过副线圈的电流为3 A答案ABD解析由已知条件可知，原线圈交流电有效值为200 V，因n1∶n2＝22∶5，所以U1U2＝n1n2，得U2＝50 V，所以选项A正确；当交变电流的方向相反时，有效值仍为U2＝50 V，但二极管的反向耐压值是最大值，所以应大于50 2 V，选项B正确；由有效值的定义可知，通过副线圈的电流为3 A，所以选项D 正确；原线圈的电流为1522A，所以原线圈的输入功率为150 W，故选项C错误．5．如图5所示，A、B极板间存在竖直方向的匀强电场和匀强磁场，一带电微粒在A、B间的水平面内做匀速圆周运动．下列说法正确的是( )图5A．该微粒带正电荷B．仅改变R3阻值，微粒将继续做匀速圆周运动C．仅改变A、B极板之间距离，微粒将继续做匀速圆周运动D．仅改变A、B极板之间正对面积，微粒将不能继续做匀速圆周运动答案B解析带电微粒在A、B间的水平面内做匀速圆周运动．重力与电场力平衡，所受电场力向上，该微粒带负电荷，选项A错误．仅改变R3阻值，微粒将继续做匀速圆周运动，选项B正确．仅改变A、B极板之间距离，由U＝Ed可知，AB之间的电场强度变化，微粒所受电场力变化，微粒将做螺旋运动，选项C错误．仅改变A、B极板之间正对面积，由U＝Ed可知，AB之间的电场强度不变，微粒将继续做匀速圆周运动，选项D错误．6．如图6是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I－R图象．现将甲、乙串联后接入电路中，则( )图6A．甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端的电压小B．甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小C．在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少D．甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小答案C解析现将甲、乙串联后接入电路中，电流相等，甲的电阻大于乙，由电阻定律，R＝ρlS，甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大，选项B错误．由欧姆定律U＝IR可知，甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端的电压大，选项A 错误．由焦耳定律，Q＝I2Rt，在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少，选项C正确．由P＝I2R可知甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率大，选项D错误．7．如图7所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看做是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时(设灯丝电阻不变)，下列说法中正确的是( )图7A．小灯泡L2变暗，V1表的示数变小，V2表的示数变大B．小灯泡L2变亮，V1表的示数变大，V2表的示数变小C．小灯泡L1变亮，V1表的示数变大，V2表的示数变小D．小灯泡L1变暗，V1表的示数变小，V2表的示数变大答案C解析滑动变阻器的滑片向右滑动，它接入电路的电阻增大，其与灯泡L1并联后的电阻变大，电路的总电阻R总增大，由I＝ER总＋r可知，电路的总电流减小；由P＝I2R可知，灯泡L2电功率减小，灯泡变暗；由U＝IR可知，灯泡L2两端电压U2变小，电压表V2示数减小；由U端＝E－Ir可知，路端电压U端增大，因此电压表V1示数增大；灯泡L1两端电压U1＝U端－U2，U端增大，U2变小，所以U1变大，所以L1变亮，C正确．8．某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图8，当线圈以较大的转速n匀速转动时，电压表示数是U1，额定电压为U2的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为P，手摇发电机的线圈电阻为r，则有( )图8A．电流表的示数是PU1B．变压器原、副线圈的匝数比是U2∶U1C．变压器输入电压的瞬时值是u＝U2sin 2πntD．手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是E m＝2U1答案A解析由于是理想变压器，所以原线圈的输入功率P1等于副线圈电路消耗的电功率P，由P＝UI可知，原线圈中电流的有效值，即电流表的示数为I＝PU1，A正确；由变压器电压比公式可知，原、副线圈匝数比n1n2＝U1U2，B错误；由正弦交流电有效值与最大值的关系可知，原线圈输入电压的最大值为2U1，因此，若选线圈过中性面的时刻为计时起点，则输入电压的瞬时值为u＝2 U1sin 2πnt，C错误；由闭合电路欧姆定律知E m＝2PU1·r＋2U1，D错误．9．如图9所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，输出端接一个交流电动机，电动机线圈的电阻为R.将原线圈接在电压为u＝U m sin ωt的正弦交流电源上，电动机的输入功率为P0，电动机带动半径为r的转轮以角速度ω匀速转动，将质量为m的物体匀速提升，若不计电动机的机械损耗，则以下判断正确的是( )图9A．物体上升的速度v＝rωB．变压器的输入功率为kP0C．原线圈中的电流有效值为2P0U mD．电动机的输出功率为P0－U2m2k2R答案AC解析 物体上升的速度等于轮边缘的线速度，为v ＝rω，A 正确；由能量守恒定律可知，变压器的输入功率等于电动机的输入功率P 0，电动机的输出功率为P 出＝mgv ＝mgrω，B 、D 错误；由P ＝UI 及U ＝U m2可知，原线圈中的电流有效值为I ＝2P 0U m，C 正确．10．如图10所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，下列说法正确的是 ( ) 图10A ．转过π6时，线框中的电流方向为abcdaB ．线框中感应电流的有效值为2BSω2RC ．从中性面开始转过π2的过程中，通过线框横截面的电荷量为BSRD ．线框转一周的过程中，产生的热量为2πωB 2S2R答案 BC解析 由楞次定律和右手定则可知，转过π6时，线框中的电流方向为adcba ，A 错误；线框中感应电流的最大值为I m ＝BSωR，由于线框中的感应电流是正弦交流电，其电流有效值为I ＝I m2＝2BSω2R ，B 正确；由q ＝ΔΦR 可知，从中性面开始转过π2的过程中，通过线框横截面的电荷量为q ＝BSR ，C 正确；线框转一周的过程中，产生的热量等于感应电流做的功，因此Q ＝W ＝I 2R ·2πω＝πωB 2S 2R，D 错误．11．如图11甲所示，M 是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶1，a 、b 端接有正弦交变电流，电压随时间的变化规律如图乙所示．变压器右侧部分为一火警电路原理图，其中R 2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，R 1为一定值电阻，电压表和电流表可视为理想电表．下列说法中正确的是( ) 图11A ．变压器副线圈的输出电压的表达式为u ＝202sin 100πt (V)B ．当传感器R 2所在处未出现火警时，电压表的示数为20 VC ．当传感器R 2所在处出现火警时，电压表的示数减小D ．当传感器R 2所在处出现火警时，电流表的示数减小 答案 AC解析 由输入的交流电的电压随时间的变化规律图象可知，交流电的周期为T ＝0.02 s ，最大值为U m ＝220 2 V ，则产生交流电的线圈的旋转角速度为ω＝2πT＝100π rad/s，由理想变压器电压比公式可知，输出电压的最大值为U m ′＝20 2 V ，则输出电压的表达式为u ＝202sin 100πt (V)，A 正确；输出电压的有效值为U 2＝U m ′2＝20 V ，由于输入电压不变，则输出电压U 2不变，因为R 1与R 2串联，则R 2分得的电压一定小于20 V ，即的示数一定小于20 V ，B 错误；当R 2所在处出现火警时，R 2减小，由闭合电路欧姆定律可知，R 2分得的电压减小，因此电压表的示数减小，C 正确；由于输出端的电阻减小，输出端的电流增大，由电流比公式可知，输入电流增大，电流表示数变大，D 错误．12．如图12甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻R T (阻值随温度的升高而减小)及器P(有内阻)组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时器P 将发出警报声．则以下判断正确的是 ( ) 甲 乙图12A ．变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u ＝92sin 100πt (V)B ．电压表示数为9 VC ．R T 处温度升高到一定值时，器P 将会发出警报声D ．R T 处温度升高时，变压器的输入功率变小答案 AC解析 由变压器电压比公式得，变压器副线圈输出电压为9 V ，副线圈中交流电压的瞬时表达式u ＝92sin 100πt (V)，选项A 正确．电压表示数小于9 V ，选项B 错误．R T 处温度升高到一定值时，热敏电阻R T 减小到一定值，回路中电流增加到一定值时器P 将会发出警报声，选项C 正确．R T 处温度升高时，变压器的输出电流增大，变压器的输入功率增大，选项D 错误.。