直流电路与交流电路的分析与计算-Word版含解析
热点专题9：直流电路与交流电路的分析与计算
热点专题9直流电路与交流电路的分析与计算1．装饰用的彩灯，串成一串串，接在220V电源上，观察灯的结构发现，每个灯的灯丝(R1)引线上方绕有金属电阻丝(R2)，如图所示；即使R1断了，R2仍能导电．根据工作特性，下面说法正确的是(不考虑电阻随温度的变化)()A．当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯仍发光B．当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将熄灭C．当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将变亮D．当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将变暗解析：根据题意，由于R1断了，R2仍能导电，所以当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯仍发光，选项A正确、B错误；电阻并联的数目越少，总电阻值越大，因此其中一个或几个灯的灯丝断了，电路的总电阻增大，电流减小，根据P＝I2R可知其余的灯将变暗，选项C错误、D正确．答案：AD2．(2011·北京理综)如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )A ．电压表与电流表的示数都减小B ．电压表与电流表的示数都增大C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大解析：变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中，外电阻减小，由I ＝E r ＋R 外，电路总电流增大，由U 内＝Ir ，U 内增大，U 外减小，所以电压表示数减小；U 1＝IR 1也变大，所以U 2减小，I A ＝U 2R 2也减小，电流表示数减小，A 项正确．答案：A3．(2011·重庆理综)在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示．电源内阻不计，导线连接良好，若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S ，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：a ．电珠L 不亮，电流表示数几乎为零b ．电珠L 亮度增加，电流表示数增大c．电珠L开始不亮，后来忽然发光，电流表从示数不为零到线圈烧断d．电珠L不亮，电流表从示数增大到线圈烧断与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为()A．③①②④B．③④②①C．③①④②D．②①④③解析：该题考查了闭合电路的连接及动态变化问题．①电路中，随触头向右移动，电流增大，电珠变亮，对应b现象．②电路中随电阻的减小，电流增大直到烧断，然后电珠忽然变亮，对应c现象．③电路中电压表与灯泡串联，电流很小，灯泡不亮，对应a现象．④电路中由于电压表与灯泡相串联，灯泡几乎不亮，但电流表的电流一直增大，直至烧断，对应d现象．因此A选项正确．答案：A4.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为( )A.34、14B.13、23C.12、12D.23、13解析：电源效率η＝U E ，其中E 为电源的电动势，根据图像可知U a ＝23E ，U b ＝13E ，所以选项D 正确． 答案：D5.(2011·浙江理综)如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0VB ．9.0VC ．12.7VD ．144.0V解析：本题考查法拉第电磁感应定律及变压器知识．由U 1＝n 1ΔΦ1Δt ，U 2＝n 2ΔΦ2Δt 以及ΔΦ1>ΔΦ2得U 1n 1>U 2n 2，即U 2<n 2n 1U 1，而n 2n 1U 1＝9.0V ，故U 2<9.0V ，选A.答案：A6．(2011·全国课标)如图所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V ，额定功率为22W ；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )A ．U ＝110V ，I ＝0.2AB ．U ＝110V ，I ＝0.05AC ．U ＝1102V ，I ＝0.2AD ．U ＝1102V ，I ＝0.22A解析：本题考查了变压器的工作规律，U 1U 2＝n 1n 2，U 1＝n 1n 2U 2＝12×220V ＝110V ．由P 1＝P 2得，U 1I 1＝22W ，I 1＝22110A ＝0.2A ，A 选项正确．答案：A7.如图所示，一理想变压器原线圈匝数为n 1＝1000匝，副线圈匝数为n 2＝200匝，将原线圈接在u ＝2002sin120πt (V)的交流电压上，电阻R ＝100Ω，电流表A 为理想电表．下列推断正确的是( )A ．交流电的频率为500 HzB ．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.22Wb/sC ．电流表A 的示数为0.42AD ．变压器的输入功率是16W解析：因为u ＝2002sin120πt (V)，ω＝120π，又ω＝2πf ，解出f ＝60 Hz ，故A 错误；原线圈E m ＝2002V ，E m ＝n 1ΔΦΔt ，故磁通量的最大变化率ΔΦΔt ＝0.22Wb/s ，故B 对；副线圈两端电压的最大值n 2ΔΦΔt ＝402V ，故有效值为40V ，电流表A 的示数为I ＝U R ＝0.4A ，故C 错；变压器的输入功率等于输出功率P ＝I 2R ＝16W ，故D 正确．答案：BD8．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为，原线圈接图乙所示的正弦式交变电流，副线圈与理想电压表、理想电流表、光敏电阻R (阻值随光照强度的增大而减小)及灯泡组成闭合电路．接通电源后，随着光敏电阻受灯泡发出光的照射，以下判断正确的是( )A．电压表的示数保持22V不变B．电流表的示数变小C．通过光敏电阻的电流每秒钟方向改变50次D．变压器的输入功率变大解析：由图乙可知，原线圈接的正弦式交变电流电压的最大值为310V，故有效值为220V．考虑到原副线圈的匝数比为10：1，故电压表的示数应保持22V不变，A正确；光敏电阻随光照强度的增大，阻值R减小，因此总电阻减少，故电流表的示数变大，B错误；由图乙可知，交变电流的周期T＝0.02 s，故频率f＝50 Hz，因此通过光敏电阻的电流每秒钟方向改变100次，C错；电流表的示数变大，则变压器的输入电流变大，又变压器的输入电压不变，故其输入功率变大，D正确．答案：AD9．如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1＝1000匝，副线圈匝数为n2＝200匝，电阻R＝8.8Ω，原线圈接入一电压u＝2202 sin100πt(V)的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则()A ．副线圈交变电流的频率是100 HzB. t ＝1 s 的时刻，电压表的示数为0C ．变压器的输入电功率为220WD ．电流表的示数为10A解析：由题意知ω＝100π，故f ＝12πω＝50 Hz ，选项A 错误；电压表、电流表的示数均为有效值，电压表示数为U 2＝n 2n 1U 1＝44V ，选项B 错误；对理想变压器有I 1I 2＝n 2n 1，得I 1＝n 2n 1I 2＝n 2U 2n 1R＝1A ，P 1＝P 2＝U 2I 2＝220W ，所以C 选项正确、D 选项错误．答案：C10．直流电源的电动势为E 、内电阻为r ，用它给直流电动机供电使之工作．电动机的线圈电阻是R ，电动机两端的电压为U ，通过电动机的电流为I ，导线电阻不计，若经过时间t ，则( )A ．电流在整个电路中做的功等于I 2(R ＋r )tB ．电动机输出的机械能等于[E －I (R ＋r )]ItC ．电动机输出的机械能等于UItD ．电流在整个电路中做的功等于(E －Ir )It解析：不是纯电阻电路，故A 错误；电动机输出的机械能等于IUt－I2Rt＝[E－I(R＋r)]It，故B对、C错；电流在整个电路中做的功等于IEt，故D错误．答案：B11.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2、R3的阻值都相同，若将开关S1由位置1切换到位置2，则()A．电源的效率变小B．电源内部消耗的功率变小C．电阻R2两端的电压变小D．电压表的示数变小解析：将开关S1由位置1切换到位置2，外电阻变小，则电源的效率变小，A正确；外电阻变小，则总电流变大，电源内部消耗的功率变大，B错误；总电流变大，则电阻R2两端的电压变大，C错；总电流变大，路端电压即电压表的示数变小，D正确．答案：AD12．一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2＝2：1，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t变化的规律如图所示，副线圈接一个R＝10Ω的电阻，则()A ．电阻R 两端电压的有效值为502VB ．电阻R 中电流的频率为0.25 HzC. 1分钟内电阻R 产生的热量为1.5×103JD ．变压器的输入功率为250W解析：由图像，输入电压的最大值1002V ，原、副线圈匝数比n 1：n 2＝2：1，故输出电压的最大值502V ，有效值为50V ，故A 错误；由图像，周期T ＝4×10－2 s ，故频率为25 Hz ，故B 错误；Q ＝I 2Rt ＝U 2t R ＝1.5×104J ，故C 错；变压器的输入功率等于输出功率P ＝U 2R ＝250W ，故D 正确．答案：D13．(2011·江苏)如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u －t 图象如图乙所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；(2)求只在ce 间接400Ω电阻时，原线圈中的电流I 1；(3)求ce 和de 间线圈的匝数比n ce n de.解析：(1)由题图知ω＝200π rad/s ，电压瞬时值U ab ＝400sin200πt (V)．(2)电压有效值U 1＝2002V ，理想变压器P 1＝P 2，原线圈中的电流I 1＝P 1U 1， 解得I 1≈0.28A ⎝ ⎛⎭⎪⎫或25 A . (3)设ab 间匝数为n 1，U 1n 1＝U ce n ce， 同理U 1n 1＝U de n de， 由题意知U 2ce R ce ＝U 2de R de， 解得n ce n de ＝ R ce R de ，代入数据得n ce n de＝43. 答案：(1)400sin200πt (2)0.28A (3)4314．如图所示，MN 、PQ 是两条水平平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻R ＝100Ω组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n 1：n 2＝1：10，导轨宽L ＝5m ．质量m ＝2kg 、电阻r ＝1Ω的导体棒ab 垂直MN 、PQ 放在导轨上，在水平外力F 作用下从t ＝0时刻开始在图示的两虚线范围内往复运动，其速度随时间变化的规律是v ＝2sin20πt m/s.垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度B ＝4 T ．导轨、导线和线圈电阻不计．求：(1)从t ＝0到t 1＝10s 的时间内，电阻R 上产生的热量是多少？(2)从t ＝0到t 2＝0.025s 的时间内，外力F 所做的功是多少？ 解析：(1)ab 棒产生的是交流，其电动势为e ＝BL v ＝40sin20πt VE ＝402V ＝202V 设原线圈上电压为U 1，电流为I 1，副线圈上电压为U 2，电流为I 2，则I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1U 2＝I 2R ＝n 1n 2I 1R E ＝U 1＋I 1r ＝n 1n 2U 2＋I 1r ＝n 1n 2·n 1n 2I 1R ＋I 1r 解得：I 1＝102AI 2＝2A则电阻R 上产生的热量Q ＝I 22Rt 1＝(2)2×100×10J ＝2000J.(2)从t ＝0到t 2＝0.025 s ，经历了四分之一个周期，设在这段时间内电阻r 和R 上产生的热量分别是Q 1和Q 2，t 2＝0.025 s 时刻，ab 棒速度为v 2，则Q 1＝I 21rt 2＝(102)2×1×0.025J ＝5JQ 2＝I 22Rt 2＝(2)2×100×0.025J ＝5Jv 2＝2sin(20π×0.025)m/s ＝2m/s由能量的转化与守恒，外力F 所做的功W ＝Q 1＋Q 2＋12m v 22＝14J. 答案：(1)2000J (2)14J。
直流电路与交流电路的分析与计算
C．L1中电流的变化值大 于L3中电流的变化值
图612
D．L1上电压的变化值小于L2上电压的
【解析】当触头P向右移动时，电阻R变大，总
电阻变大，总电流变小，所以灯L1变暗；内阻、 R0与L1上电压变小，所以最终L2两端的电压变大， L2变亮；由于L2中电流变大，总电流减小，所以 L3中电流减小，灯泡L3变暗，L2中电流变大，L3 中电流减小，总的变化是相抵的效果，合起来
才是灯L1中电流的变化，所以L3中电流的变化更 大一些，灯L1上的电压与R0及内电压变化的总和 才等于L2上电压的变化． 【答案】AD
【同类变式】(2011·海南卷)如图613，E为内阻不能忽 略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与 A 分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S 断开，则( ) C A．V 的读数变大，A 的读数变小 B．V 的读数变大，A 的读数变大 C．V 的读数变小，A 的读数变小 D．V 的读数变小，A 的读数变大
计算通 过导体 的电荷
量q
通过导体产 生的热量、 电功以及确 定熔丝的熔
断电流
4.变压器和远距离输电 (1)变压器原、副线圈基本量的关系
功率关系 电压关系
P1=P2
U1 n1 ，与负载、副线圈的个数
U 2 n2
多少无关
电流关系
(1)只有一个副线圈：II12
n2 n1
(2)多个副线圈： I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn
4 电源的功率与效率
①电源的功率P：也称为电源的总功率，是电 源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：
P IE. ②电源内阻消耗功率P内：是电源内阻的热功率，
也称为电源的损耗功率，计算式为：P内 I 2r. ③电源的输出功率P外：外电路上消耗的功率，计
专题14 直流电路与交流电路(解析版)(电磁学部分)
专题04 直流电路与交流电路考点1 直流电路的动态分析知识储备：1．明确1个定律、2个关系 (1)闭合电路的欧姆定律：I ＝ER ＋r .(2)路端电压与电流的关系：U ＝E －Ir . (3)路端电压与负载的关系U ＝IR ＝R R ＋rE ＝11＋r R E ，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小．2．明确引起电路动态变化的原因(1)滑动变阻器、热敏电阻或光敏电阻的阻值变化． (2)某支路开关闭合或断开．【典例1】（2020·广西南宁·期中）如图所示，是将滑动变阻器作分压器使用的电路，A 、B 为分压器的输出端，若把变阻器的滑动片放在变阻器中央，下列判断正确的是（ ）A ．空载时输出电压为2CDAB U U =B ．当接上负载R 时输出电压2CDAB U U < C ．负载R 越大，AB U 越接近CD U D ．负载R 越小，AB U 越接近CD U 【答案】ABC 【解析】A ．空载时，由于滑动片放在变阻器中央，两部分电阻相等，根据串并联规律可知12AB CD U U =故A 正确；B ．由于下半电阻与电阻R 并联的总电阻小于下半电阻，根据串并联规律可知12AB CD U U <故B 正确；C ．负载电阻越大时，下半电阻与R 的并联电阻越接近于下半电阻，同时也越接近滑动变阻器的总阻值，根据串并联规律可知，AB U 越接近CD U ，故C 正确；D ．根据C 选项分析可知，负载R 越小时，下半电阻与R 的并联电阻与下半电阻相差越大，同时也越远离滑动变阻器的总阻值，AB U 与CD U 相差就越大，所以D 错误。
故选ABC ．考点2 交变电流的产生及描述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．正弦式交流电的“四值”的应用(以电动势为例)注意：(1)只有正弦交流电最大值与有效值间才有2倍关系． (2)计算电热时只能用有效值，不可用平均值． (3)计算电荷量时应该用平均值．【典例2】（2020·广西高三月考）如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为10:1，原线圈与一可变电阻和理想电流表串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为0R ，负载电阻的阻值011R R =，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为05R R =，调节滑动变阻器保持理想电流表的读数不变，此时电压表的读数为5.0V ，则（ ）A ．此时原线圈两端电压的最大值约为60VB ．此时原线圈两端电压的最大值约为85VC ．原线圈两端原来的电压有效值为110VD ．原线圈两端原来的电压有效值为120V 【答案】BD 【解析】AB .当负载电阻05R R =时，副线圈两端电压2=5V 1V 6V U +=跟据1122U n U n = 得原线圈两端电压160V U =因为理想电表显示的是有效值，所以最大值为85V ≈ ，故A 错误，B 正确；CD .由于两次电流表示数相同，匝数比相同，可知两次副线圈中电流相同，当负载为011R R =时副线圈总电阻是05R R =时的2倍，故电压也是2倍为120V ，故C 错误故，D 正确。
2024高考物理复习重难点解析—直流电路和交流电路(全国通用)
2024高考物理复习重难点解析—直流电路和交流电路（全国通用）这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是闭合电路欧姆定律、焦耳定律、变压器的原理的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核.例题1. 电路如图所示，电源内阻为r ，L 1、L 2、L 3为相同规格小灯泡，当滑动变阻器R 的滑片向右滑动时（ ）A ．小灯泡L 1比L 2亮，L 2比L 3亮B ．电源内阻损耗功率增加C ．电源效率降低D ．灯泡L 2变暗【答案】D 【解析】A ．由于123I I I =+则灯泡L 1中的电流大于灯泡L 2中的电流，小灯泡L 1比L 2亮。
由于灯泡L 2支路的总电阻大于灯泡L 3支路的电阻，则灯泡L 2支路的电流小于灯泡L 3支路的电流，即L 2比L 3暗，A 错误；B ．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，干路电流减小，根据2P I r =可知，电源内阻损耗功率减小，B 错误；C ．根据()221=1I R r IRr R η=++外外外可知，滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，外电阻增大，电源效率增大，C 错误；D ．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，根据“串反并同”可知，灯泡L 2中的电流减小，则灯泡L 2变暗，D 正确。
故选D 。
例题2.（多选） 如图为某地铁系统供电的变电站示意图，理想变压器原线圈两端连接有效值为36kV 的交流电源，两副线圈分别连接牵引电机和照明系统。
已知两副线圈匝数分别为2n 和3n ，牵引电机的额定电压为1500V ，额定功率为180kW ，照明系统的额定电压为220V ，闭合开关S ，牵引电机和照明系统均能正常工作。
则（ ）A ．23::7511n n =B ．牵引电机的内阻为12.5ΩC ．S 断开后，原线圈电流为5AD ．S 断开前后，原线圈电流不变【答案】AC 【解析】A ．根据223315007522011n U n U === A 选项正确；B ．若对于求纯电阻用电器223150012.518010U R P ==Ω=Ω⨯额额因电动机是非纯电阻用电器，故内阻不等于12.5Ω，故B 选项错误； C ．S 断开，由原线圈输入功率与副线圈输出功率相等，即11222180kW I U I U P ===可得3213118010A 5A 3610P I U ⨯===⨯C 选项正确；D ．S 断开后，减少了照明系统消耗的电功率，原线圈的输入功率也要减少，而原线圈两端电源电压136kV U =不变，故原线圈电流1I 应变小，D 选项错误。
直流电路和交流电路
直流电路和交流电路1. 直流电路1.1 基本概念直流电路（Direct Current, DC）是指电流方向始终保持不变的电路。
在直流电路中，电压和电流的波形都是常数或周期性变化，但变化的速度远低于人类所能感知的范围。
1.2 组成元件直流电路主要由以下几种元件组成：•电源：提供电能的装置，如干电池、锂电池、直流发电机等。
•负载：消耗电能的装置，如电灯、电动机、电阻等。
•导线：连接电源和负载，传输电能。
•开关：控制电路通断的装置。
1.3 基本分析方法1.基尔霍夫电压定律（KVL）：电路中任意时刻，沿任意闭合回路电压降之和等于该回路电源电压之和。
2.基尔霍夫电流定律（KCL）：电路中任意时刻，流入某一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
3.欧姆定律：在电路中，电流强度 I 与两端电压 V 成正比，与电路电阻R 成反比，即 I = V/R。
1.4 直流电路的类型1.串联电路：电路中各元件依次连接，电流在各个元件中相同，电压分配。
2.并联电路：电路中各元件并行连接，电压在各个元件中相同，电流分配。
3.混联电路：电路中同时存在串联和并联连接。
2. 交流电路2.1 基本概念交流电路（Alternating Current, AC）是指电流方向和大小都随时间变化的电路。
在交流电路中，电压和电流的波形通常是正弦波形，频率一般在50Hz左右。
2.2 组成元件交流电路主要由以下几种元件组成：•电源：提供电能的装置，如交流发电机、变压器等。
•负载：消耗电能的装置，如电灯、电动机、电阻等。
•导线：连接电源和负载，传输电能。
•开关：控制电路通断的装置。
2.3 基本分析方法1.麦克斯韦方程组：描述电磁场的基本方程，包括法拉第电磁感应定律、安培环路定律和戈尔登定律。
2.欧姆定律：在交流电路中，电流强度 I 与两端电压 V 的相位差θ 和电路阻抗 Z 成正比，即I = V/Z * cosθ。
3.阻抗分析：交流电路中的阻抗包括电阻、电感和电容三种成分，可用复数表示。
直流与交流电路(解析版)
构建知识网络：考情分析：本专题包含直流电路的动态分析、电路故障的分析和判断、直流电路中能量转化、交变电流的产生与描述、变压器的规律及远距离输电等知识点，是高考命题的热点，特别是交变电流有效值的计算、变压器的动态分析、电路知识与电磁感应的综合应用等年年是高考的座上宾。
从高考的考查重点不难看出，掌握电路的基本结构和基本规律是获得高分的关键。
重点知识梳理： 一、闭合电路的欧姆定律 1．公式：I ＝ER ＋r2．路端电压与电流的关系：U ＝E －Ir .3．路端电压与负载的关系：U ＝IR ＝R R ＋rE ＝11＋r R E ，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小．二、纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率 1.纯电阻电路：电功全部转化为电热，有2.非纯电阻电路：电功大于电热，计算电功、电功率用，计算电热、热功率二、交流电的“四值”最大值⇒E m ＝nBSω计算电容器的耐压值瞬时值⇒e ＝E m sin ωt 计算闪光电器的闪光时间等正弦交流电的有效值⇒E ＝E m2⇒电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流平均值⇒E ＝n ΔΦΔt ⇒计算通过导体的电荷量三、变压器和远距离输电 1．理想变压器的基本关系基本 关系功率关系P 入＝P 出电压关系 U 1U 2＝n 1n 2，与负载、副线圈的个数无关 电流关系 只有一个副线圈：I 1I 2＝n 2n 1频率关系f 1＝f 22.为减小远距离输电的功率损失和电压损失，远距离输电采用高压输电. 【名师提醒】1.明确1个定律、2个关系 (1)闭合电路的欧姆定律：I ＝ER ＋r .(2)路端电压与电流的关系：U ＝E －Ir . (3)路端电压与负载的关系U ＝IR ＝R R ＋rE ＝11＋r R E ，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小.2.直流电路动态分析的3种常用方法 方法1：程序法 R 局——→增大减小I 总＝ER ＋r——→减小增大U 内＝I 总r ——→减小增大U 外＝E －U 内——→增大减小确定U 支、I 支方法2：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).方法3：极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动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.3.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. 学科@网 4.交变电流“四值”的应用(1)最大值：E m ＝nBSω，分析电容器的耐压值；(2)瞬时值：E ＝E m sin ωt (由中性面开始计时)，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：E ＝n ΔΦΔt ，计算通过电路截面的电荷量.5.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.若n 1＞n 2，为降压变压器；若n 1＜n 2，为升压变压器. (3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1；有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋……＋U n I n . 2.原、副线圈中各量的因果关系 (1)电压关系：U 1决定U 2. (2)电流关系：I 2决定I 1. (3)功率关系：P 出决定P 入. 3.输电过程的电压关系4.输电过程功率的关系典型例题剖析：考点一：直流电路的动态分析【典型例题1】在如图所示的电路中，E为电源，电源内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，为理想电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片向上移动，则()A.电压表的示数变大B.小灯泡消耗的功率变小C.通过R2的电流变小D.电源的内耗电压变大【答案】B【解析】将滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流减小，故R1两端的电压减小，并联部分电压增大，通过R2的电流变大，A、C错误；由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由P＝I2R可知，小灯泡消耗的功率变小，B正确；因电路中电流减小，故电源的内耗电压减小，D错误。
重难点12 直流电路和交流电路(解析版)-高考物理重点难点热点专题汇总
1.命题情境源自生产生活中的与直流电路和交流电路的相关的情境或科学探究情境，解题时能从具体情境中抽象出物理模型，正确应用电阻定律、欧姆定律、焦耳定律、闭合电路欧姆定律、交变电流的瞬时值、有效值、变压器工作原理、远距离输电等知识解决物理实际问题。
2.命题中还经常出现含电动机和电解槽的非纯电阻电路，电流、电压关系、输出功率和消耗的电功率的关系。
3.命题中还经常出现电源消耗的总功率、内部消耗的功率，直流电路和交流电路动态分析问题。
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＝U 2R＝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＝EI .②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，电容器的击穿电压指最大值．(2)瞬时值(从中性面开始计时)e ＝NBSωsin ωt .(3)有效值：正弦式交流电的有效值E ＝E m2；非正弦式交流电的有效值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：U1U2＝n1 n2 .(3)电流关系：只有一个副线圈时I1I2＝n2 n1 .5．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、电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、电功率等随负载电阻的变化情况．6．理想变压器问题分析技巧(1)根据题意分清变量和不变量；(2)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．7．远距离输电问题的解题关键(1)整个输电线路由三个回路组成，回路间通过变压器建立联系．(2)关键是通过分析，利用题目条件，首先求出中间回路的电流．（建议用时：30分钟）A．电流表的示数逐渐减小B．当滑片P位于ab中点时，电压表读数为2.5VC．要求相同时间内滑动变阻器R产热量最多，应将滑片P置于b端D．保险丝即将熔断时，原线圈消耗功率为52W【答案】BA ．10k ，1910a R k -B ．10k C ．10k ，1910a R k -D ．10k 【答案】A【解析】ABCD.设通过电流表的电流为I ，干路电流为I I =总A ．电压表V 1示数增大，电流表AB ．电压表V 2示数减小，电流表AC ．132I I I ∆=∆-∆D ．1211U U I I ∆∆>∆∆【答案】BC【解析】AB ．滑片P 向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中总电阻减小，干路电流增大，即电流表A 1示数增大，路端电压减小，电压表即电压表V 2示数减小，通过电阻R 2的电流减小，即电流表电流之和，所以电流表A 3示数增大，C ．由于电流表A 1示数增大，A 2示数减小，D ．由闭合电路欧姆定律可得11U r I ∆=∆故选BC 。
交流电路和直流电路的区别及理解
交流电路和直流电路的区别及理解1. 基础知识普及交流电路和直流电路就像是电的“兄弟”，一个稳重，一个活泼。
首先，直流电（DC）就是那种你能感觉到的，像是你手机里的电池，电流是单方向流动的，就好像小河流淌，始终朝着一个方向走。
而交流电（AC）呢，就像是一场摇滚音乐会，电流的方向和大小都在不停地变化，能量的波动就像舞动的乐曲，时而高亢，时而低沉。
1.1 直流电的特点直流电简单易懂，电压也比较稳定。
比如，你手机充电时用的就是直流电，这样电能比较容易被储存和控制，像个稳重的老头子，不会让你意外掉链子。
1.2 交流电的特点交流电则更为复杂和灵活，家里的插座一般都用的是交流电，电流每秒会改变方向六十次，像是跳着不停的舞，给我们的生活带来了方便。
电灯、冰箱、电视机都是依靠这个“摇摆”的电流在运转。
2. 应用场景不同的电流在生活中各自发挥着重要作用，简直是各显神通。
2.1 直流电的应用直流电在小型电子设备中占据了大头，比如玩具车、手电筒，甚至是电动车。
想象一下，如果你有一辆电动车，直流电就像是那位总是按部就班的司机，确保你在路上安全无虞。
而且，直流电在某些电化学反应中也非常重要，简直是化学反应的小能手。
2.2 交流电的应用至于交流电，它的用途可就多了。
家里的大多数电器，像冰箱、洗衣机、空调，全都是依赖交流电的。
交流电的强大之处在于它可以很方便地通过变压器调整电压，这样就能远距离传输，简直像是电的快递员，把电能从发电厂送到每个角落，方便又省事。
3. 优缺点对比那么，直流电和交流电各有什么优缺点呢？3.1 直流电的优缺点直流电的优点是稳定、简单，易于储存和管理。
可一旦出现问题，比如电池没电了，那可就真是“叫天天不应，叫地地不灵”了。
直流电在长距离传输时会损耗很多，简直是“蜀道难，难于上青天”。
3.2 交流电的优缺点而交流电虽然灵活，但它的变化也带来了复杂性，有时可能会产生电磁干扰。
比如，你的音响如果放得太大声，可能会产生噪音，简直像是吵闹的邻居，让人心烦意乱。
第1讲 直流电路与交流电路的分析
4
核心要点提炼
高考热点突破
核心素养提升
@《创新设计》
直流电路的分析与计算 直流电路的动态分析 【典例1】 (2019·浙江教育绿色评价联盟适应性考试)如图1所示，电源的电动势 为E、内阻为r，定值电阻R的阻值也为r，滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动 变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法正确的是( )
A.电压表示数为62 V C.排气扇输出功率为43 W
19
图7 B.变压器的输入功率为186 W D.保险丝熔断电流不得低于2 A
核心要点提炼
高考热点突破
核心素养提升
@《创新设计》
解析 原线圈输入电压最大值为 Um＝311 V，原线圈输入电压为 U1＝220 V，根据 变压器变压公式，U1∶U2＝5∶1，可知副线圈输出电压 U2＝44 V，选项 A 错误； 变压器的输出功率为 P 出＝U2I＝44×2 W＝88 W，根据变压器输入功率等于输出 功率，可知变压器输入功率为 P 入＝88 W，选项 B 错误；由 P 出＝P 灯＋P 扇＝44 W ＋P 扇＝88 W 可知，P 扇＝44 W。照明灯中电流 I 灯＝PU灯2＝1 A，排气扇中电流 I 扇＝ I－I 灯＝1 A，排气扇内阻发热功率为 P 热＝I2扇r＝1 W，由 P 扇＝P 热＋P 出可得排气扇 输出功率为 P 出＝43 W，选项 C 正确；由 P 入＝U1I1，解得保险丝中电流 I1＝0.4 A， 即保险丝熔断电流不得低于 0.4 A，选项 D 错误。
10
核心要点提炼
高考热点突破
核心素养提升
@《创新设计》
解析 当电位器的触头向b端滑动时，电路的总电阻增大，干路电流减小，所以 内电压减小，路端电压增大，所以R1两端的电压增大，流过R1的电流变大，电 流表示数变大；因为干路电流减小，则通过L1的电流变小，L1变暗，L1两端电 压减小，路端电压增大，所以电位器两端电压增大，L2中电流增大，所以L2变 亮，电容器两端的电压变大，根据Q＝CU知电容器带电荷量增大，故选项A、B、 C错误，D正确。 答案 D
第1讲 直流电路与交流电路的分析
电阻减小，则总电阻也减小，而电源输出电流不变，由欧姆定律可知，并联部分
电压减小，所以R2上的电压变小，R2是定值电阻，所以通过R2的电流减小，总电 流不变，则通过R1电流增大，所以R1的电压变大，则R0上的电压变小，故选项A 正确，B、C错误；R1的电压变大，R0上的电压变小，R1和R0的电压之和减小，则 R1上电压变化量小于R0上的电压变化量，选项D错误。 答案 A
解析 闭合开关 S，副线圈回路电阻变小，电流变大，滑动变阻器上的分压增大， 并联部分的电压变小，灯泡 A 变暗，选项 A 错误；开关 K 接 b，输入端线圈匝数 减小，则根据UU12＝nn12可知，副线圈两端的电压增大，灯泡 A 中电流增大，灯泡 A 变亮，选项 B 正确；把滑动变阻器滑片向左移动，副线圈回路总电阻变大，总电 流变小，灯泡 A 两端的电压变小，灯泡 A 变暗，选项 C 错误；把滑动变阻器滑片 向右移动，副线圈回路总电阻变小，总电流变大，灯泡 A 两端的电压变大，灯泡 A 变亮，选项 D 正确。 答案 BD
图11
B.线框的感应电动势有效值为
2πΦm T
C.线框转一周外力所做的功为2πR2TΦ2m
D.从 t＝0 到 t＝T4过程中线框的平均感应电动势为πΦTm
3
2
C.5
D.3
解析 断开 S 和闭合 S 后等效电路分别如图甲、乙所示。根据串联电路的电压与 电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压 U1＝15E，U2＝13E，C 所带的 电荷量 Q＝CU，则 Q1∶Q2＝3∶5，选项 C 正确。
答案 C
考向三 闭合电路中的能量问题
【典例3】 (2019·辽宁沈阳市一模)某同学将一闭合电路电源的总
选项A正确。
答案 A
3.(2019·4 月浙江选考，8)电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠
直流电路和交流电路的分析
直流电路和交流电路的分析直流电路是指电流方向始终保持不变的电路。
在直流电路中，电流从正极流向负极，电流大小随着电压和电阻的变化而改变。
而交流电路则是电流方向周期性地改变的电路。
交流电路中的电流随着时间的变化而变化，产生周期性的正负摆动。
一、直流电路分析在直流电路分析中，我们通常使用基尔霍夫定律和欧姆定律来计算电流和电压。
基尔霍夫定律可以总结为两个原则：节点电流定律和环路电压定律。
1. 节点电流定律节点电流定律指出，在任何一个节点处，流入节点的电流等于流出节点的电流之和。
根据节点电流定律，我们可以根据电路图来建立方程组，通过求解方程组来计算电流值。
2. 环路电压定律环路电压定律指出，在任何一个闭合回路中，电压源的代数和等于电阻元件的代数和。
根据环路电压定律，我们可以通过沿着任意一条闭合回路进行电压计算。
通过电阻的欧姆定律，我们可以根据电压和电阻的关系来计算电流值。
二、交流电路分析在交流电路分析中，我们需要考虑频率和相位的影响。
交流电路中的电流和电压随着时间的变化而变化，可以表示为正弦波。
因此，我们需要使用复数形式的分析方法，例如复数阻抗和相量表示法。
1. 复数阻抗复数阻抗是描述交流电路中电阻、电感和电容元件的特性的一种方法。
电阻的复数阻抗等于其本身，电感的复数阻抗与频率有关，电容的复数阻抗与频率的倒数有关。
通过计算复数阻抗，我们可以得到交流电路的总阻抗，从而计算电流和电压。
2. 相量表示法相量表示法是一种将交流电路中的电流和电压表示为幅值和相位角的方法。
相量表示法可以方便地进行计算和分析，特别适用于频率和相位的变化。
通过将交流电路中的电流和电压表示为相量，我们可以使用简单的代数运算来计算电流和电压的值。
总结：直流电路和交流电路是电路学习中的重要内容，通过基尔霍夫定律、欧姆定律、复数阻抗和相量表示法等方法，可以对电流和电压进行准确的分析。
直流电路分析主要依靠基尔霍夫定律和欧姆定律，而交流电路分析需要考虑频率和相位等因素。
专题四第1讲 直流电路与交流电路
(3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路化的问题，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．
考向2 直流电路的动态分析
奉节中学物理组
例 2 如图所示的电路中，L 为小灯泡，R1、R2、R3 为定值电阻，C 为
电容器，电源电动势为 E，内阻为 r，图中电表为理想电表．闭合开
关 S，将滑动变阻器的滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中，下列说法正
P-R 图线
R＝r＋ E2R2R
P-I 图线
P＝EI－I2r
奉节中学物理组
特例 短路 R＝0，I＝Er ，图象始端 断路 R＝∞，I＝0，图象末端
短路 R＝0，U＝0，U 内＝E 断路 R＝∞，U＝E，U 内＝0
短路 R＝0，I＝Er ，U＝0 断路 R＝∞，I＝0，U＝E 短路 I＝Er ，P 出＝0 断路 I＝0， P 出＝0，当 R＝r 时，P 出最大， P 出＝E 4r2 短路 I＝Er ，P 出＝0 断路 I＝0，P 出＝0，当 I＝2Er时， P 出最大，P 出＝E 4r2
想 (2)物理方法：假设法、整体法、隔离
方 法、代换法、比值定义法.
法
考点一 直流电路的分析计算
奉节中学物理组
考向1 直流电路的功率问题
奉节中学物理组
1．电路的电功率分析 ①纯电阻电路：P 电＝P 热＝I2R＝IU＝UR2 ②非纯电阻电路：P 电＝P 热＋P 机，即 UI＝I2R＋P 机． 2．电源的输出功率与负载的关系分析 ①当 R＝r 时，电源的输出功率最大，为 Pm＝E4r2； ②当 R>r 时，随着 R 的增大，电源的输出功率越来越小； ③当 R<r 时，随着 R 的增大，电源的输出功率越来越大； ④当 P 出<Pm 时，每个输出功率对应两个外电阻阻值 R1 和 R2， 且 R1 R2＝r2.
6.1直流电路的分析与计算完美版
专题六电路与电磁感应【备考策略】根据近三年高考命题特点和命题规律，复习专题时，要注意以下几个方面：1.直流电路的动态分析、故障分析、含容电路的分析、电功率的计算是复习本专题的重点，在近几年的高考中时常出现，因此要充分掌握该类问题的分析思路。
2.整合电磁感应基本知识，掌握楞次定律和右手定律的应用，加强电磁感应知识和电路、动力学、能量转化问题的综合分析，深刻理解知识的内涵。
3.电磁感应电路问题、动力学问题、能量转化问题、图像问题都是高考的热点，备考中不容忽视，要掌握解答这类问题的思路方法、解题步骤、提高自己的综合解题能力4.正弦交流电的产生、变化规律、图像、有效值、周期等问题，变压器及高压输电问题也是新课标地区的高考热点，备考复习中要将知识归纳、整合，凡涉及该部分知识的高考题一般难度较小，是学生的得分点，要多加关注。
【考纲点击】【网络互联】・串Jf 联电略的性质求感应电 动势大小 ［电路综合何题］ 动力学问题诜战转化问題第1讲直流电路的分析与计算【核心要点突破】知识链接、电阻1、定义式:A ：电欧姆左律Jll功、电功率＞比流ill 路的动态分析含容电路的分析计算■电弊故障分析交变也流的产生、变化规律 “四常 汁算变压器的11作原理动态分析•远即离输屯•楞次泄律 刿断感应电流方向 类2、决定式：R=「一（电阻定律）S二、欧姆定律1. 部分电路欧姆定律：I = URI = E = U 外 + U 内2.闭合电路的欧姆定律： R r或、电功、电功率、电热1. 电功：W=Uq=Uit地电IIIff2. 电功率：P=W/t=UI3. 电热：Q=|2Rt （焦耳定律）■LH 功，电热间的联系⑴纯电阻电赂评=Q.P 电料.⑵II 纯电陶电胳W : Q-P L %电源的功率P - IE= !U+ 2 = P ih深化整合动态电路的分析方法:1、程序法：闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电 流、电压都发生变化。
高中物理,直流电路与交流电路,的整体分析
高中物理直流电路与交流电路的整体分析一、【基础回归】1.恒定电流(1)闭合电路中的电压、电流关系：E＝U外＋U内，I＝ER＋r，U＝E－Ir。
(2)闭合电路中的功率关系：P总＝EI，P内＝I2r，P出＝IU＝I2R＝P总－P内。
(3)直流电路中的能量关系：电功W＝qU＝UIt，电热Q＝I2Rt。
纯电阻电路中W＝Q，非纯电阻电路中W>Q。
2.交变电流(1)交变电流的“四值”①最大值：E m＝NBSω。
②瞬时值：反映交变电流各瞬间的值，如e＝E m sin ωt。
③有效值：正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系为E＝E m2、U＝U m2、I＝I m2；非正弦式交变电流的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解。
计算交变电流的电功、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：反映交变电流的某物理量在t时间内的平均大小，如平均电动势E ＝n ΔΦΔt。
(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：U 1U 2＝n 1n 2；③电流关系：I 1I 2＝n 2n 1。
(3)远距离输电常用关系式(如图1所示)图1①功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 线＋P 3。
②输电导线上损耗的电功率：P 损＝I 线U 损＝I 2线R 线＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P 2U 22R 线。
二、【解题策略】1.直流电路的分析与计算是高考的不常考点，一般考查串、并联电路、功率计算、动态过程分析等。
2.交流电路部分由于与工农业生产和日常生活紧密结合，在近几年的高考中考查的频率较高，重点考查交变电流的“四值”、变压器的有关知识。
题型一般以选择为主，有时也与电磁感应结合在计算题中进行考查，难度不大。
3.复习时要理解串、并联电路的特点，闭合电路欧姆定律的含义，交变电流的“四值”含义和变压器、远距离输电的原理。
4.必须夯实的“4个概念、4个公式及定律” (1)电功、电热、交流电的有效值、峰值；(2)电流的计算公式、电阻定律、焦耳定律、闭合电路欧姆定律。
(高中段)第17讲直流电路和交流电路
2．[多选]如图所示电路中，电源内阻忽略不计，R0 为定值电
阻，Rm 为滑动变阻器 R 的最大阻值，且有 R0>Rm；开关
S1 闭合后，理想电流表 A 的示数为 I，理想电压表 V1、V2
的示数分别为 U1、U2，其变化量的绝对值分别为 ΔI、ΔU1、
ΔU2。则下列说法正确的是
()
A．断开开关 S2，将 R 的滑动触片向右移动，则电流表 A 的示数变小、电压表
答案：A
谨记师说
1．理想变压器原线圈串联或并联负载时分析思路 (1)变压器原、副线圈间的电压关系、电流关系与匝数关系仍然满足变压器 原理，原线圈的输入功率仍然等于副线圈的输出功率。 (2)原线圈端串联分压电阻时，输入端前端电压等于分压电阻电压和变压器 输入电压之和，分压电阻上电压通过电流比建立联系。若并联分流电阻与原线 圈并联，输入端前端电流等于分流电阻电流与原线圈电流之和。
谨记师说
交变电流的产生及描述 (1)结合图像分析交变电流的产生原因，值得注意的是：① 磁场视为匀强磁场；②线框转动的特点是匀速转动；③切割边 的特点是转动时 ad 边和 bc 边不切割，只有 ab 边和 cd 边切割， 且切割速度在变化，所以 n 匝线框从中性面开始转动时产生的电动势为 e＝ n×2Blabvsin ωt＝2nBlab×12ωladsin 2Tπt＝nBS2Tπsin 2Tπt。 (2)在线框转动时穿过线框的磁通量发生变化，若从中性面开始计时，有 Φ ＝BScos 2Tπt，根据法拉第电磁感应定律有 e＝nΔΔΦt ＝nBS2Tπsin 2Tπt。
泡能正常发光，电路中熔断器熔断电流为 0.4 2 A，熔断器与输电导线的
电阻忽略不计。下列判断正确的是
()
A．t＝0 时刻的导线框中磁通量变化率最大
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直流电路与交流电路的分析与计算1．(2013·山东省名校联考)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律．有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是( )解析根据电阻定律，电阻阻值最小的应该是截面积最大，长度最短，选项A正确．答案 A2．(2013·河南省商丘市二模)图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分．下列说法错误的是( )A．图甲、图乙均表示交流电B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt VC．图乙所示电压的有效值为20 VD．图乙所示电压的有效值为10 V解析根据交变电流定义，图甲、图乙均表示交流电，图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt V，选项A、B正确．由有效值定义，1022R×0.02＝0.04×U2R，解得图乙所示电压的有效值为10 V，选项D正确，C错误．答案 C3．(2013·上海市六校联考)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻R随温度t变化的图线如图甲所示．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( )A．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变小解析当R t所在处温度升高时，热敏电阻R t阻值减小，电流表读数减小，电源输出电流增大，电压表读数减小，选项D正确．答案 D4.(2013·上海市七校调研联考)如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可以视为不变)，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小．闭合开关S后，将照射光强度增强，则( )A．R1两端的电压将增大B．R2两端的电压将增大C．灯泡L将变暗D．电路的路端电压将增大解析闭合开关S后，将照射光强度增强，光敏电阻R3的阻值减小，灯泡L将变亮，R2两端的电压将减小，R1两端的电压将增大，电路的路端电压将减小，选项A正确．答案 A5.(多选题)(2013·江西省九校联考)某同学设计了一个测定列车加速度的仪器，如图所示．AB是一段四分之一圆弧形的电阻，O点为其圆心，且在B点正上方，圆弧半径为r.O 点下用一电阻不计的金属线悬挂着一个金属球，球的下部恰好与AB良好接触且无摩擦．A、B之间接有内阻不计、电动势为9 V的电池，电路中接有理想电流表A，O、B间接有一个理想电压表V….整个装置在一竖直平面内，且装置所在平面与列车前进的方向平行．下列说法中正确的有( )A．从图中看到列车一定是向右加速运动B．当列车的加速度增大时，电流表A的读数增大，电压表V的读数也增大C．若电压表显示3 V，则列车的加速度为3 3 gD．如果根据电压表示数与列车加速度的一一对应关系将电压表改制成一个加速度表，则加速度表的刻度是不均匀的解析从图中看到列车的加速度向右，但是不一定是向右加速运动，可能是向左减速运动，选项A错误．当列车的加速度增大时，图中θ增大，电流表A的读数不变，电压表V 的读数增大，选项B错误．若电压表显示3 V，θ＝30°，由tanθ＝a/g可得列车的加速度为a＝33g，选项C正确．如果根据电压表示数与列车加速度的一一对应关系将电压表改制成一个加速度表，则加速度表的刻度是不均匀的，选项D正确．答案CD6．(2013·吉林市二模)如图所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷分别与两导线c、d相接，c、d两导线的端点分别接在匝数比n1n2＝101的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则( )A．变阻器上消耗的功率为P＝10I2RB．变压器原线圈两端的电压U1＝10IRC．取ab在环的最低端时t＝0，则棒ab中感应电流的表达式是i＝2I sinωtD．ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝2BIL解析根据通过电流表的电流为I，变阻器上电流为10I，消耗的功率为P＝(10I)2R，选项A错误．变阻器两端电压即副线圈电压为10IR，变压器原线圈两端的电压U1＝100IR，选项B错误．ab绕与它平行的水平轴OO′以角速度ω匀速转动，产生正弦交变电流，取ab在环的最低端时t＝0，则棒ab中感应电流的表达式是i＝2I sin(ωt＋π/2)，选项C 错误．ab沿环转动过程中在最低点即图示位置受到的安培力最大，最大安培力F＝2BIL，选项D正确．答案 D7.(2013·东北四市联考)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入交变电压u＝1002sin50πt V，在副线圈中串接有理想交流电流表和定值电阻R，电容器的电容C＝2.0×10－6F，并联在电阻R两端，电阻阻值R＝10 Ω.关于电路分析，下列说法中正确的是( )A．电流表的示数是1 AB．电容器C所带的电荷量q＝2.0×10－5 CC．电阻R消耗的电功率为10 WD．电容器的耐压值至少是10 V解析根据理想变压器的规律可知副线圈两端的电压为10 V，流经电阻R中的电流为1 A，电容器C允许交流电通过，所以电流表示数大于1 A，故选项A、B错误；电阻R消耗的电功率为10 W，故选项C正确；电容器的耐压值应对应交流电压的最大值10 2 V，所以选项D错误．答案 C8．(2013·河南省郑州市二模)下图为某款电吹风的电路图．a、b、c、d为四个固定触点．可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点．触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态．n1和n2分别是理想变压器的两个线圈的匝数．该电吹风的各项参数如下表所示．下列说法正确的是( )热风时输入功率460 W冷风时输入功率60 W小风扇额定电压60 V正常工作时小风扇输出功率52 W A.B．可由表格中数据计算出小风扇的内阻为60 ΩC．变压器两线圈的匝数比n1:n2＝13:15D．若把电热丝截去一小段后再接入电路，电吹风吹热风时的功率将变小，吹冷风时的功率不变解析触片P与触点b、c接触，小风扇转动，电热丝不通电，所以吹冷风，选项A正确．正常工作时小风扇内阻消耗功率P内＝60 W－52 W＝8 W，小风扇输入电流I＝P/U＝1:A，由P内＝I2R解得小风扇的内阻为R＝8 Ω，选项B错误．变压器两线圈的匝数比n1:n2＝60:220＝3:11，选项C错误．若把电热丝截去一小段后再接入电路，电吹风吹热风时的功率将变大，吹冷风时的功率不变，选项D错误．答案 A9．(多选题)(2013·河北省保定市一模)如图所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，两半边间的过渡区域宽度很小，可忽略不计．线圈的总匝数为N 、总电阻为r ，每匝线圈的面积为S ，线圈所在位置的磁感应强度大小为B .当线圈以角速度ω匀速转动时，额定电压为U 、电阻为R 的小灯泡在电路中恰能正常发光，则发电机产生的感应电动势的有效值是( )A ．NBSω B.22NBSω C ．UD ．(1＋r R)U解析 根据题述线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，当线圈以角速度ω匀速转动时，产生的交变电流为矩形波，发电机产生的感应电动势的有效值是NBSω，选项A 正确，B 错误．由闭合电路欧姆定律，E ＝U ＋Ur R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋r R U ，选项C 错误，D 正确．答案 AD10．(2013·湖北省黄冈市质检)如图所示，电路中理想变压器原、副线圈接入电路的匝数可通过单刀双掷开关改变，A 为交流电流表．在变压器原线圈a 、b 两端加上一峰值不变的正弦交变电压．下列分析正确的是( )A ．只将S 1从1拨向2时，电流表示数变小B ．只将S 2从3拨向4时，电流表示数变大C ．只将R 的滑片上移，R 2的电功率变大D ．只将R 的滑片上移，R 2的电功率减小解析 只将S 1从1拨向2时，输出电压升高，输出功率增大，电流表示数变大，选项A 错误．只将S 2从3拨向4时，输出电压降低，输出功率减小，电流表示数变小，选项B 错误．只将R 的滑片上移，R 2中电流减小，R 2的电功率变小，选项C 错误，D 正确．答案 D11．用单位长度电阻为r 0＝0.05 Ω/m 的导线绕制一个n ＝100匝、边长a ＝0.20 m 的正方形线圈，线圈两端与阻值R ＝16 Ω的电阻连接构成闭合回路，如图甲所示．线圈处在均匀磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B 的大小随时间变化的关系如图乙所示．求：(1)在0～1.0×10－2s 时间内，通过电阻R 的电荷量； (2)1 min 内电流通过电阻R 所产生的热量； (3)线圈中所产生的感应电流的有效值．解析 (1)在0～1.0×10－2s 时间内磁通量的变化量为ΔΦ，所以在0～t 1时间内通过R 的电荷量q ＝n ΔΦR ＋r ＝nB m a 2R ＋r＝1.0×10－2 C.(2)在一个周期内，电流通过电阻R 产生热量Q 1＝I 21R T 3＝0.16 J在1 min 内电阻R 产生的热量为Q ＝tTQ 1＝320 J.(3)设感应电流的有效值为I ，则一个周期内电流产生的热量I 21Rt 1＝I 2RT 解得I ＝t 1T I 21＝33A(或0.577 A)． 答案 (1)1.0×10－2C (2)320 J (3)33A 12．如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题(不计电流表内阻，线路提供电压不变)：(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为12 V 的电路上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻R 0串联，接在电压恒定为8 V 的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．解析 (1)由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压为：U L ＝123 V ＝4 V结合图象可得当U L ＝4 V 时，I L ＝0.4 A 故每个电灯的电阻为：R ＝U L I L ＝40.4Ω＝10 Ω(2)设此时电灯两端的电压为U ′，流过每个电灯的电流为I ，由闭合电路欧姆定律得E ＝U ′＋2IR 0代入数据得U ′＝8－20I 在图甲上画出此直线如图所示．可得到该直线与曲线的交点(2 V,0.3 A)，即流过电灯的电流为0.3 A ，则流过电流表的电流为I A ＝2I ＝0.6 A每个灯的功率为P ＝UI ＝2×0.3 W＝0.6 W 答案 (1)0.4 A 10 Ω (2)0.6 A 0.6 W13.如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，极板长l ＝80 cm ，两板间的距离d ＝40 cm.电源电动势E ＝40 V ，内电阻r ＝1 Ω，电阻R ＝15 Ω，闭合开关S ，待电路稳定后，将一带负电的小球从B 板左端且非常靠近B 板的位置以初速度v 0＝4 m/s 水平向右射入两板间，该小球可视为质点．若小球带电荷量q ＝1×10－2C ，质量为m ＝2×10－2kg ，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表．若小球恰好从A 板右边缘射出(g 取10 m/s 2)．求：(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少？ (2)此时电流表、电压表的示数分别为多少？ (3)此时电源的输出功率是多少？ 解析 (1)设小球在板间飞行时间为t ，t ＝l v 0＝0.84s ＝0.2 s 根据d ＝12at 2得飞行加速度a ＝2d t 2＝2×0.40.22 m/s 2＝20 m/s 2对小球根据牛顿第二定律得qU ABd－mg ＝ma ，解得 U AB ＝m g ＋a d q ＝2×10－2×10＋20×0.41×10－2V ＝24 V 所以滑动变阻器两端电压U 滑＝U AB ＝24 V 设通过滑动变阻器的电流为I ，由欧姆定律得，I ＝E －U 滑R ＋r ＝40－2415＋1A ＝1 A滑动变阻器接入电阻的阻值R 滑＝U 滑I＝24 Ω (2)此时电流表的示数为1 A ， 电压表的示数为U＝E－Ir＝(40－1×1) V＝39 V.(3)电源的输出功率P出＝IU＝39 W. 答案(1)24 Ω(2)1 A 39 V(3)39 W。