高考物理 考前三個月 第1部分 專題10 直流電路與交流電路課件.ppt

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,專題10 直流電路與交流電路,1.(2015·新課標全國Ⅰ·16)一理想變壓器的 原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線 圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原 線圈一側接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖1所示.設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則( ),真題示例,圖1,,2.(2015·四川理綜·4)小型手搖發(fā)電機線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉動，如圖2所示.矩形線圈ab邊和cd邊產生的感應電動勢的最大值都為e0，不計線圈電阻，則發(fā)電機輸出電壓( ),圖2,解析 矩形線圈ab邊和cd邊產生的感應電動勢的最大值都為e0，所以發(fā)電機的電動勢峰值為2Ne0，A、B錯誤；,答案 D,3.(多選)(2015·天津理綜·6)如圖3所示， 理想變壓器的原線圈連接一只理想交 流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸 頭Q來調節(jié)，在副線圈兩端連接了定值 電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭.在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則( ),圖3,A.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大 B.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小 C.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小,答案 BC,4.(2015·福建理綜·15)圖4為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsin ωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為( ),圖4,答案 C,1.題型特點 (1)交流電路部分主要考查交變電流的產生和描述、交流電有效值、變壓器的規(guī)律及動態(tài)分析、遠距離輸電等知識點. (2)直流電路部分主要考查電路的簡化，直流電路的動態(tài)分析，電路故障的分析與判斷，含容電路的分析和計算，直流電路中能量轉化問題等等.,考綱解讀,2.命題趨勢 高考對電路知識的單獨考查主要是交流電路部分，特別是變壓器與遠距離輸電相結合的動態(tài)分析問題是命題熱點，而直流電路內容的考查通常與實驗結合在一起，一般不單獨命題.,,,內容索引,,,考題一 直流電路的分析,考題二 交變電流的產生及描述,考題三 變壓器及遠距離輸電,專題綜合練,,,,,考題一 直流電路的分析,,,答案 AD,2.(多選)如圖5所示的電路中，電源電動勢為E，內電阻為r，平行板電容器C的兩金屬板水平放置，R1和R2為定值電阻，P為滑動變阻器R的滑動觸頭，G為靈敏電流計，A為理想電流表，開關S閉合后，C的兩板間恰好有一質量為m、電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài)，則以下說法正確的是( ),圖5,A.在P向上移動的過程中，A表的示數(shù)變大，油滴仍然靜止，G中有方向由a至b的電流 B.在P向上移動的過程中，A表的示數(shù)變小，油滴向上加速運動，G中有由b至a的電流 C.在P向下移動的過程中，A表的示數(shù)變大，油滴向下加速運動，G中有由a至b的電流 D.在P向下移動的過程中，A表的示數(shù)變小，油滴向上加速運動，G中有由b至a的電流,解析 油滴原來處于平衡狀態(tài)，重力和靜電力平衡；電容器與滑動變阻器R、電阻R2相并聯(lián)后與R1串聯(lián)，滑片向上移動，電阻R變大，電路總電阻變大，電流變小，電容器兩端電壓為：U＝E－I(r＋R1)，故電容器兩端電壓變大，帶電荷量變大，電場力變大，油滴向上加速；電容器充電，故G中電流從b到a，故A錯誤，B正確.,在將滑動變阻器滑片P向下移動的過程，電阻R變小，電路總電阻變小，電流變大，電容器兩端電壓為：U＝E－I(r＋R1)，故電容器兩端電壓變小，帶電荷量變小，電場力變小，油滴向下加速；電容器放電，故G中電流從a到b，故C正確，D錯誤. 答案 BC,3.(多選)如圖6所示，電流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由兩個相同的電流計改裝而成，現(xiàn)將這兩個電流表并聯(lián)后接入電路中.閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器，下列說法中正確的是( ),圖6,A.A1、A2的讀數(shù)之比為1∶1 B.A1、A2的讀數(shù)之比為5∶1 C.A1、A2的指針偏轉角度之比為1∶1 D.A1、A2的指針偏轉角度之比為1∶5,解析 電流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由兩個相同的電流計改裝而成，都是并聯(lián)電阻，在題圖中兩電流計也是并聯(lián)的，所以C正確； 它們的量程之比為5∶1，即總電阻之比為1∶5，所以并聯(lián)時讀數(shù)之比5∶1，所以B正確. 答案 BC,4.如圖7所示，電源內阻不可忽略，電路中接有一小燈泡和一電動機.小燈泡L上標有“6 V 12 W”字樣，電動機的線圈電阻RM＝0.50 Ω.若燈泡正常發(fā)光時，電源的輸出電壓為12 V，此時( ),圖7,A.整個電路消耗的電功率為24 W B.電動機的熱功率為12 W C.電動機的輸出功率為12 W D.電動機的輸入功率為12 W,電動機的熱功率PQ＝I2RM＝22×0.5 W＝2 W，故B錯誤；,燈泡正常發(fā)光時，電動機電壓UM＝U－UL＝(12－6) V＝6 V，電動機的輸入功率P＝UMI＝6×2 W＝12 W，電動機的輸出功率P出＝P－PQ＝12 W－2 W＝10 W，故C錯誤，D正確.,答案 D,1.閉合電路動態(tài)分析的三種常用方法 (1)程序分析法：流程如下,方法小結,(2)利用結論法：即“串反并同”法. ①“串反”——即某一電阻增大(減小)時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都減小(增大)； ②“并同”——即某一電阻增大(減小)時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都增大(減小).,(3)極限法：因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端，使電阻最大或電阻為零去討論. 2.電路中的電功、電熱、電功率和熱功率 (1)純電阻電路： ①Q＝W＝UIt＝I2Rt ②P＝UI＝I2R,(2)非純電阻電路 ①WQ(W＝Q＋E其他) ②P電P熱(P電＝P熱＋P其他),5.在一小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈abcd的面積為S，匝數(shù)為n，線圈總電阻為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉動(如圖8甲所示)，產生的感應電動勢e隨時間t的變化關系如圖乙所示，矩形線圈與阻值為R的電阻構成閉合電路，下列說法中正確的是( ),考題二 交變電流的產生及描述,,圖8,,解析 由于磁通量是雙向標量，在t3到t5這段時間穿過線圈磁通量的變化量不為零，為ΔΦ1＝2BS，故A錯誤；,,答案 D,6.將硬導線中間一段折成半圓形，使其半徑為R，讓它在磁感應強度為B，方向如圖9所示的勻強磁場中繞軸MN勻速轉動.導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為P、電阻為r的小燈泡并正常發(fā)光.電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，則下列說法正確的是( ),圖9,答案 A,7.(多選)海洋中蘊藏著巨大的能量，利用海洋的波浪可以發(fā)電.在我國南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔，其原理示意圖如圖10甲所示.浮桶內的磁體通過支柱固定在暗礁上，浮桶內置線圈隨波浪相對磁體沿豎直方向運動，且始終處于磁場中，該線圈與阻值R＝15 Ω的燈泡相連，浮桶下部由內、外兩密封圓筒構成(圖中斜線陰影部分)，如圖乙所示，其內為產生磁場的磁體，與浮桶內側面的縫隙忽略不計；匝數(shù)N＝200的線圈所在處輻射磁場的磁感應強度B＝0.2 T，線圈直徑D＝0.4 m，電阻r＝1 Ω.取重力加速度g＝10 m/s2，,π2≈10.若浮桶隨波浪上下運動的速度可表示為v＝0.4πsin (πt) m/s.則下列說法正確的是( ),圖10,,解析 線圈在浮桶里隨波浪上下運動切割磁感線產生感應電動勢，e＝NBLv＝NBπDv＝200×0.2×π×0.4×0.4πsin (πt) V＝64sin (πt) V，故A錯誤；,,答案 BC,,知識小結,2.正弦式交流電的“四值”,,8.(多選)如圖11所示，一個理想變壓器上有三組線圈，三組線圈匝數(shù)之比為n1∶n2∶n3＝3∶2∶1，現(xiàn)將三只相同的燈泡分別接入三組線圈中，并把n1的接線端接上交變電源，接通電源后，下列各項正確的是( ),考題三 變壓器及遠距離輸電,,圖11,A.若L1正常發(fā)光，那么L2、L3都不能正常發(fā)光 B.若L2正常發(fā)光，那么L1將燒毀 C.若L2正常發(fā)光，那么L1、L3都不能正常發(fā)光 D.若L3正常發(fā)光，那么L2將燒毀,,若L2正常發(fā)光，那么L1和L3電流都小于I不能正常發(fā)光，B錯誤，C正確； 若L3正常發(fā)光，那么L2電流大于I燒毀，D正確. 答案 ACD,9.如圖12為模擬遠距離輸電電路，兩理想變壓器的線圈匝數(shù)n1＝n4n2＝n3，A1、A2、A3為相同的理想交流電流表，當a、b端接入低壓交流電源時，則( ),圖12,A.A1、A2的示數(shù)相等 B.A2、A3的示數(shù)相等 C.A1的示數(shù)大于A2的示數(shù) D.A2的示數(shù)大于A3的示數(shù),,同理，A2的示數(shù)小于A3的示數(shù)，故B、D錯誤.,答案 C,10.(多選)某小型發(fā)電站通過升壓變壓器向60 km遠處的用戶供電，在用戶端用降壓變壓器將高壓電變?yōu)?20 V供用戶使用(設兩個變壓器均為理想變壓器)，輸電示意圖如圖13所示.已知輸電線的電阻率為ρ＝1.25×10－8 Ω·m，橫截面積為1.5×10－4 m2，發(fā)電機輸出功率為20 kW，輸出電壓為250 V，若線路損耗的功率為輸出功率的5%.則下列說法正確的是( ),圖13,,解析 發(fā)電機是通過電磁感應將其他形式的能轉化為電能的設備，其原理為法拉第電磁感應定律，故A正確；,答案 AB,11.如圖14所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，原線圈接正弦式交流電，副線圈接電動機，電動機線圈電阻為R，當輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動機帶動一質量為m的重物以速度v勻速上升，若電動機因摩擦造成的能量損失不計，則圖中電壓表的讀數(shù)為( ),圖14,,變壓器電路的動態(tài)分析技巧 (1)根據(jù)題意弄清變量和不變量； (2)弄清動態(tài)變化過程中的決定關系；,規(guī)律小結,(3)利用直流電路的動態(tài)分析方法，具體思路如下：,1.歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律，有一個長方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長分別為a、b、c，且abc.電流沿以下方向經過該金屬電阻，其中電阻阻值最小的是( ),專題綜合練,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,,答案 A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,2.(2015·江蘇單科·1)一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220 V交變電流改變?yōu)?10 V.已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝數(shù)為( ) A.200 B.400 C.1 600 D.3 200,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,B,3.(多選)今有某小型發(fā)電機和一理想變 壓器連接后給一個燈泡供電，電路如 圖15(電壓表和電流表均為理想電表).已 知該發(fā)電機線圈匝數(shù)為N，電阻為r，當 線圈以轉速n勻速轉動時，電壓表示數(shù) 為U，燈泡(額定電壓為U0.電阻恒為R)恰能正常發(fā)光，則( ),圖15,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析 電壓與匝數(shù)成正比，所以變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是n1∶n2＝U∶U0，故A正確；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 AB,4.如圖16所示，圖甲、圖乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化，下列說法正確的是( ),圖16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,題圖乙不是正弦式交流電，所以表達式不是正弦函數(shù)，故C錯誤； 理想變壓器變壓后，頻率不發(fā)生變化，故D錯誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 B,5.(2015·廣東理綜·15)如圖17為氣流加熱裝置 的示意圖，使用電阻絲加熱導氣管，視變壓 器為理想變壓器.原線圈接入電壓有效值恒定 的交流電并保持匝數(shù)不變，調節(jié)觸頭P，使輸 出電壓有效值由220 V降至110 V，調節(jié)前后( ),圖17,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A.副線圈中的電流比為1∶2 B.副線圈輸出功率比為2∶1 C.副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1 D.原線圈輸入功率比為1∶2,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,副線圈電壓減半，電阻不變，電流也隨之減半，所以電流之比為2∶1，故A錯誤； 由P＝UI知，輸出功率之比為4∶1，故B錯誤； 副線圈輸出功率等于原線圈輸入功率，所以原線圈輸入功率之比為4∶1，故D錯誤. 答案 C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,6.如圖18所示電路中，電源電動勢為E、內阻 為r，電阻R2為定值電阻，R1為滑動變阻器，A、 B為水平放置的電容器的上下兩個極板.當滑動 變阻器R1處于某位置時，A、B兩板間的帶電 油滴恰好懸浮不動，則下列說法中正確的是( ),圖18,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A.兩極板A、B間正對面積減小其他條件不變時，油滴將向下運動 B.移動R1的滑動觸頭且其他條件不變時，電壓表的讀數(shù)增大了ΔU，則電阻R2兩端的電壓減小了ΔU C.R1滑動觸頭向左移動且其他條件不變時，帶電油滴向上運動 D.R1滑動觸頭向右移動且其他條件不變時，R2上消耗的熱功率變小,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,電容器的電壓等于路端電壓，欲使帶電油滴向上運動，必須增大路端電壓，則使可變電阻R1滑動觸頭向右移動，故C錯誤； 若將R1的滑動觸頭向右移動時，R1的電阻增大，總電流減小，即可知R2的發(fā)熱功率減小，故D正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 D,7.電吹風是生活中的常用電器.某款電吹風的各項參數(shù)如下表所示，其電路圖如圖19所示，理想變壓器的兩線圈匝數(shù)分別為n1和n2，a、b、c、d為四個固定觸點，可動的扇形金屬片P可同時接觸兩個觸點.觸片P處于不同位置時，電吹風可處于停機、吹熱風和吹自然風三種不同的工作狀態(tài).關于該款電吹風，下列說法中正確的是( ),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,圖19,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,A.觸片P與觸點b、c接觸時，電吹風吹熱風 B.變壓器兩線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝22∶5 C.小風扇線圈電阻為8 Ω D.電熱絲正常工作時電阻為6.25 Ω,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,8.在如圖20所示電路中，閉合開關S，當滑 動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，四個理 想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分 別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量 的絕對值分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示. 下列說法正確的是( ),圖22,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,當外電路電阻等于內阻時，電源的輸出功率最大，當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，外電阻變大，但是不知道外電阻與內阻的大小關系，所以無法判斷電源輸出功率的變化，則D錯誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 B,9.普通的交流電壓表是不能直接接在高壓輸電線路上測量電壓的，通常要通過電壓互感器來連接.圖21中電壓互感器ab一側線圈的匝數(shù)較少，工作時電壓為Uab；cd一側線圈的匝數(shù)較多，工作時電壓為Ucd.為了使電壓表能正常工作，則( ),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,圖21,A.ab接MN，cd接PQ，UabUcd C.ab接PQ，cd接MN，UabUcd,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析 電壓互感器的作用是使大電壓變成小電壓，根據(jù)變壓器原理可知，應使匝數(shù)多的接入輸入端，故MN接cd，PQ接ab，且UabUcd. 答案 C,10.(多選)(2015·海南單科·10)如圖22所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R＝11R0， 是理想電壓表，現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R＝5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表的讀數(shù)為5.0 V，則( ),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,圖22,A.此時原線圈兩端電壓的最大值約為34 V B.此時原線圈兩端電壓的最大值約為24 V C.原線圈兩端原來的電壓有效值約為68 V D.原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,11.(多選)如圖23所示，一理想變壓器原線圈接正弦交變電源，副線圈接有三盞相同的燈(不計燈絲電阻的變化)，燈上均標有(36 V,6 W)字樣，此時L1恰正常發(fā)光，圖中兩個電表均為理想電表，其中電流表顯示讀數(shù)為0.5 A，下列說法正確的是( ),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,圖23,A.原、副線圈匝數(shù)之比為3∶1 B.變壓器的輸入功率為12 W C.電壓表的讀數(shù)為18 V D.若L3突然斷路，則L1變暗，L2變亮，輸入功率減小,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案 CD,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,