2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 第9講 恒定電流和交變電流專(zhuān)題突破練.doc

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第9講　恒定電流和交變電流 　　　　　 　　　　　 　　　　　 考點(diǎn)一　恒定電流電路的動(dòng)態(tài)分析 1 在如圖9-1所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I.若將滑動(dòng)變阻器R滑片向下移動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是 (　　) 圖9-1 A.電壓表示數(shù)增大 B.通過(guò)電阻R2的電流方向?yàn)閍到b C.電阻R1消耗的功率減小 D.若滑動(dòng)變阻器R滑片位置不動(dòng),閉合開(kāi)關(guān)S2,電流表示數(shù)減小 [導(dǎo)思] ①滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng)時(shí),電路的總電阻如何變化?②電壓表V和電流表A的示數(shù)表示哪部分電路兩端的電壓和其中的電流?③電容器在電路中怎么分析處理? 歸納 閉合電路動(dòng)態(tài)分析的方法 (1)程序法:“部分→整體→部分”——電路結(jié)構(gòu)的變化(R的變化)→R總的變化→I總的變化→U外的變化→支路的變化. (2)極限法:即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問(wèn)題,可將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論. (3)結(jié)論法:“串反并同”——即與變化的電阻串聯(lián)的用電器變化與電阻變化相反,與變化的電阻并聯(lián)的用電器變化與電阻變化相同. 式 如圖9-2所示電路中,R1=1 Ω,R2=R3m=2 Ω,電源電動(dòng)勢(shì)E=3 V,內(nèi)阻r=1.5 Ω.電流表示數(shù)為I,電壓表示數(shù)為U.在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從a滑到b的過(guò)程中,下列判斷正確的是(　　) 圖9-2 A.I減小,U增大 B.減小,不變 C.電源的最大輸出功率為1.5 W D.R1獲得的最大功率為1.5 W 考點(diǎn)二　交變電流的產(chǎn)生及描述 2 如圖9-3所示,N匝矩形導(dǎo)線(xiàn)框以角速度ω繞對(duì)稱(chēng)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線(xiàn)框面積為S,線(xiàn)框電阻不計(jì),在OO左側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),外電路接有電阻R和理想電流表A,那么可以確定的是 (　　) 圖9-3 A.從圖示時(shí)刻起,線(xiàn)框產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e=NBSωsin ωt B.電流表的示數(shù)I= C.R兩端電壓有效值U= D.一個(gè)周期內(nèi)R的發(fā)熱量為Q= [導(dǎo)思] ①線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過(guò)程中,哪些邊的導(dǎo)線(xiàn)切割了磁感線(xiàn)?②電壓表和電流表的讀數(shù)與最大值有何關(guān)系? ③計(jì)算熱量應(yīng)用交流電的什么數(shù)值? 歸納 (1)線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)的特點(diǎn): 穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大;線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零;線(xiàn)圈每經(jīng)過(guò)中性面一次,感應(yīng)電流的方向改變一次. (2)瞬時(shí)值表達(dá)式: 書(shū)寫(xiě)瞬時(shí)值表達(dá)式時(shí)要弄清三個(gè)關(guān)鍵:最大值、角速度、零時(shí)刻線(xiàn)圈所處的位置. ①確定交流電的峰值,根據(jù)已知圖像或由Em=NBSω求出相應(yīng)峰值; ②明確線(xiàn)圈的初始位置,找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式:從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),函數(shù)表達(dá)式為e=Emsin ωt;從垂直中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),函數(shù)表達(dá)式為e=Emcos ωt. (3)交變電流“四值”的應(yīng)用: 計(jì)算線(xiàn)圈某時(shí)刻的受力情況時(shí)用瞬時(shí)值,討論電容器的擊穿電壓時(shí)用峰值,計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的電功、電功率、電熱、保險(xiǎn)絲的熔斷電流等問(wèn)題時(shí)用有效值,計(jì)算通過(guò)電路截面的電荷量時(shí)用平均值. 式1 如圖9-4所示,矩形金屬線(xiàn)圈abcd與理想變壓器原線(xiàn)圈組成閉合電路,線(xiàn)圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)只分布在bc邊的左側(cè),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線(xiàn)圈面積為S,轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω,匝數(shù)為N,線(xiàn)圈電阻不計(jì).下列說(shuō)法正確的是 (　　) 圖9-4 A.將原線(xiàn)圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí),燈泡變亮 B.線(xiàn)圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)加速時(shí),燈泡亮度變暗 C.圖示位置時(shí),矩形線(xiàn)圈中電流最大 D.若線(xiàn)圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?ω,則變壓器原線(xiàn)圈電壓的有效值為NBSω 式2 給額定功率為60 W、額定電壓為220 V的白熾燈加上如圖9-5所示的電壓,恰使燈正常發(fā)光,則所加電壓U0的大小約為 (　　) 圖9-5 A.220 V　　 B.310 V　　 C.350 V　　 D.440 V 考點(diǎn)三　理想變壓器 3 如圖9-6所示,理想變壓器原線(xiàn)圈接在交流電源上,圖中各電表均為理想電表.開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S未閉合,下列說(shuō)法正確的是 (　　) 圖9-6 A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),R1消耗的功率變大 B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),電壓表 V示數(shù)變大 C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),電流表A1示數(shù)變大 D.若閉合開(kāi)關(guān)S,則電流表A1示數(shù)變大,A2示數(shù)變大 [導(dǎo)思] ①變壓器的輸入功率與副線(xiàn)圈電路消耗的功率是什么關(guān)系?②當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),負(fù)載的總電阻怎樣變化?③閉合開(kāi)關(guān)S,負(fù)載的總電阻怎樣變化? 歸納 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析: (1)明確變量和不變量,一般情況下原線(xiàn)圈電壓不變,原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比不變,其他物理量可能隨電路的變化而發(fā)生變化. (2)明確動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中的決定關(guān)系:當(dāng)原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比一定時(shí),U2由U1決定,I1由I2決定,P1由P2決定. (3)分析思路: U1U2I2I1P1 式 (多選)圖9-7中理想變壓器的原線(xiàn)圈依次接入如圖9-8所示的甲、乙兩個(gè)正弦交流電源.接電源甲后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置使小燈泡A正常發(fā)光,燈泡的功率及電流頻率分別為P1、f1;保持滑片位置不變,改用電源乙,小燈泡的功率及電流頻率分別為P2、f2.已知小燈泡電阻不變,則 (　　) 圖9-7 圖9-8 A.f1︰f2=3︰2 B.P1︰P2=2︰1 C.若將滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng),電源乙可能使小燈泡正常發(fā)光 D.若將變壓器動(dòng)片P向下移動(dòng),電源乙可能使小燈泡正常發(fā)光  專(zhuān)題四　電路與電磁感應(yīng) 第9講　恒定電流和交變電流 高頻考點(diǎn)探究 考點(diǎn)一 例1　D　[解析] 將滑動(dòng)變阻器R滑片向下移動(dòng),R連入電路的阻值減小,電路總電阻減小,干路電流I總=增大,電壓表的示數(shù)U=E-I總(r+R1)減小,電容器兩端的電壓減小,則電荷量Q=CU也減小,電容器將放電,R2中的電流從b到a,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;通過(guò)電阻R1的電流增大,所以電阻R1消耗的功率P=R1增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若滑動(dòng)變阻器R滑片位置不動(dòng),閉合開(kāi)關(guān)S2,電路總電阻減小,干路電流增大,則電壓表示數(shù)減小,而滑動(dòng)變阻器R連入電路的阻值不變,所以通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流減小,即電流表示數(shù)減小,選項(xiàng)D正確. 例1變式　C　[解析] 由圖可判斷,R3的右端電阻與電壓表串聯(lián),對(duì)電壓表的影響可忽略,電壓表測(cè)量R1兩端的電壓,電流表測(cè)量干路的電流,當(dāng)P由a向b滑動(dòng)時(shí),R3連入電路的阻值由0開(kāi)始增大,回路總電阻增大,干路電流減小,路端電壓增大,電壓表示數(shù)U=IR1減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)歐姆定律可知,==R1不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;外電路電阻R=R1+,R3由0增大到2 Ω,則R由1 Ω增大到2 Ω,而當(dāng)R=r=1.5 Ω時(shí)電源的輸出功率最大,Pm==1.5 W,選項(xiàng)C正確;當(dāng)R3=0時(shí),干路電流最大,R1的功率最大,R1m=R1=1.44 W,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 考點(diǎn)二 例2　B　[解析] 由圖可知,線(xiàn)框只有一半在磁場(chǎng)中,故產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NBω=,瞬時(shí)值表達(dá)式為e=sin ωt,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電流表的示數(shù)為I==,選項(xiàng)B正確;R兩端電壓的有效值U=E==ωNBS,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;一個(gè)周期內(nèi)R的發(fā)熱量Q=I2RT=R=,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 例2變式1　D　[解析] 將原線(xiàn)圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí),原線(xiàn)圈匝數(shù)變多,根據(jù)U1∶U2=n1∶n2可得,輸出電壓減小,燈泡變暗,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;線(xiàn)圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)加速時(shí),原線(xiàn)圈兩端電壓增大,根據(jù)U1∶U2=n1∶n2可得,輸出電壓增大,燈泡變亮,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;圖示位置時(shí),矩形線(xiàn)圈位于中性面,矩形線(xiàn)圈中電流為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若線(xiàn)圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?ω,則變壓器原線(xiàn)圈電壓的最大值Em=2NBSω,根據(jù)T=+0可得,變壓器原線(xiàn)圈兩端電壓的有效值U1=NBSω,選項(xiàng)D正確. 例2變式2　C　[解析] 所加電壓的周期T= 2010-3 s =20 ms,一個(gè)周期內(nèi)通電時(shí)間t=8 ms,設(shè)電燈的電阻為R,加上圖示的電壓時(shí)功率為PL,有PLT=t,得PL=,而PL=,則=,解得U0≈350 V,選項(xiàng)C正確. 考點(diǎn)三 例3　B　[解析] 滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,總電阻也變大,而副線(xiàn)圈兩端的電壓沒(méi)有變化,所以干路中的電流減小,R1消耗的功率變小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;干路中的電流變小,R1兩端的電壓變小,并聯(lián)電路的電壓變大,即電壓表V示數(shù)變大,選項(xiàng)B正確;由于變壓器副線(xiàn)圈干路中的電流變小,所以原線(xiàn)圈中的電流變小,即電流表A1的示數(shù)變小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;閉合開(kāi)關(guān)S后,并聯(lián)電路的阻值變小,總電阻也變小,干路中的電流變大,R1兩端的電壓變大,并聯(lián)電路的電壓變小,通過(guò)R2的電流變小,即電流表A2示數(shù)變小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 例3變式　AD　[解析] 變壓器不改變交流電的頻率,由圖像可知1.5T1=T2,即=,所以=,選項(xiàng)A正確;由圖像可知甲、乙兩個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)最大值之比為2∶1,兩種情況下副線(xiàn)圈兩端的電壓有效值之比為2∶1,所以?xún)煞N情況下通過(guò)燈泡的電流之比為2∶1,根據(jù)P=I2R可知=,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若將滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng),滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻增大,通過(guò)燈泡的電流更小了,所以不可能使小燈泡正常發(fā)光,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若將變壓器動(dòng)片P向下移動(dòng),即減小,根據(jù)=可知,U2增大,即副線(xiàn)圈兩端電壓增大,電源乙可能使小燈泡正常發(fā)光,選項(xiàng)D正確.