恒定电流交流电

1、专题六 电磁感应和电路 第2课时直流电路和交流电路班级 姓名 学号 完成时间：4.16专题定位：本专题考查：直流电路的分析；变压器原理及三个关系；交流电的产生及描述问题；考向1直流电路的动态分析例1如图所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()AR3上消耗的功率逐渐增大B电流表读数减小，电压表读数增大C电源的输出功率逐渐增大D质点P将向上运动练习1.某同学准备用一种金属丝制作一只电阻温度计他先通过实验描绘出一段金属丝的UI曲线，如图2甲所示再将该金属丝与某一定值电阻R0串联接在电路中，用电

2、压表(电压表的内阻远大于金属丝的电阻)与金属丝并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示下列说法中正确的是()A从图甲可知，该金属丝的阻值随温度的升高而减小B图乙中电压表的指针偏转角越大，温度值越小C选用不同阻值的R0可以改变温度计的量程，R0越大， 量程越大D温度越高，电源消耗的功率越大考向2交流电的产生和描述例2如图甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r2 矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0 ，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、R2，其他电

3、阻不计从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关S，线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 V，图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象，则下列说法正确的是()A电阻R2上的热功率为 WB0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零C线圈产生的e随时间t变化的规律是e10cos 100t (V)D线圈开始转动到t s的过程中，通过R1的电荷量为 C练习2.(2014·天津·7)如图4甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则()A两次t0时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应的线

4、圈转速之比为23C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V考向3变压器和远距离输电问题例3如图为学校配电房向各个教室的供电示意图，T为理想变压器，V1、A1为监控市电供电端的电压表和电流表，V2、A2为监控校内变压器的输出电压表和电流表，R1、R2为教室的负载电阻，V3、A3为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关S闭合时()A电流表A1、A2和A3的示数都变大B只有电流表A1的示数变大C电压表V3的示数变小D电压表V2和V3的示数都变小练习3. (2014·福建·图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压

5、器的匝数n1n4<n2n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL>2R，忽略灯丝电阻随温度的变化当A、B端接入低压交流电源时()AA1、A2两表的示数相同BL1、L2两灯泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2两端的电压小于R4两端的电压考向4交变电流的综合问题分析例4如图甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，

6、滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是()A电压表的示数为10 VB0.01 s时发电机线圈平面与磁场方向平行C若P的位置向上移动、R的大小不变时，电流表读数将减小D若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍练习4.如图所示边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO转动，轴OO垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以

7、恒定角速度转动，下列判断正确的是()A在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大B当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大C电压表V1示数等于NBL2D变压器的输入与输出功率之比为11当堂检测1 2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家，某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图3甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值为研究其磁敏特性设计了图乙所示电路关于这个探究实验，下列说法中正确的是()A闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小 时，电压表的示数增大B闭合开关S，图乙中只改变磁场方向，电压表的示数减小C闭合开关S，图

8、乙中只增加磁感应强度的大小时，流过aP段的电流可能减小D闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，电源的输出功率可能增大2.如图所示电路，电表都是理想电表，R2r。当闭合开关S，触片P向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设在滑动过程中A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是I1、I2、U1、U2；电表示数的变化量的绝对值分别是I1、I2、U1、U2，那么下列说法正确的是()AI1减小，I2减小 BU1增大，U2减小C.、均为定值 D电源的输出功率在减小，效率在降低3一个匝数为100匝，电阻为0.5 的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按如图4

9、所示规律变化则线圈中产生交变电流的有效值为()A5 A B2 A B6 A D2 A4(2014·山东·17)如图7所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A以下判断正确的是() A变压器输入功率为484 WB通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1n21135.图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为101，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R1R

10、2R320 和电容器C连接成如图甲所示的电路其中，电容器击穿电压为8 V，各电表均为理想交流电表，开关S处于断开状态，则()A电压表的读数为10 VB电流表的读数约为0.05 AC电阻R2上消耗的功率为2.5 WD若闭合开关S，电容器会被击穿6如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器升压变压器原、副线圈匝数比为1100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 .降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW.

11、下列说法中正确的有()A降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 HzB远距离输电线路损耗功率为180 kWC当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大D当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大专题六 电磁感应和电路 第2课时直流电路和交流电路 答案 例1审题突破当R4的滑片向b端移动时，其电阻如何变化？电容器两极板间电压和哪部分电路电压相等？如何分析电源的输出功率变化情况？解析滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4的阻值越来越小，故并联电路的总电阻减小，根据串联电路的分压规律可得：R3的电压减小，消耗的功率减小，故A错误；电容器电压等于R3的，故也减小，所以质点P将向下运动，所以

12、D错误；外电路总电阻减小，所以干路电流I1增大，而R3的电流I3减小，根据I1I3IA，可得电流表读数IA增大，所以B错误；因R1的阻值和电源内阻r相等，故外电路电阻大于电源内阻，且逐渐减小，由输出功率与外电阻的关系可得：电源的输出功率在增大，所以C正确答案C练习1答案C解析从图甲可知，图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的大小，故该金属丝的阻值随温度的升高而增大，所以A错误；图乙中电压表的指针偏转角越大，说明RT的阻值越大，即温度越高，所以B错误；若R0越大，电压表要偏转同样的角度，需RT的阻值更大，即温度更高，量程越大，所以C正确；温度越高，RT的阻值越大，电路电流越小，所以电源消耗的功率P

13、EI越小，故D错误例2解析R总R1R010 ，I A1 A，UR2 V，根据公式P得电阻R2上的热功率为PR2 W，故A正确；0.02 s通过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，故B错误；T0.02 s，100 rad/s，E10 V1×2 V12 V，e12cos 100t(V)，故C错误；电动势的最大值为Em12 VnBS，mBS(Wb)，sin 100t(Wb)，线圈开始转动到t s的过程中，通过电阻的电量为 C，故D正确答案AD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“

14、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练习2答案AC解析A从图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A正确B.从图象可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为23，则转速之比为32，故B错误C.由图象可知曲线a的周期Ta4×102 s，则曲线a表示的交变电动势频率fa25 Hz，故C正确D.交变电动势的最大值EmNBS，则曲线a、b表示的交变电动势的峰值之比为EmaEmbab32，即EmbEma10 V，故曲

15、线b表示的交变电动势的有效值为E有 V5 V，D错误例3解析开关S闭合，负载的总电阻减小，又副线圈的电压U2不变，所以副线圈的电流增大，电流表A2示数变大，根据变流规律可得原线圈电流增大，电流表A1示数增大，配电房和教室间有相当长的一段距离，导线所耗电压增大，故并联电路的电压减小，即电压表V3示数减小，所以电流表A3的示数减小，所以A、B错误，C正确；副线圈电压不变，即V2示数不变，所以D错误答案C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、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不

16、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，输出决定输入练习3. 答案D解析设A、B两端所加电压为U.由欧姆定律知，通过A2表的电流大小I2.通过升压变压器升压后输出电压UU，降压变压器输入端获得的电压为UI1·2RUI1·2R，灯泡L1两端电压为(UI1·2R)，则通过灯泡L1的电流为.故由变压器电流变化规律得I1.又因为n1n4<n2n3，解上式得I1.因为RL>2R，所以I1<I2，选项A错误通过灯泡L1的电流为I1I1>I2，故灯泡L1亮度更大

17、，选项B错误由于I1<I2，根据欧姆定律以及电功率的有关知识可知，选项C错误，选项D正确例4审题突破由题图乙可知交流电的哪些信息？P的位置向上移动，原、副线圈的电压有何变化？解析电压表显示的为有效值，示数为10 V，A正确；0.01 s时感应电动势最大，故线圈平面与磁场方向平行，故B正确；若P的位置向上移动，匝数比减小，副线圈电压增大，R的大小不变时，电流表读数将增大，故C错误；若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，电压增大为原来的2倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍，故D正确答案ABD以题说法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

18、算，与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等，解答时应注意以下两点：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练习4答案AD解析当线框转到如图所示位置，穿过线框的磁通量为0，但线框中产生的感应电动势最大，故选项A正确；电压表V2测量的是副线圈的电压，副线圈电压由原线圈电压决定，与负载电阻变化无关，故选项B错误；电压表V1示数为有效值，等于u1，故选项C错误；理想变压器输入功率等于输出功率，则选项D正确.1答案AD解析由题图，磁敏电阻的阻值只与磁感应强度的大小有关，故B错误；随着磁感应强度变大，电阻变大，闭合开关S，图乙中只增加

19、磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，电压表的示数增大，故A正确；增加磁感应强度，aP段的两端电压增加，而电阻没变，故通过aP的电流一定增大，故C错误；如果原来的外电阻小于内电阻，增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，可能使得外电路电阻等于电源的内阻，此时电源的输出功率最大，故电源输出功率可能增大，故D正确2. 答案ABC 解析滑片P向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，干路电流I减小，I2减小，根据U1EUrIR2可知U1增大，通过R0的电流I0增大，则A1的示数I1II0减小，而V2的示数U2IR2减小，A、B正确；根据欧姆定律可知U2/I2R2为定值，又U1U2Ur，U1/I2R2r为定值，C正确；外电路电阻越大，电源效率越大，D错误。3答案B解析01 s时间内，感应电动势为E1n1/t11 V，电流为2 A；11.2 s内，感应电动势E2n2/t25