专题六电磁感应和电路第2讲 直流电路和交流电路

1、专题六电磁感应和电路高考题型1直流电路的动态分析高考题型2交流电的产生和描述高考题型3变压器和远距离输电问题高考题型4交变电流的综合问题分析 栏目索引高考题型1直流电路的动态分析解题方略1纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较(2)非纯电阻电路：电功WUIt，电功率PUI，电热QI2Rt，电热功率P热I2R，电功率大于电热功率，即WQ，故求电功、电功率只能用WUIt、PUI，求电热、电热功率只能用QI2Rt、P热I2R.2电源的功率和效率(1)电源的几个功率电源的总功率：P总EI电源内部消耗的功率：P内I2r电源的输出功率：P出UIP总P内3直流电路动态分析方法(1)程序法：基本思路是“

2、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，再由闭合电路欧姆定律判断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)例1如图1所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，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()A电压表读数减小B电流表读数减小C质点P将向上运动DR4上消

3、耗的功率逐渐增大图1解析滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，则内电压增大，由闭合电路欧姆定律可知路端电压减小，R1两端的电压增大，并联部分电压减小，即R2与R4串联电路两端的电压减小；因并联部分电压减小，则R3中的电流减小，而干路电流增大，故电流表中的电流增大，故B错误；而由于电流表示数增大，由欧姆定律可知R2两端的电压增大，故R4两端的电压减小，电压表示数减小，故A正确；电容器两端的电压减小，质点所受电场力减小，则质点将向下移动，故C错误；将R4之外的其他部分等效为电源的内电阻，则由电源的输出功率可知，当内、外电阻相等时，输出功率最大，因不明确电阻的大小关系，

4、故R4上消耗的功率可能先增加后减小，故D错误答案A预测1如图2所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)闭合开关S后，随着光照强度逐渐增强()A两只灯泡均逐渐变暗B两只灯泡均逐渐变亮C电源内电路消耗的功率逐渐增大D光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐增大图2解析当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则L2灯逐渐变亮由UEIr可知，路端电压减小，L2灯的电压增大，则R两端的电压减小，故L1灯逐渐变暗，故A、B错误；总电流增大，由PI2r知电源内电路消耗功率逐渐增大，故C正确；将L2灯看成电源内电

5、路的一部分，光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，外电阻减小时，等效电源的内、外电阻的差加大，输出功率减小，则光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐减小，故D错误答案C预测2某温控电路的原理图如图3所示，RM是负温度系数半导体热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在1527 的环境中工作当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备下列说法中正确的是()A环境温度降低，RM的阻值减小B环境温度升高，Uab变大C滑片P向下移动时，Uab变大D调节滑片P能改变升温和降温设备启动时的临界温度图3解析RM是半导体热敏电阻，环

6、境温度降低时，RM的阻值增大，故A错误；环境温度升高时，RM的阻值减小，根据串联电路中电压与电阻成正比，可知Uab变小，故B错误；滑片P向下移动时，R增大，总电流减小，则Uab变小，故C错误；调节滑片P时，可改变Uab，从而改变升温和降温设备启动时的临界温度，故D正确答案D高考题型2交流电的产生和描述解题方略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交流电的“四值”(1)最大值EmNBS.分析电容器的耐压值(2)瞬时值eNBSsin t.计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况例2如图4所示，边长L

7、0.2 m的正方形线圈abcd，其匝数n10，总电阻r2 ，外电路的电阻R8 ，ab边的中点和cd边的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B1 T，若线圈从图示位置开始计时，以角速度2 rad/s绕OO轴匀速转动则以下判断中正确的是()图4答案C预测3(多选) 如图5所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动沿着OO从上向下观察，线圈沿逆时针方向转动已知线圈匝数为n，总电阻为r，ab边长为l1，ad边长为l2，线圈转动的角速度为，外电阻阻值为R，匀强磁场的磁感应强度为B，则下列判断正确的是()图5在图示位置穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最

8、大，故C正确，D错误答案ABC图6解析由图可知，该交流电的周期为0.02 s，故交流电压的频率f50 Hz，故A正确，B错误；答案B预测5一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图7甲所示已知发电机线圈内阻为5 ，现外接一只电阻为105 的灯泡，如图乙所示，则()A电路中的电流方向每秒钟改变50次B电压表 的示数为220 VC灯泡实际消耗的功率为440 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20 J图7答案D1理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入P出高考题型3变压器和远距离输电问题解题方略2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、

9、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，输出决定输入例3(2015新课标全国16) 一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图8所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()图8答案A预测6(多选)如图9为模拟远距离输电电路，两理想变压器的线圈匝数n1n4n2

10、n3，A1、A2、A3为相同的理想交流电流表，当a、b端接入低压交流电源时，则()AA1、A3的示数相等BA1、A2的示数相等CA1的示数大于A2的示数DA2的示数大于A3的示数图9答案AC预测7如图10所示，理想变压器原、副线圈匝数比为101，输入电压u311 sin (100t) V，L1和L2灯泡都正常发光，两电表可视为理想交流电表则()A该交流电的频率为100 HzB电压表的示数为31.1 VC若将变阻器的滑片P向上滑动，则电流表的示数将变大D若将变阻器的滑片P向上滑动，则灯泡L1将变暗、灯泡L2将变亮图10原线圈的电压的有效值为220 V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的有效值为2

11、2 V，所以B错误；在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，滑动变阻器的阻值变小，电路的总电阻减小，由于电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以电流变大，即电流表读数变大，L1两端电压不变，所以亮度不变，L2将变亮，故C正确，D错误答案C预测8(多选)如图11所示，理想变压器原线圈匝数为n1；副线圈a、b之间匝数为n2，b、c之间匝数为n3；且有n1n2n3521.原线圈两端加交流电压U1220 V，图中电压表和电流表均为理想交流电表下列说法正确的是()A开关打在a处时，电压表的示数为88 VB开关打在b处时，将滑动变阻器滑片P向下滑动的过程中，变压器输入功率逐渐增大C滑动变阻器保持不变，当开关

12、由a打到b，电压表前后示数之比为31D滑动变阻器保持不变，当开关由a打到b，电流表前后示数之比为31图11无论开关打a还是打到b，只要滑动变阻器的滑片向下滑动，变阻器的阻值减小，消耗的功率增大，因而输入功率也增大，B正确；答案BC高考题型4交变电流的综合问题分析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解题方略例4(多选)如图12所示，匝数n100匝、面积为S0.448 m2的导线框ABCD所在处的磁感应强度大小B T线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度100 rad/s匀速转动，并与理想升压变压器相连进行远距离输电，升压变压器的原、副线圈匝数之比为25，理想降压变压器副线圈接入一只“220 V,1 100 W”的灯泡，且灯泡正常发光，输电线路总电阻r20 ，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则下列说法中正确的是()图12A电压表的读数为448 VB输电线路的电流为0.98 AC电流表的读数为2.5