（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題九 直流電路與交流電路學(xué)案

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1、 專題九　直流電路與交流電路 江蘇卷考情導(dǎo)向 考點(diǎn) 考題 考情 直流電路的分析與計(jì)算 2016年T8考查串并聯(lián)電路電阻的求解及全電路歐姆定律 2013年T4考查閉合電路的歐姆定律、電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題 1．高考在本專題命題的題型多為選擇題． 2．高考命題熱點(diǎn)集中在變壓器的分析與計(jì)算，而電路的分析與計(jì)算、交變電流的產(chǎn)生、交變電流的圖象、“四值”問(wèn)題則是冷考點(diǎn)，復(fù)習(xí)中也要引起重視． 交變電流的產(chǎn)生與描述 2017年T7考查電容器的通交流隔直流，通高頻阻低頻，電感線圈通直流阻交流，通低頻阻高頻 變壓器問(wèn)題 2016年T4考查變壓器的構(gòu)造和原理 2015年T1考查變壓器原副

2、線圈匝數(shù)比與電壓比之間的關(guān)系 2014年T3考查理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等、遠(yuǎn)距離輸電 2013年T8考查變壓器的變壓原理和電容器對(duì)交流電的影響，通高頻阻低頻 考點(diǎn)1| 直流電路的分析與計(jì)算難度：中檔題 題型：選擇題 五年2考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第43頁(yè)) 1．(多選)(2016·江蘇高考T8)如圖9-1所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出．閉合開關(guān)S，下列說(shuō)法正確的有(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214149】 圖9-1 A．路端電壓為10 V B．電源的總功率為10 W C．a(chǎn)、b間電壓的大小為5 V D．a(chǎn)、b間用導(dǎo)

3、線連接后，電路的總電流為1 A 【解題關(guān)鍵】　解此題的關(guān)鍵有兩點(diǎn)： (1)注意識(shí)別a、b兩點(diǎn)連接前后、電路串、并聯(lián)的變化． (2)確定a、b兩點(diǎn)電壓時(shí)要選取零電勢(shì)點(diǎn)． AC　[根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得，外電路總電阻為10 Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過(guò)電源的電流為I＝A＝1 A，則路端電壓為U＝IR外＝10 V，選項(xiàng)A正確；電源的總功率P＝EI＝12 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若取電源負(fù)極的電勢(shì)為0，則a點(diǎn)電勢(shì)為φA＝2．5 V，b點(diǎn)電勢(shì)為φB＝7．5 V，a、b間電壓的大小為5 V，選項(xiàng)C正確；若a、b間用導(dǎo)線連接起來(lái)，根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得，外電路總電阻為7．5 Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律得

4、電路的總電流為I＝A≈1．26 A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 2．(2013·江蘇高考T4)在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖9-2所示．M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí)(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214150】 圖9-2 A．RM變大，且R越大，U增大越明顯 B．RM變大，且R越小，U增大越明顯 C．RM變小，且R越大，U增大越明顯 D．RM變小，且R越小，U增大越明顯 【解題關(guān)鍵】　 關(guān)鍵語(yǔ)句 信息解讀 導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)生警報(bào) S兩端電壓U增大，回路中

5、電流增大，傳感器電阻RM變小 一種報(bào)警裝置，電路如圖所示 傳感器M與R并聯(lián)，R并＝，R越大，RM變化時(shí)，對(duì)R并大小影響越大． C　[當(dāng)RM變大時(shí)，回路的總電阻R總變大，根據(jù)I總＝，得干路中的電流變小，S兩端的電壓U＝I總RS變小，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)RM變小時(shí)，回路的總電阻R總＝＋RS變小，根據(jù)I總＝，得干路中的電流變大，S兩端的電壓U＝I總RS變大，而且R越大，RM變小時(shí)，對(duì)回路的總電阻變化的影響越明顯，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 1．明確1個(gè)定律、2個(gè)關(guān)系 (1)閉合電路的歐姆定律：I＝． (2)路端電壓與電流的關(guān)系：U＝E－Ir． (3)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 U＝I

6、R＝E＝E，路端電壓隨外電阻的增大而增大，隨外電阻的減小而減?。? 2．明確引起電路動(dòng)態(tài)變化的原因 (1)滑動(dòng)變阻器、熱敏電阻或光敏電阻的阻值變化． (2)某支路開關(guān)閉合或斷開． 3．程序法分析直流電路的動(dòng)態(tài)變化 R局I總＝U內(nèi)＝I總rU外＝E－U內(nèi)確定U支、I支 ●考向1　直流電路內(nèi)的電場(chǎng) 1．(2017·宿遷三模)飛機(jī)在空中飛行時(shí)，其表面因不斷與空氣摩擦而帶電．某次飛行中，飛機(jī)0．5 s內(nèi)帶電量增加約17 μC，此過(guò)程中形成的電流約為(　　) A．34 mA　　　　　　 B．34 μA C．8．5 mA D．8．5 μA B　[已知飛機(jī)0．5 s內(nèi)帶電量增加約17

7、 μC，此過(guò)程中形成的電流約：I＝＝ A＝34×10－6 A＝34 μA．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．] ●考向2　直流電路的動(dòng)態(tài)分析 2．(2017·南京四模)如圖9-3所示的電路中，開關(guān)S閉合一段時(shí)間后，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖9-3 A．滑片M向上滑動(dòng)過(guò)程中，電容器充電 B．滑片N向左滑動(dòng)過(guò)程中，流過(guò)R2的電流向上 C．滑片N向左滑動(dòng)，電源輸出功率一定增大 D．滑片N向右滑動(dòng)，電容器的電能減少 D　[當(dāng)滑片M向上滑動(dòng)時(shí)，對(duì)電路結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響，電路總電阻沒(méi)有變化，故電容器保持原來(lái)的狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；滑片N向左滑動(dòng)過(guò)程中，變阻器R3的阻值增大，電路總電阻增大，總電流減小，

8、R3兩端的電壓U＝E－I(R1＋r)增大，電容器兩端的電壓增大，電容器充電，流過(guò)R2的電流向下，故B錯(cuò)誤；滑片N向左滑動(dòng)，變阻器R3的電阻變大，外電阻增大，但因?yàn)椴恢纼?nèi)外電阻的關(guān)系，所以電源的輸出功率變化情況無(wú)法判斷，故C錯(cuò)誤；滑片N向右滑動(dòng)，變阻器R3的阻值減小，電路總電阻減小，總電流增大，變阻器R3兩端的電壓U＝E－I(R1＋r)減小，電容器兩端的電壓等于變阻器R3兩端的電壓，根據(jù)Q＝CU知電容器放電，電容器的電能減少，故D正確．] 3．(多選)(2017·南通二模)如圖9-4所示的閉合電路中，R是半導(dǎo)體光敏電阻，R1為滑動(dòng)變阻器．現(xiàn)用一束光照射光敏電阻，則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17

9、214151】 圖9-4 A．電壓表讀數(shù)變小　　 B．電流表讀數(shù)變小 C．電源的總功率變大 D．電源內(nèi)阻的功率變大 ACD　[半導(dǎo)體光敏電阻的阻值隨光照增加而減小，故用一束光照射光敏電阻電阻減小，則由閉合電路歐姆定律可知，電流增大，故電流表示數(shù)增大；則由P＝EI可知，電源的總功率變大，由P＝I2r可知，電源內(nèi)阻的功率變大；因電流增大，則內(nèi)電壓和滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大，故電壓表示數(shù)減小，故A、C、D正確，B錯(cuò)誤．] ●考向3　直流電路的計(jì)算 4．(2017·蘇錫常二模)如圖9-5所示，電源為恒流電源(能始終提供恒定的電流)，R0為定值電阻，電流表和電壓表均為理想電表，移動(dòng)滑動(dòng)

10、變阻器R的滑片，則下列電壓表示數(shù)U和電路總功率P隨電流表示數(shù)I變化的關(guān)系圖線中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214152】 圖9-5 A　　　　　　B C　　　　　　D D　[設(shè)恒流源提供的電流為I0．則通過(guò)R0的電流為：IR＝I0－I，則電壓表示數(shù)為：U＝IRR0＝(I0－I)R0＝－IR0＋I(xiàn)0R0，I0和R0是定值，則根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知U-I圖象是不過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線，故A、B錯(cuò)誤．電路總功率為：P＝UI0＝(I0－I)R0I0＝－R0I0I＋R0I，I0和R0是定值，可知P-I圖象是向下傾斜的直線，故C錯(cuò)誤，D正確．] 考點(diǎn)2| 交變電流的產(chǎn)生與描述難度：

11、中檔題 題型：選擇題 五年1考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第44頁(yè)) 3．(多選)(2017·江蘇高考T7)某音響電路的簡(jiǎn)化電路圖如圖9-6所示，輸入信號(hào)既有高頻成分，也有低頻成分，則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214153】 圖9-6 A．電感L1的作用是通高頻 B．電容C2的作用是通高頻 C．揚(yáng)聲器甲用于輸出高頻成分 D．揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分 【解題提示】　根據(jù)電容器的特性：通交隔直，通高阻低，以及電感線圈的特性：通直阻交，通低阻高來(lái)分析選擇． BD　[電感的特點(diǎn)是通低頻阻高頻，電容的特點(diǎn)是通高頻阻低頻，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確； 混合信號(hào)輸入后，高頻成分被L1阻礙，再經(jīng)C1

12、過(guò)濾一部分，則通過(guò)揚(yáng)聲器甲的是低頻成分，選項(xiàng)C錯(cuò)誤； 當(dāng)混合信號(hào)輸入后，電容C2讓高頻信號(hào)順利通過(guò)，電感L2不能過(guò)濾掉高頻成分，但可以過(guò)濾掉低頻成分，故通過(guò)揚(yáng)聲器乙的是高頻成分，選項(xiàng)D正確．] 解決交變電流的產(chǎn)生和描述的基本思路 (1)兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn) ①線圈平面與中性面重合時(shí)，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生改變． ②線圈平面與中性面垂直時(shí)，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，電流方向不改變． (2)書寫交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的基本思路 ①確定正弦式交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式Em＝nBSω求出相應(yīng)峰值． ②明確線圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的

13、函數(shù)關(guān)系式． a．若線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則i-t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imsin ωt． b．若線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則i-t圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imcos ωt． ●考向1　交變電流的產(chǎn)生 5．(2017·泰州三模)法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)，如圖9-7所示，圓形金屬盤安置在電磁鐵的兩個(gè)磁極之間，兩電刷M、N分別與盤的邊緣和中心接觸良好，且與靈敏電流計(jì)相連，金屬盤繞中心軸沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則(　　) 圖9-7 A．電刷M的電勢(shì)高于電刷N的電勢(shì) B．若只將電刷M移近N，電流計(jì)的示數(shù)變大 C．若只提高金屬盤轉(zhuǎn)速，電流計(jì)的示數(shù)變大 D

14、．若只將變阻器滑片向左滑動(dòng)，電流計(jì)的示數(shù)變大 C　[根據(jù)安培定則可知，電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向右，由右手定則判斷可知，金屬盤產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從M到N，則電刷M的電勢(shì)低于電刷N的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；若僅將電刷M移近N，使電刷MN之間距離減小，切割磁感線的有效長(zhǎng)度減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，則電流計(jì)的示數(shù)變小，故B錯(cuò)誤；若只提高金屬盤轉(zhuǎn)速，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，故電流計(jì)的示數(shù)變大，故C正確；若僅將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭向左滑，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，電路電流減小，磁場(chǎng)減弱，電流計(jì)的示數(shù)將減小，故D錯(cuò)誤．] 6．(2017·蘇錫常二模)在我國(guó)南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔，其原理如圖9-8甲所

15、示．浮桶內(nèi)的磁體通過(guò)支柱固定在暗礁上，浮桶內(nèi)置圓形線圈隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，上下運(yùn)動(dòng)的速度v＝0．4πsin(πt)m/s，且始終處于輻射磁場(chǎng)中，該線圈與阻值R＝15 Ω的燈泡相連；浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成(圖乙中陰影部分)，其內(nèi)部為產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體；線圈匝數(shù)N＝200匝，線圈所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0．2 T，線圈直徑D＝0．4 m，電阻r＝1 Ω．計(jì)算時(shí)取π2的值為10． 甲　　　　　乙 圖9-8 (1)求線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em； (2)求燈泡工作時(shí)消耗的電功率P； (3)若此燈塔的發(fā)電效率為90%，求3 min內(nèi)海浪提供給發(fā)電燈塔的能量． 【

16、導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214154】 【解析】　(1)線圈在磁場(chǎng)中切割磁感線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)最大值為：Em＝NBlvmax ，其中：l＝πD 聯(lián)立得：Em＝πNBDvmax ＝π×200×0．2×0．4×0．4π V＝64 V． (2)電動(dòng)勢(shì)的有效值為：E＝＝ V＝32 V，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I＝ 得：I＝ A＝2 A 那么燈泡電流的有效值為：I＝2 A 燈泡兩端電壓的有效值為：U＝IR＝2×15 V＝30 V 則燈泡的功率為：P＝I2R＝(2)2×15 W＝120 W． (3)此燈塔的發(fā)電效率為90%，根據(jù)能量守恒定律，有：90%E總＝UIt 解得：E總＝＝ J＝2．4×104 J

17、． 【答案】　(1)64 V　(2)120 W　(3)2．4×104 J ●考向2　交變電流的“四值” 7．(2017·香洲區(qū)期中)如圖9-9所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈，邊長(zhǎng)L1＝0．40 m、L2＝0．25 m，其匝數(shù)n＝100匝，總電阻r＝1．0 Ω，線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過(guò)電刷和R＝3．0 Ω的定值電阻相連接．線圈所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1．0 T，在外力驅(qū)動(dòng)下線圈繞豎直固定中心軸O1O2勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω＝2．0 rad/s．求： 圖9-9 (1)電阻R兩端電壓的最大值； (2)從線圈通過(guò)中性

18、面(即線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直的位置)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)周期通過(guò)電阻R的電荷量； (3)在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱． 【解析】　(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBSω，其中S＝L1L2 Em＝nBSω＝nBL1L2ω＝20 V 線圈中感應(yīng)電流的最大值Im＝＝5．0 A 電阻R兩端電壓的最大值Um＝ImR＝15 V． (2)設(shè)從線圈平面通過(guò)中性面時(shí)開始，經(jīng)過(guò)周期的時(shí)間Δt＝＝ 此過(guò)程中線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E＝n＝n 通過(guò)電阻R的平均電流：＝＝ 通過(guò)電阻R的電荷量：q＝Δt＝ 代入數(shù)據(jù)，解得：q＝2．5 C． (3)線圈中感應(yīng)電流的有效值I＝＝ A 線

19、圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電流通過(guò)整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱：Q熱＝I2(R＋r)T＝50π J≈157 J． 【答案】　(1)15 V　(2)2．5 C　(3)157 J ●考向3　交變電流的圖象 8．(2017·湖北模擬)如圖9-10甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩個(gè)匝數(shù)相同的正方形金屬線圈分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙中曲線a、b所示，則(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙 圖9-10 A．t＝0時(shí)刻，兩線圈均處于垂直于中性面的位置 B．a(chǎn)、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3 C．a(chǎn)、b對(duì)應(yīng)的兩線圈面積之比為1∶1 D．若只改變兩線圈的

20、形狀(匝數(shù)不變)，則兩線圈電動(dòng)勢(shì)的有效值之比一定不變 C　[在t＝0時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，此時(shí)線圈一定處在中性面上，故A錯(cuò)誤；由圖可知，a的周期為4×10－2 s，b的周期為6×10－2 s，則由n＝可知，轉(zhuǎn)速與周期成反比，故轉(zhuǎn)速之比為3∶2，故B錯(cuò)誤；由圖可知，a的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Ea＝15 V，b的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Eb＝10 V，根據(jù)Em＝NBSω可知＝＝，故C正確；改變線圈的形狀，線圈的面積可能會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)E＝可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能會(huì)發(fā)生變化，故兩線圈電動(dòng)勢(shì)的有效值之比不一定不變，故D錯(cuò)誤．] 考點(diǎn)3| 變壓器問(wèn)題難度：中檔題 題型：選擇題 五年4考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書

21、第46頁(yè)) 4．(多選)(2013·江蘇高考T8)如圖9-11所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光．要使燈泡變亮，可以采取的方法有(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214155】 圖9-11 A．向下滑動(dòng)P B．增大交流電源的電壓 C．增大交流電源的頻率 D．減小電容器C的電容 【解題關(guān)鍵】　解此題應(yīng)注意兩點(diǎn)： (1)燈泡變亮的方法有增大副線圈電壓和減小容抗XC兩種． (2)容抗XC與交流電頻率和電容的關(guān)系為XC＝． BC　[要使燈泡變亮，根據(jù)歐姆定律，一方面可使變壓器的輸出電壓U2變大，另一方面可使電路對(duì)交流電的阻礙作用減小

22、．由＝知，向下滑動(dòng)P時(shí)，U2變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；增大交流電源的電壓U1，U2變大，選項(xiàng)B正確；由XC＝知，增大交流電源的頻率時(shí)，容抗XC變小，選項(xiàng)C正確；減小電容器C的電容，容抗XC變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 5．(2015·江蘇高考T1)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 B　[根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系＝，得n2＝＝＝400，選項(xiàng)B正確．] 6．(2016·江蘇高考T4)一自耦變壓器如圖9-12所示，環(huán)形

23、鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈．在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2．在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中(　　) 圖9-12 A．U2＞U1，U2降低　　　 B．U2＞U1，U2升高 C．U2＜U1，U2降低 D．U2＜U1，U2升高 C　[a、b間作為原線圈(匝數(shù)不變)接電壓為U1的交變電流，在滑動(dòng)觸頭由M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，相當(dāng)于副線圈的匝數(shù)變少，由變壓器工作原理＝知，U1＞U2，且U2降低，選項(xiàng)C正確．] 7．(2014·江蘇高考T3)遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖9-1

24、3所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R．變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是(　　) 圖9-13 A．＝ B．I2＝ C．I1U1＝IR D．I1U1＝I2U2 D　[根據(jù)理想變壓器的工作原理得I1U1＝I2U2、＝．U2不是加在R兩端的電壓，故I2≠，而I1U1等于R上消耗的功率IR與下一級(jí)變壓器的輸入功率之和．選項(xiàng)D正確．] 變壓器分析與計(jì)算的兩點(diǎn)技巧 (1)理想變壓器問(wèn)題中的兩個(gè)“理清” ①理清變量和不變量．如原線圈電壓不變，原、副線圈的匝數(shù)比不變，其他物理量可隨電路的變化而發(fā)

25、生變化． ②理清動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中的決定關(guān)系，如U2由U1決定，P1、I1由P2、I2決定． (2)理想變壓器問(wèn)題的分析流程 ①由＝分析U2的情況； ②由I2＝分析I2的情況； ③由P1＝P2＝I2U2判斷輸入功率的情況； ④由P1＝I1U1分析I1的變化情況． ●考向1　變壓器的基本關(guān)系 9．(2017·蘇錫常二模)如圖9-14所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b．當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的9倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光．下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖9-14 A．此時(shí)a和b的電功率之比為1∶1 B．原、副線圈匝數(shù)比為9∶1 C．原、副線圈匝數(shù)比

26、為8∶1 D．此時(shí)a和b的電功率之比為8∶1 C　[燈泡正常發(fā)光，則其電壓均為額定電壓，因?yàn)檩斎腚妷篣為燈泡額定電壓的9倍，所以原線圈輸入電壓為燈泡額定電壓的8倍，輸出電壓等于燈泡的額定電壓，可知，原副線圈匝數(shù)之比為＝，根據(jù)公式＝得a和b的電流之比為＝，故A、B錯(cuò)誤，C正確；由于小燈泡兩端的電壓相等，所以根據(jù)公式P＝UI可得，兩者的電功率之比為1∶8，故D錯(cuò)誤．] ●考向2　變壓器動(dòng)態(tài)分析 10．(多選)(2017·徐州期末)如圖9-15所示，理想變壓器原線圈接入正弦交流電，副線圈的匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭P調(diào)節(jié)．RT為熱敏電阻，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值變小．下列說(shuō)法正確的有(　　)

27、 圖9-15 A．P向下滑動(dòng)時(shí)，電壓表讀數(shù)變大 B．P向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小 C．若環(huán)境溫度升高，變壓器的輸入功率變大 D．若環(huán)境溫度升高，燈泡消耗的功率變小 BC　[根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知，當(dāng)P向下滑動(dòng)時(shí)，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，電壓表讀數(shù)變小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知，當(dāng)P向下滑動(dòng)時(shí)，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，副線圈電流減小，輸出功率變小，根據(jù)輸入功率等于輸出功率，知原線圈電流也減小，所以電流表讀數(shù)變小，故B正確；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值會(huì)變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會(huì)變大，原線圈的電流也會(huì)

28、變大，變壓器的輸入功率變大，故C正確；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值會(huì)變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會(huì)變大，根據(jù)P＝I2R，燈泡消耗的功率變大，故D錯(cuò)誤．] 11．(多選)(2017·徐州模擬)如圖9-16所示，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，原線圈所接交變電壓u＝25sin 100πt(V)，C為電容器，L為自感線圈，剛開始開關(guān)S斷開，下列說(shuō)法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214156】 圖9-16 A．開關(guān)閉合前，交流電壓表示數(shù)12．5 V B．開關(guān)閉合穩(wěn)定后，燈泡比閉合前暗 C．只增加交變電流的頻率，燈泡變亮 D．只增加交變電流的頻率，電壓表讀數(shù)變

29、大 AB　[由題可知，原線圈的電壓有效值為25 V，根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)關(guān)系可知，開關(guān)閉合前，交流電壓表示數(shù)為副線圈兩端的電壓：U2＝·U1＝×25 V＝12．5 V，故A正確；開關(guān)閉合后燈泡與電容器并聯(lián)，電路中的電流值增大，線圈對(duì)電路中電流的阻礙作用增大，則線圈上分擔(dān)的電壓增大，所以燈泡比閉合前暗，故B正確；交流電的頻率越大，電感線圈對(duì)交流的阻礙作用就越大，所以電路的電流會(huì)減小，燈泡的亮度要變暗，故C錯(cuò)誤；交流電的頻率對(duì)變壓器的變壓關(guān)系沒(méi)有影響，故D錯(cuò)誤．] 熱點(diǎn)模型解讀| 遠(yuǎn)距離輸電模型 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第47頁(yè)) 考題 2015·福建高考T15 2014·江蘇高考T3

30、2014·浙江高考T15 模型 展示 模型 解讀 (1)輸電過(guò)程的電壓關(guān)系： U2＝U3＋Ur，即升壓變壓器副線圈兩端電壓U2等于降壓變壓器原線圈兩端電壓U3與輸電線上的電壓Ur之和． (2)輸電過(guò)程功率的關(guān)系： P1＝P2＋Pr，即升壓變壓器原、副線圈功率P1等于降壓變壓器原、副線圈功率P2與輸電線損失功率Pr之和；輸電線上損失功率Pr＝Ir，其中輸電電流I2＝． (3)解題過(guò)程中應(yīng)注意變壓器原副線圈之間電流、電壓、功率的制約關(guān)系． [典例]　(2017·河北邢臺(tái)質(zhì)檢)如圖9-17甲是遠(yuǎn)距離輸電線路示意圖，圖乙是用戶端電壓隨時(shí)間變化的圖象，則(　　)

31、 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214157】 圖9-17 A．發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電的頻率是100 Hz B．降壓變壓器輸出的電壓有效值是340 V C．輸電線的電流僅由輸送功率決定 D．僅增加升壓變壓器的副線圈匝數(shù)，其他條件不變，輸電線上損失的功率減小 【解題指導(dǎo)】　由乙圖可知交流電的周期T＝0．02 s，則頻率f＝＝50 Hz，變壓器不改變交流電的周期與頻率，則A錯(cuò)誤．由乙圖可知Um＝340 V，有效值U＝<340 V，則B錯(cuò)．輸電線的電流由輸送功率和輸送電壓共同決定，則C錯(cuò)誤．當(dāng)僅增加升壓變壓器的副線圈匝數(shù)時(shí)，則輸電電壓增大，由P＝UI可知，輸電電流減小，再由P＝I2R可知輸電線上損

32、失的功率減小，則D正確． 【答案】　D [拓展應(yīng)用]　某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500 V，輸出的電功率為50 kW，用總電阻r＝3 Ω的輸電線向遠(yuǎn)處送電，要求輸電線上損失的功率為輸電功率的0．6%，則發(fā)電站要安裝一個(gè)升壓變壓器，到達(dá)用戶再用降壓變壓器變?yōu)?20 V供用戶使用(兩個(gè)變壓器均為理想變壓器)，如圖9-18所示．對(duì)整個(gè)送電過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖9-18 A．輸電線上的損失功率為300 W B．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100 C．輸電線中的電流為100 A D．降壓變壓器的輸入電壓為4 700 V A　[輸電線上損失的功率Pr＝50 kW×0．6%＝300 W，選項(xiàng)A正確；由Pr＝Ir得輸電線中的電流I2＝10 A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)的輸出電流I1＝＝ A＝100 A，升壓變壓器的匝數(shù)比＝＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；升壓變壓器的輸出電壓U2＝＝5 000 V，降壓變壓器的輸入電壓為U2－I2r＝4 970 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 15