2018年高考物理二輪復習 專題10 直流與交流電路學案

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1、 專題10 直流與交流電路 構建知識網絡： 考情分析： 本專題包含直流電路的動態(tài)分析、電路故障的分析和判斷、直流電路中能量轉化、交變電流的產生與描述、變壓器的規(guī)律及遠距離輸電等知識點，是高考命題的熱點，特別是交變電流有效值的計算、變壓器的動態(tài)分析、電路知識與電磁感應的綜合應用等年年是高考的座上賓。從高考的考查重點不難看出，掌握電路的基本結構和基本規(guī)律是獲得高分的關鍵。 重點知識梳理： 一、閉合電路的歐姆定律 1．公式：I＝ 2．路端電壓與電流的關系：U＝E－Ir. 3．路端電壓與負載的關系：U＝IR＝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小． 二、純電

2、阻電路和非純電阻電路的電功、電功率 1.純電阻電路：電功全部轉化為電熱，有 2.非純電阻電路：電功大于電熱，計算電功、電功率用， 計算電熱、熱功率 二、交流電的“四值” ?? ?? ?E＝? ?＝n? 三、變壓器和遠距離輸電 1．理想變壓器的基本關系 基本 關系 功率關系 P入＝P出 電壓關系 ＝，與負載、副線圈的個數(shù)無關 電流關系 只有一個副線圈：＝ 頻率關系 f1＝f2 2.為減小遠距離輸電的功率損失和電壓損失，遠距離輸電采用高壓輸電. 【名師提醒】 1.明確1個定律、2個關系 (1)閉合電路的歐姆定律：I＝. (2)路端電壓與

3、電流的關系：U＝E－Ir. (3)路端電壓與負載的關系 U＝IR＝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小. 2.直流電路動態(tài)分析的3種常用方法 方法1：程序法 R局I總＝U內＝I總rU外＝E－U內確定U支、I支 方法2：結論法——“串反并同” “串反”：指某一電阻增大(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、電功率都將減小(增大). “并同”：指某一電阻增大(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、電功率都將增大(減小). 方法3：極限法 因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端

4、，使電阻最大或電阻為零去討論. 3.線圈通過中性面時的特點 (1)穿過線圈的磁通量最大； (2)線圈中的感應電動勢為零； (3)線圈每經過中性面一次，感應電流的方向改變一次. 4.交變電流“四值”的應用 (1)最大值：Em＝nBSω，分析電容器的耐壓值； (2)瞬時值：E＝Emsin ωt(由中性面開始計時)，計算閃光電器的閃光時間、線圈某時刻的受力情況； (3)有效值：電表的讀數(shù)及計算電熱、電功、電功率及保險絲的熔斷電流； (4)平均值：E＝n，計算通過電路截面的電荷量. 5.理想變壓器的基本關系式 (1)功率關系：P入＝P出. (2)電壓關系：＝.

5、 若n1＞n2，為降壓變壓器；若n1＜n2，為升壓變壓器. (3)電流關系：只有一個副線圈時，＝； 有多個副線圈時，U1I1＝U2I2＋U3I3＋……＋UnIn. 2.原、副線圈中各量的因果關系 (1)電壓關系：U1決定U2. (2)電流關系：I2決定I1. (3)功率關系：P出決定P入. 3.輸電過程的電壓關系 4.輸電過程功率的關系 典型例題剖析： 考點一：直流電路的動態(tài)分析 【典型例題1】在如圖所示的電路中，E為電源，電源內阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，為理想電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，將滑動變阻器的滑片向上移

6、動，則(　　) A.電壓表的示數(shù)變大 B.小燈泡消耗的功率變小 C.通過R2的電流變小 D.電源的內耗電壓變大 【答案】 B 【解析】將滑動變阻器的滑片向上移動，滑動變阻器接入電路的阻值增大，電路中的總電阻增大；由閉合電路歐姆定律可得，電路中的電流減小，故R1兩端的電壓減小，并聯(lián)部分電壓增大，通過R2的電流變大，A、C錯誤；由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，流過燈泡的電流一定減小，故由P＝I2R可知，小燈泡消耗的功率變小，B正確；因電路中電流減小，故電源的內耗電壓減小，D錯誤。 【變式訓練1】(2017·淮安模擬)在如圖所示的電路中，閉合開關S，當滑動變

7、阻器的滑動觸頭P向上滑動過程中，下列說法正確的是(　　) A．電容器的電荷量增大 B．電流表A的示數(shù)減小 C．電壓表V1示數(shù)在變大 D．電壓表V2示數(shù)在變大 【答案】 【變式訓練2】(名師原創(chuàng))在如圖所示的電路中，已知電阻R1的阻值小于滑動變阻器R的最大阻值．閉合電鍵S，在滑動變阻器的滑片P由左端向右滑動的過程中，四個電表V1、V2、A1、A2的示數(shù)及其變化量分別用U1、U2、I1、I2、ΔU1、ΔU2、ΔI1、ΔI2表示，下列說法中正確的是(　　) A．U1先變大后變小，I1不變 B．U1先變小后變大，I1變小 C.的絕對值先變大后變小，的絕對值不變

8、 D．U2先變小后變大，I2先變小后變大 【答案】 【解析】 片P由滑動變阻器的左端向右端滑動的過程中，滑動變阻器R的左半部分與R1串聯(lián)然后與R的右半部分并聯(lián)，并聯(lián)電阻先變大后變小，所以電路總電阻先變大后變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，I2先變小后變大，U1先變大后變小，由極限法可得當滑片P滑到滑動變阻器右端時，電流表A1把R1所在支路短路，此時I1最大，所以I1一直增大，A、B錯誤；對于C項，的絕對值等于電源的內阻，保持不變；的絕對值等于R2，保持不變，所以C錯誤；電阻R2不變，電壓表V2的示數(shù)U2＝I2R2，U2先變小后變大，D正確． 【名師提醒】 閉合電路動態(tài)分析的兩種常用方法

9、 方法1：程序法 ：遵循“局部—整體—部分”的思路，按以下步驟分析： 方法2：結論法——“串反并同” “串反”：指某一電阻增大(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、電功率都將減小(增大). “并同”：指某一電阻增大(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、電功率都將增大(減小). 考點二：閉合電路的功率及效率問題 【典型例題2】如圖所示，已知電源電動勢為6 V，內阻為1 Ω，保護電阻R0＝0.5 Ω，求：當電阻箱R讀數(shù)為多少時，保護電阻R0消耗的電功率最大，并求這個最大值。 【答案】：R＝0　P0max＝8 W 【變式訓練

10、3】例題中條件不變，求當電阻箱R讀數(shù)為多少時，電阻箱R消耗的功率PR最大，并求這個最大值。 【答案】：R＝1.5 Ω　PRmax＝6 W 【解析】：這時要把保護電阻R0與電源內阻r算在一起，據(jù)以上結論，當R＝R0＋r即R＝(1＋0.5) Ω＝1.5 Ω時，PRmax＝＝ W＝6 W。 【變式訓練4】在例題中，若電阻箱R的最大值為3 Ω，R0＝5 Ω，求：當電阻箱R讀數(shù)為多少時，電阻箱R的功率最大，并求這個最大值。 【答案】：R＝3 Ω　P＝ W 【名師提醒】 電源總功率 任意電路：P總＝EI＝P出＋P內 純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝ 電源內部消耗的功率 P內＝I2

11、r＝P總－P出 電源的輸出功率 任意電路：P出＝UI＝P總－P內 純電阻電路：P出＝I2R＝ P出與外電阻R的關系 電源的效率 任意電路：η＝×100%＝×100% 純電阻電路：η＝×100% 由P出與外電阻R的關系圖像可知 ①當R＝r時，電源的輸出功率最大為Pm＝。 ②當R＞r時，隨著R的增大輸出功率越來越小。 ③當R＜r時，隨著R的增大輸出功率越來越大。 ④當P出＜Pm時，每個輸出功率對應兩個外電阻R1和R2，且R1R2＝r2。 考點三：兩類U-I圖像的比較與應用 【典型例題3】(多選)(2017·衡水中學模擬)在如圖所示的圖像中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓

12、與電流的關系圖像，直線Ⅱ為某一電阻R的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。由圖像可知(　　) A．電源的電動勢為3 V，內阻為0.5 Ω B．電阻R的阻值為1 Ω C．電源的輸出功率為2 W D．電源的效率為66.7% 【答案】 BD 【變式訓練5】(多選)(2017·南京模擬)如圖所示，圖線甲、乙分別為電源和某金屬導體的伏安特性曲線，電源的電動勢和內阻分別用E、r表示，根據(jù)所學知識分析下列選項正確的是(　　) A．E＝50 V B．r＝ Ω C．當該導體直接與該電源相連時，該導體的電阻為20 Ω D．當該導體直接與該電源相連時，電

13、路消耗的總功率為80 W 【答案】 C 【解析】　由圖像的物理意義可知電源的電動勢E＝50 V，內阻r＝＝ Ω＝5 Ω，故A正確，B錯誤；該導體與該電源相連時，電阻的電壓、電流分別為U＝40 V，I＝2 A，則R＝＝20 Ω，此時，電路消耗的總功率P總＝EI＝100 W，故C正確，D錯誤。 【名師提醒】 電源U-I圖像 電阻U-I圖像 圖形 物理意義 電源的路端電壓隨電路電流的變化關系 電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關系 截距 與縱軸交點表示電源電動勢E，與橫軸交點表示電源短路電流 過坐標軸原點，表示沒有電壓時電流為零 坐標U、I 的乘積 表示電源的

14、輸出功率 表示電阻消耗的功率 坐標U、I 的比值 表示外電阻的大小，不同點對應的外電阻大小不同 每一點對應的比值均等大，表示此電阻的大小 斜率 (絕對值) 電源電阻r 電阻大小 考點四：交變電流的產生與描述 【典型例題4】(2017·蘇州模擬)如圖甲所示，在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，有一矩形單匝線圈，其面積為S，總電阻為r，線圈兩端外接一電阻R和一個理想交流電流表。若線圈繞對稱軸OO′以角速度ω做勻速轉動，圖乙是線圈轉動過程中產生的感應電動勢e隨時間t變化的圖像，下列說法正確的是(　　) A．在t1～t3時間內，穿過線圈平面的磁通量的變化量為BS B．

15、在t3～t4時間內，通過電阻R的電荷量為 C．在t3時刻穿過線圈平面的磁通量的變化率為2BSω D．在t3時刻電流表的示數(shù)為 【答案】 A 【變式訓練6】(多選)(2017·江蘇四市一模)如圖甲所示為風力發(fā)電的簡易模型圖，在風力的作用下，風葉帶動與其固定在一起的永磁鐵轉動，轉速與風速成正比。某一風速時，線圈中產生的正弦式電流如圖乙所示，則(　　) A．電流的表達式i＝0.6sin 10πt(A) B．磁鐵的轉速為10 r/s C．風速加倍時電流的表達式i′＝1.2sin 10πt(A) D．風速加倍時線圈中電流的有效值為 A 【答案】 D 【解析】　通過乙圖可知Im

16、＝0.6 A，T＝0.2 s，ω＝＝10π rad/s，故電流的表達式為：i＝0.6sin 10πt(A)，A正確；磁體的轉速為n＝＝5 r/s，B錯誤；風速加倍時，根據(jù)Em＝nBSω可知感應電動勢加倍，形成的電流加倍，故電流表達式變?yōu)閕′＝1.2sin 20πt(A)，C錯誤；風速加倍時，Im＝1.2 A，有效值I＝＝ A，D正確。 【名師提醒】 考點五：有關變壓器問題的分析 【典型例題5】(多選)(2016·海南高考)圖(a)所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所

17、接電壓u隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖(b)所示。下列說法正確的是(　　) A．變壓器輸入、輸出功率之比為4∶1 B．變壓器原、副線圈中的電流強度之比為1∶4 C．u隨t變化的規(guī)律為u＝51sin(50πt)(國際單位制) D．若熱敏電阻RT的溫度升高，則電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大 【答案】BD 【變式訓練7】(多選)(2017·南通模擬)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為44∶5，b是原線圈的中心抽頭，S為單刀雙擲開關，負載電阻R＝25 Ω。電表均為理想電表，在原線圈c、d兩端接入如圖乙所示的正弦交流電，下列說法正確的是(　　) A．當S與a連接，t

18、＝1×10－2s時，電流表的示數(shù)為0 B．當S與b連接，t＝1.5×10－2s時，電壓表的示數(shù)為50 V C．當S與b連接時，電阻R消耗的功率為100 W D．當S與a連接時，1 s內電阻R上電流方向改變100次 【答案】CD 【名師提醒】 1．明確變壓器各物理量間的制約關系 2．謹記三點提醒，全面清除雷區(qū) (1)變壓器匝數(shù)不變時，變壓器的輸入、輸出電壓均不變，但變壓器原、副線圈中的電流均隨負載的變化而變化。 (2)變壓器匝數(shù)變化時，要注意區(qū)分是原線圈還是副線圈匝數(shù)變化。 (3)當變壓器輸出電壓一定時，移動變阻器的滑動觸頭或改變接入的用電器多少時，引起的各物理量的變

19、化分析方法同直流電路的動態(tài)分析方法。 考點六：交流電的四種產生模式 【典型例題6】某興趣小組設計了一種發(fā)電裝置,如圖所示. 在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為,磁場均沿半徑方向. 匝數(shù)為N 的矩形線圈abcd 的邊長ab =cd =、bc =ad =2. 線圈以角速度繞中心軸勻速轉動,bc和ad 邊同時進入磁場. 在磁場中,兩條邊所經過處的磁感應強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直. 線圈的總電阻為r,外接電阻為R. 求: (1)線圈切割磁感線時,感應電動勢的大小Em; (2)線圈切割磁感線時,bc 邊所受安培力的大小F; (3)外接電阻上電流的有效值I

20、. 【答案】 （1）2NBl2ω（2）（3） 【名師提醒】 1.與教材上的發(fā)電模型相比較，本題有兩點變化： （1）磁場只分布在兩個圓心角為的對稱范圍內 （2）磁感應強度大小相同，方向始終與運動方向垂直 2.線圈中電動勢e隨時間t變化的交變電流為“方波式”交變電流 【典型例題7】磁場變化產生正弦式交變電流 如圖所示，光滑平行的長金屬導軌固定在水平面上，相距，左端連接的電阻，一質量 ,電阻的導體棒MN垂直放置在兩平行金屬導軌上，彼此接觸良好，導軌的電阻不計。在兩導軌間有這樣的磁場：磁場方向豎直向下，磁感應強度B大小隨x變化關系是 ,；兩區(qū)域磁感應強度大小關于直線對稱

21、 （1）導體棒在水平向右的拉力F作用下，以速度勻速穿過磁場區(qū)，求此過程中感應電流的最大值 （2）在（1）的情況下，求導體棒穿過磁場過程中拉力做功W以及電阻R上產生的熱量 【答案】 （1）0.2A（2）W=0.06J， 【名師提醒】 1.與教材上的發(fā)電模型相比較，本題有兩點變化： （1）磁場不是勻強磁場，而是磁感應強度隨位置按正弦規(guī)律變化 （2）不是線圈在磁場中轉動切割，而是導體棒在磁場中平動切割產生感應電動勢 2.回路中的電流為正弦式交變電流 【典型例題8】導體棒的有效長度按正弦規(guī)律變化 如圖所示，OACO為置于水平面內的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有電阻絲（圖中

22、用粗線表示），，（導軌其他部分電阻不計）。導軌OAC的形狀滿足(單位：m)。磁感應強度B＝0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面。一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v＝5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻。求： （1）外力F的最大值； （2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率； （3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系。 【答案】 （1）0.3N（2）1W（3） 故A 【名師提醒】 1.此類題屬于導體桿平動切割，因此在電動勢上用 2.但因為有效切割長度隨時間正弦規(guī)律變化，故

23、產生的為正弦式交流電 【典型例題9】導體棒切割磁感線的速度隨時間按正弦規(guī)律變化 在豎直方向上、磁感應強度大小B＝5 T的勻強磁場中，水平放置兩平行光滑金屬導軌MN和PQ，導軌寬度L＝1 m，導軌一端接有定值電阻R＝10 Ω，一導體棒垂直于導軌放置，導體棒在周期性驅動力的作用下，在ab和a′b′范圍內做簡諧運動，其速度隨時間的變化規(guī)律為v＝2sin 3.14t(m/s)，求在10 s內電阻R上產生的熱量。(導體棒和導軌的電阻均不計) 【答案】 50J 【名師提醒】 1.此類題屬于導體桿平動切割，因此在電動勢上用 2.但因為切割速度隨時間正弦規(guī)律變化，故產生的為正弦式交流電

24、 專題十 課時跟蹤訓練 一、單項選擇題 1.(2017·淮安模擬)在如圖所示的電路中，閉合開關S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動過程中，下列說法正確的是(　　) A．電容器的電荷量增大 B．電流表A的示數(shù)減小 C．電壓表V1示數(shù)在變大 D．電壓表V2示數(shù)在變大 【答案】 C 2. 如圖所示，面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的線圈與阻值為R的電阻構成閉合回路，理想交流電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端。線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場的轉動軸以角速度ω勻速轉動。設線圈轉動到圖示位置的時刻t＝0，則(　　)

25、 A．在t＝0時刻，穿過線圈的磁通量達到最大，流過電阻R的電流為零，電壓表的讀數(shù)也為零 B．1秒鐘內流過電阻R的電流方向改變次 C．經的時間，通過電阻R的電量為 D．在電阻R的兩端再并聯(lián)一只電容較大的電容器后，電壓表的讀數(shù)不變 【答案】 B 【解析】 t＝0時刻線圈處于中性面Φ最大，e＝0，i＝0，但電壓表的讀數(shù)為有效值不為0，A錯；T＝，交流電在1T內電流方向改變兩次，所以1 s內電流方向改變次數(shù)為2×＝，B正確；在＝時間內，通過R的電量Q＝＝，則C錯；電容器有通交流隔直流的特點，在R兩端并聯(lián)一只電容較大的電容器，相當于總電阻減小，則路端電壓減小，電壓表測路端電壓，所以D錯。

26、3. 如圖所示為遠距離輸電的示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變。閉合開關S后(　　) A.升壓變壓器的輸出電壓增大 B.降壓變壓器的輸出電流減小 C.輸電線上損耗的功率增大 D.輸電線上交流電的頻率減小 【答案】C 4. 如圖甲所示，電阻箱R(0～99.9 Ω)置于阻值最大位置，Rx為未知電阻，(1)斷開S2，閉合S1，逐次減小電阻箱的阻值，得到一組R、I值，并依據(jù)R、I值作出了如圖乙所示的R－圖線；(2)斷開S2，閉合S1，當R調至某一位置時，電流表的示數(shù)I1＝1.0 A。保

27、持電阻箱的位置不變，斷開S1，閉合S2，此時電流表的示數(shù)I2＝0.8 A，據(jù)以上數(shù)據(jù)可知(　　) A.電源電動勢為2.0 V B.電源內阻為0.25 Ω C.Rx的阻值為1.5 Ω D.S1斷開、S2接通時，隨著R的減小，電源輸出功率減小 【答案】 A 【解析】 斷開S2，閉合S1，由閉合電路歐姆定律得E＝I(R＋r)，R＝E·－r，R－圖線斜率等于電源的電動勢，E＝2.0 V，在縱軸的截距絕對值等于電源內阻，r＝0.5 Ω，選項A正確，B錯誤；斷開S2，閉合S1，當電阻調至某一位置時，電流表的示數(shù)I1＝1.0 A，由E＝I

28、(R＋r)可知R＝1.5 Ω；保持電阻箱的位置不變，斷開S1，閉合S2，由閉合電路歐姆定律，E＝I(R＋Rx＋r)，此時電流表的示數(shù)為I2＝0.8 A，Rx＝0.5 Ω，選項C錯誤；S1斷開，S2接通時，隨著R的減小，電源的輸出功率增大，選項D錯誤。 5.(2015·北京理綜·19)如圖2所示，其中電流表A的量程為0.6A，表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于電流表內阻的；R2的阻值等于電流表內阻的2倍．若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是(　　) A．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04A B．將接線柱1、2接入電

29、路時，每一小格表示0.02A C．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.06A D．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01A 【答案】 C 二、多項選擇題 6.(2017·常州模擬)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點，PN為圖線在P點的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是(　　) A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大 B．對應P點，小燈泡的電阻為R＝ C．對應P點，小燈泡的電阻為R＝ D．對應P點，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積大小 【答案】 ABD 【解析】 I-U圖線的斜率逐

30、漸減小，說明電阻逐漸增大，A正確；對應P點，小燈泡的電阻為R＝≠，B正確，C錯誤；對應P點，小燈泡的功率為P＝I2U1，此值恰為圖中矩形PQOM所圍面積的大小，D正確。 7.如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線，曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ相交點的坐標分別為P(5.2,3.5)、Q(6,5)。如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是(　　) A．電源1與電源2的內阻之比是3∶2 B．電源1與電源2的電動勢之比是1∶1 C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1∶2 D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡

31、消耗的功率之比是7∶10 【答案】 AB 8.如圖所示，圖甲中M為一電動機，當滑動變阻器R的觸頭從左端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示。已知電流表讀數(shù)在0.2 A以下時，電動機沒有發(fā)生轉動。不考慮電表對電路的影響，以下判斷正確的是(　　) A．變阻器向右滑動時，V2讀數(shù)逐漸減小 B．電路中電源內阻為2 Ω C．此電路中，電動機的輸出功率先減小后不變 D．變阻器的最大阻值為36 Ω 【答案】 BC 9. 如圖甲所示，阻值為r＝4 Ω的矩形金屬線框與理想電流表、理想變壓器的原線圈構成回路，標有“12 V　36 W”的字樣的燈泡L與理想變

32、壓器的副線圈構成回路，燈泡L恰能正常發(fā)光，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3∶1。矩形金屬線框在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉動，產生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。則(　　) A.理想變壓器原線圈輸入電壓的瞬時值表達式為u＝40sin(100πt)V B.理想電流表的示數(shù)為1 A C.t＝0.01 s時，矩形金屬線框平面與磁場方向平行 D.燈泡L與理想變壓器的副線圈構成的回路中的電流方向每秒改變100次 【答案】 BD 【解析】 由于燈泡恰能正常發(fā)光，說明理想變壓器的輸出電壓U2＝12 V，根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關系可得U1＝U2＝36 V，所以理想變壓器輸入

33、電壓的瞬時值表達式為u＝36sin(100πt)V，故A選項錯誤；根據(jù)理想變壓器的電流與匝數(shù)的關系可得I1＝I2＝1 A，又電流表顯示的交變電流的有效值，則理想電流表的示數(shù)為1 A，故B選項正確；t＝0.01 s時，電動勢的瞬時值為零，發(fā)電機的線圈平面與磁場方向垂直，故C錯誤；由于理想變壓器不改變交流電的頻率，根據(jù)圖乙可知，燈泡L與理想變壓器的副線圈構成的回路中的電流方向每秒改變100次，故D選項正確。 10.如圖所示，M、N是兩塊水平放置的平行金屬板，R0為定值電阻，R1和R2為可變電阻，開關S閉合。質量為m的帶正電荷的微粒從P點以水平速度v0射入金屬板間，沿曲線打在N板上的O點。若經下列

34、調整后，微粒仍從P點以水平速度v0射入，則關于微粒打在N板上的位置說法正確的是(　　) A．保持開關S閉合，增大R1，粒子打在O點左側 B．保持開關S閉合，增大R2，粒子打在O點左側 C．斷開開關S，M極板稍微上移，粒子打在O點右側 D．斷開開關S，N極板稍微下移，粒子打在O點右側 【答案】 AD 三、計算題 11.如圖甲所示，長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉動，線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場

35、，磁感應強度B的大小隨時間t的變化關系如圖乙所示，其中B0、B1和t1均為已知。在0～t1時間內，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t1時刻后線框在外力的驅動下開始繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉動。求： (1)0～t1時間內通過電阻R的電流大??； (2)線框勻速轉動后，在轉動一周的過程中電流通過電阻R產生的熱量； (3)線框勻速轉動后，從圖甲所示位置轉過90°的過程中，通過電阻R的電荷量。 【答案】：(1)　(2)πRω()2　(3) (3)線框從圖甲所示位置轉過90°的過程中 平均感應電動勢＝n＝ 平均感應電流＝＝ 通過電阻R的電荷量q＝Δt＝。 12. 如圖所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3為一滑動變阻器。當其滑片P從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的。求： (1)電源的電動勢和內阻； (2)定值電阻R2的阻值； (3)滑動變阻器的最大阻值。 【答案】 （1）20 V 20 Ω（2）5 Ω（3）300 Ω 24