2019高考物理二輪復習 專題五 電路與電磁感應 1-5-11 恒定電流與交變電流課件.ppt

《2019高考物理二輪復習 專題五 電路與電磁感應 1-5-11 恒定電流與交變電流課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019高考物理二輪復習 專題五 電路與電磁感應 1-5-11 恒定電流與交變電流課件.ppt（70頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第11講恒定電流與交變電流,1(2018課標)一電阻接到方波交流電源上，在一個周期內產生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交流電源上，在一個周期內產生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為T，如圖所示。則Q方Q正等于(),答案 D,2(2018天津理綜)教學用發(fā)電機能夠產生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(內阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼? ，則(),AR消耗的功率變?yōu)? P B電壓表V的讀數變?yōu)? U C電流表A的讀數變?yōu)?I D通過R的交變電流頻率不變,答案 B

2、,3(2017天津理綜)(多選)在勻強磁場中，一個100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉動，穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設線圈總電阻為2 ，則(),At0時，線圈平面平行于磁感線 Bt1 s時，線圈中的電流改變方向 Ct1.5 s時，線圈中的感應電動勢最大 D一個周期內，線圈產生的熱量為82 J,解析 由-t圖可知，t0時，0，則線圈平面平行于磁感線，選項A正確；t1 s時0，此時電動勢最大， t0.5 s和t1.5 s時最大，此時電動勢為0，電流改變方向，選項B、C錯誤；交流電電動勢的最大值EmnBSnm 4 V，有效值E Em2 V，一個周期內線

3、圈產生的熱量Q T82 J，D正確。 答案 AD,疑難突破 由En 知隨時間按正弦規(guī)律變化，則E隨時間按余弦規(guī)律變化。電流改變方向的時刻在E0時刻，即最大時刻。計算電流產生的焦耳熱應使用電動勢的有效值。,4(2018北京理綜)如圖1所示，用電動勢為E、內阻為r的電源，向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。,(1)以U為縱坐標，I為橫坐標，在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中 圖像的示意圖，并說明U-I圖像與兩坐標軸交點的物理意義。 (2)a.請在圖2畫好的 關系圖線上任取一點，畫出帶網格的圖形，以其面積表示此時電源的輸出功率； b請推導該電源對外電路能

4、夠輸出的最大電功率及條件。 (3)請寫出電源電動勢定義式，并結合能量守恒定律證明：電源電動勢在數值上等于內、外電路電勢降落之和。,解析 (1) 圖像如圖所示。圖像與縱軸交點的縱坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的橫坐標值為短路電流。,(2)a.如圖所示。 b電源輸出的電功率 PI2R R 當外電路電阻Rr時，電源輸出的電功率最大，為 Pmax (3)電動勢定義式 E,根據能量守恒定律，在題圖所示電路中，非靜電力做功W產生的電能等于在外電路和內電路產生的電熱，即 WI2rtI2RtIrqIRq 得EIrIRU內U外 答案 見解析,直流電路動態(tài)分析問題的解題方法 閉合電路中，由于局部電阻變化

5、或開關的通斷，引起各部分電壓、電流或燈泡明暗發(fā)生變化，分析此類問題的基本步驟：,例1(多選)如圖，電路中定值電阻阻值R大于電源內阻阻值r。將滑動變阻器滑片向下滑動，理想電壓表V1、V2、V3示數變化量的絕對值分別為U1、U2、U3，理想電流表A示數變化量的絕對值是I，則(),AA的示數增大 BV2的示數增大 CU3與I的比值大于r DU1大于U2 解析 由于電壓表、電流表都是理想電表，則電流表可以看成短路，外電路中定值電阻R與滑動變阻器串聯，電流表測的是總電流，電壓表V1測的是R兩端的電壓，V2測的是電源的外電壓，V3測的是滑動變阻器兩端的電壓，當滑動變阻器滑片向下滑動時，電路中的總電阻減小，

6、根據歐姆定律可知，電路中的電流增大，電流表示數增大，A項正確；,內電壓增大，外電壓減小，電壓表V2示數減小，B項錯誤； Rr，C項正確； R， r，由于R大于r，因此U1大于U2，D項正確。 答案 ACD,創(chuàng)新預測 1(2018廣東肇慶二模)如圖所示電路中，閉合開關S后當變阻器R3的滑動頭P向b移動時，下列說法正確的是(),A電壓表示數變大 B電流表示數變大 C電源消耗的總功率變小 D電源的效率(電源的輸出功率/電源消耗的總功率)變大,解析 當P向b移動時，變阻器的電阻變小，它與R2并聯的電阻變小，外電阻也變小，故電壓表的示數變小，選項A錯誤；根據歐姆定律可知，干路電流增大，由于R

7、2的兩端電壓變小，故通過R2的電流變小，則根據總電流等于各支路電流之和可知，通過變阻器的電流變大，故電流表的示數變大，選項B正確；由于總電流變大，故電源消耗的總功率變大，選項C錯誤；由于路端電壓減小，故電源的效率變小，選項D錯誤。 答案 B,2(2018贛州二模)如圖所示電路中，GMR為一個磁敏電阻，它的阻值隨所處空間磁場的增強而增大，電源內阻不可忽略。小燈泡電阻恒定，閉合開關S1和S2后，在滑動變阻器的滑片P向右滑動時，下列說法正確的是(),AL1、L2、L3都變暗 BL1、L2、L3都變亮 CL1變暗，L2變亮，L3變暗 DL1變亮，L2變暗，L3變亮,解析 滑片P向右滑動時，滑動變阻器接

8、入電路的電阻變大，左側電路的電流變小，電磁鐵磁性變弱，GMR的阻值變小，右側電路的總電阻變小，干路的電流I變大，L3變亮，路端電壓UEIr變小，L2的電壓U2UIRL3變小，燈L2變暗；通過L2的電流變小，通過L1的電流I1II2變大，L1變亮。 答案 D,3如圖所示，平行金屬板中帶電質點P處于靜止狀態(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，則() A電壓表讀數減小 B電流表讀數減小 C質點P向上運動 DR3上消耗的功率逐漸增大,解析 當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，R4接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，電源輸出電流增大，平行金屬板兩極電壓減小，帶電質點

9、P所受電場力減小，質點P將向下運動，選項C錯誤；R3兩端電壓減小，R3中的電流減小，電流表讀數增大，選項B錯誤；R3上消耗的功率逐漸減小，選項D錯誤。由于R2中電流增大，R2兩端電壓增大，電壓表讀數減小，所以選項A正確。 答案 A,例2(2018“江南十校”二聯)(多選)一單匝矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸線勻速轉動時產生正弦式交變電流，其電動勢的變化規(guī)律如圖線a所示，當調整線圈轉速后，電動勢的變化規(guī)律如圖線b所示。以下關于這兩個正弦式交變電流的說法正確的是(),A從圖線可算出穿過線圈磁通量的最大值 B線圈先后兩次轉速之比為23 C在圖線a和b中，t0時刻穿過線圈的磁通量均為零 D圖線b

10、電動勢的瞬時值表達式為e100sin V,答案 AD,創(chuàng)新預測 4圖甲是一臺小型手搖發(fā)電機的構造示意圖，線圈逆時針轉動，產生的電動勢e隨時間t變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機線圈的內電阻不計，外接燈泡的電阻為12 。則(),A在t0.01 s時刻，穿過線圈的磁通量為零 B電壓表的示數為6 V C燈泡消耗的電功率為3 W D若其他條件不變，僅將線圈的轉速提高一倍，則線圈電動勢的表達式e12 sin 100t(V),答案 C,5(多選)如圖甲所示是一種振動發(fā)電裝置的示意圖，一個半徑r0.10 m、匝數n20匝的線圈套在永久磁鐵槽中，槽中磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右側視圖如圖

11、乙所示)，線圈所在位置磁感應強度B的大小均為B T，線圈的電阻R10.50 ，它的引出線接有R29.50 的小電珠L，A為理想交流電流表。當線圈框架的P端在外力作用下沿軸線做往復運動時，便有電流通過電珠。若線圈往復運動的規(guī)律如圖丙所示(v取向右為正)，則下列判斷正確的是(),A電流表的示數為0.24 A B0.01 s時回路中的電流最大 C回路中交流電的頻率為50 Hz D0.015 s時電珠L中電流的方向為從CLD,解析 由EBLv及vt圖像可知，線圈往復運動所產生的感應電流為正弦式交流電，則EmnB2rvm2.4 V，電流的有效值I A，選項A錯誤；由圖像可知T0.02 s

12、，f50 Hz，選項C正確；t0.01 s時，v0，所以I0，選項B錯誤；t0.015 s時，由右手定則可知，電流方向為CLD，選項D正確。 答案 CD,1理想變壓器原、副線圈基本量間的關系,,2.遠距離輸電中的“三路兩耗” (1)三個回路,(2)兩種損耗,例3(多選)如圖所示，由于理想變壓器原線圈的輸入電壓降低，使電燈L變暗，下列哪些措施可以使電燈L重新變亮() A其他條件不變，P1上移，同時P2下移 B其他條件不變，P1下移，同時P2上移 C其他條件不變，斷開電鍵S D其他條件不變，將滑動變阻器滑片P向下移動,解析 原線圈的輸入電壓降低，其他條件不變，P1上移，即原線圈匝數增多，P2下移

13、，即副線圈匝數減小，由U2 U1可得U2減小，電燈變暗，故A錯誤；原線圈的輸入電壓降低，其他條件不變，P1下移，即原線圈匝數減少，P2上移，即副線圈匝數增多，由U2 U1知可以使U2增大，可以使電燈L重新變亮，故B正確；原線圈的輸入電壓降低，其他條件不變，則副線圈電壓減小，斷開電鍵S，并聯部分電阻增大，副線圈中電流減小，R1分擔電壓減小，燈泡兩端電壓增大，可以使電燈L重新變亮，故C正確；原線圈的輸,入電壓降低，其他條件不變，則副線圈電壓減小，將滑動變阻器滑片P向下移動，并聯部分電阻減小，燈泡兩端電壓更小，燈泡不能變亮，故D錯誤。 答案 BC,,6(多選)某同學在實驗室中研究遠距離輸電。由于輸

14、電線太長，他將每100米導線卷成一卷，共卷成8卷來代替輸電線路(忽略輸電線路的自感作用)。第一次直接將輸電線與學生電源及用電器相連，測得輸電線上損失的功率為P1。第二次采用如圖所示的電路輸電，其中理想變壓器T1與電源相連，其原、副線圈的匝數比為n1n2，理想變壓器T2與用電器相連，測得輸電線上損失的功率為P2。下列說法正確的是(),A前后兩次實驗都可用于研究遠距離直流輸電 B實驗可以證明，減小輸電電流能減小遠距離輸電的能量損失,答案 BC,7(多選)如圖所示，理想變壓器初級線圈接一交變電流，交變電流的電壓有效值恒定不變。副線圈接有光敏電阻R(光敏電阻阻值隨光照強度增大而減小)、R2和R3，則下

15、列說法中正確的是(),A只將S1從2撥向1時，電流表示數變小 B只將S2從4撥向3時，電流表示數變小 C只將S3從閉合變?yōu)閿嚅_，電阻R2兩端電壓增大 D僅增大光照強度，原線圈的輸入功率增大 解析 只將S1從2撥向1時，n1變小，根據變壓比公式，輸出電壓變大，故輸出電流變大，輸出功率變大；輸入功率等于輸出功率，故輸入功率變大，輸入電流變大，A錯誤；只將S2從4撥向3時，n2變小，根據變壓比公式，輸出電壓變小，故輸出電流變小，輸出功率變?。惠斎牍β实扔谳敵龉β?，故輸入功率變小，輸入電流變小，B正確；只將S3從閉合變,為斷開，少一個支路，但電阻R2與R3串聯的支路的電壓不變，故通過電阻R2的電流不變

16、，電壓也不變，C錯誤；僅增大光照強度，負載總電阻變小，故輸出電流變大，輸出功率變大，輸入功率等于輸出功率，故輸入功率增大，D正確。 答案 BD,8(多選)手搖發(fā)電機產生的正弦交流電經變壓器給燈泡L供電，其電路如圖所示，當線圈以角速度勻速轉動時，電壓表示數為U，燈泡正常發(fā)光。已知發(fā)電機線圈的電阻為r，燈泡正常發(fā)光時的電阻為R，其他電阻可忽略，變壓器原線圈與副線圈的匝數比為k，變壓器可視為理想變壓器。則(),,答案 AD,交變電流“四值”的應用類問題 交變電流綜合問題涉及交流電路最大值、有效值、平均值、瞬時值的計算，與電磁感應、安培力、閉合電路歐姆定律的綜合應用等。解答時應注意以下兩點： (1)分

17、清交流電路“四值”的不同計算方法和物理意義。 (2)學會將直流電路、閉合電路歐姆定律的知識應用在交流電路中。,【典例】 (多選)如圖所示為某住宅區(qū)的應急供電系統(tǒng)，由交流發(fā)電機和副線圈匝數可調的理想降壓變壓器組成。發(fā)電機中矩形線圈所圍的面積為S，匝數為N，電阻不計，它可繞水平軸OO在磁感應強度為B的水平勻強磁場中以角速度勻速轉動。矩形線圈通過滑環(huán)連接降壓變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，R0表示輸電線的電阻。以線圈平面與磁場平行時為計時起點，下列判斷正確的是(),,,A若發(fā)電機線圈某時刻運動到圖示位置，變壓器原線圈的電流瞬時值為零 B發(fā)電機線圈感應電動勢的瞬時值表達式為eNBSsin(

18、t ) C當用電量增加時，為使用戶電壓保持不變，滑動觸頭P應向上滑動 D當滑動觸頭P向下移動時，變壓器原線圈兩端的電壓將升高,解析 若發(fā)電機線圈某時刻運動到圖示位置，線圈的邊CD和CD垂直切割磁感線，產生的感應電動勢和感應電流最大，變壓器原線圈的電流瞬時值最大，選項A錯誤。以線圈平面與磁場方向平行時為計時起點，發(fā)電機線圈感應電動勢的瞬時值表達式為eNBSsin(t )，選項B正確。當用電量增加時，輸電線中電流增大，輸電線上損失電壓增大，為使用戶電壓保持不變，副線圈輸出電壓應該增大，副線圈匝數應該增多，滑動觸頭P應向上滑動，選項C正確。當滑動觸頭P向下移動時，變壓器副線圈輸出電壓降低，原線圈

19、兩端的電壓不變，選項D錯誤。 答案 BC,拓展訓練 1如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數為N，電阻不計，繞OO軸在水平方向的磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度做勻速轉動，從圖示位置開始計時。矩形線圈通過銅滑環(huán)接理想變壓器原線圈，副線圈接有固定電阻R0和滑動變阻器R，下列判斷正確的是(),A矩形線圈產生的感應電動勢的瞬時值表達式為eNBSsin t B矩形線圈從圖示位置經過 時間內，通過電流表A1的電荷量為零 C當滑動變阻器的滑片向上滑動過程中，電流表A1和A2示數都變小 D當滑動變阻器的滑片向上滑動過程中，電壓表V1示數不變，V2和V3的示數都變小,解析 矩形線圈從與中性面垂直的位置開始

20、轉動，故產生的感應電動勢的瞬時值表達式為eNBScos t，選項A錯誤；矩形線圈從圖示位置經過 T時間內，線圈中有電流產生，故通過電流表A1的電荷量不為零，選項B錯誤；變壓器初級電壓一定，則次級電壓一定，故電壓表V1、V2示數不變，當滑動變阻器的滑片向上滑動過程中，R變大，次級電流減小，故A2示數變小，R0的電壓減小，故V3示數變大，因次級電流減小，故初級電流減小，即電流表A1和A2示數都變小，選項C正確，D錯誤。故選C。 答案 C,2(多選)如圖所示，矩形線圈abcd與理想變壓器原線圈組成閉合電路。線圈在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉動，磁場只分布在bc邊的左側，磁感應強度大

21、小為B，線圈面積為S，轉動角速度為，匝數為N，線圈電阻不計。下列說法正確的是(),A將原線圈抽頭P向上滑動時，燈泡變暗 B電容器的電容C變大時，燈泡變暗 C圖示位置時，矩形線圈中瞬時感應電動勢最大 D若線圈abcd轉動的角速度變?yōu)?，則變壓器原線圈電壓的有效值為NBS,解析 在圖中將原線圈抽頭P向上滑動時，原線圈的匝數變大，故輸出的電壓變小，燈泡變暗，選項A正確；電容器的電容C變大時，電容對電流的阻礙作用變小，故燈泡變亮，選項B錯誤；圖示位置時，線圈的ad邊與磁感線方向平行，故矩形線圈中瞬時感應電動勢最小，選項C錯誤；若線圈abcd轉動的角速度變?yōu)?，且線圈轉動一周只有半周產生感應電壓，在這半

22、周中，電壓的最大值是2NBS，設變壓器原線圈電壓的有效值為U，則 t 2t，即UNBS，選項D正確。 答案 AD,3如圖所示，邊長為L、匝數為N、電阻不計的正方形線圈abcd，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁感線的轉軸OO以角速度勻速轉動，制成一臺交流發(fā)電機，它與理想變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數之比為12，二極管的正向電阻為零，反向電阻無窮大，從正方形線圈處于圖示位置開始計時。下列判斷正確的是(),A交流發(fā)電機的感應電動勢的瞬時值表達式為eNBL2sin t B變壓器的輸入功率與輸出功率之比為21 C電壓表V示數為NBL2 D若將滑動變阻器的滑片向下滑動，電流表和電壓表示數均減小,,所以電壓表的示數UNBL2，C對。若滑動變阻器的滑片向下滑動，副線圈的總阻值增大，原線圈電壓不變，副線圈電壓也不變，電壓表示數不變，由歐姆定律得副線圈的電流變小，原線圈中的電流也變小，電流表示數變小，D錯。 答案 C,