備考高考物理一輪金牌訓(xùn)練 第一部分 專(zhuān)題四 第2講 直流電路、交流電路和感應(yīng)電路課件

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1、第第2 2講講 直流電路、交流電路和感應(yīng)電路直流電路、交流電路和感應(yīng)電路1(雙選，2011 年廣東卷)圖 421(a)左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中 R55 ，A、V 為理想電流表和電壓表若原線(xiàn)圈接入如圖(b)所示的正弦交變電壓，)電壓表的示數(shù)為 110 V，下列表述正確的是(圖 421A電流表的示數(shù)為 2 AB原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為 1 2C電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D原線(xiàn)圈中交變電壓的頻率為 100 Hz答案：AC2(2011 年新課標(biāo)卷)如圖 422，一理想變壓器原副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為 1 2；副線(xiàn)圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為 220 V，額定功率為 22 W；原線(xiàn)圈電路中接有

2、電壓表和電流表現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光若用 U 和 I 分別表)示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則(圖 422答案：A3(雙選，2010 年廣東卷)圖 423 是某種正弦式交變)BC電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的(圖 423A周期是 0.01 sC有效值是 220 VB最大值是 311 VD表達(dá)式 u220sin 100t(V)解析：選項(xiàng) A 錯(cuò)誤，周期是 0.02 s；選項(xiàng) D 錯(cuò)誤，應(yīng)該用峰值，即把 220 換成 311.4(2009 年廣東卷)如圖 424 所示，電動(dòng)勢(shì)為 E、內(nèi)阻不計(jì)的電源與三個(gè)燈泡和三個(gè)電阻相接，只合上開(kāi)關(guān) S1，三個(gè)燈泡都能正常工作，如果再合上 S2，則下列表述正確的

3、是()C圖 424A電源輸出功率減小C通過(guò) R1 上的電流增大BL1 上消耗的功率增大D通過(guò) R3 上的電流增大5(雙選，2009 年山東卷)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖 425 所示發(fā)電機(jī)的輸出電壓為 200 V，輸電線(xiàn)總電阻為 r，升壓變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)分別為 n1、n2，降壓變壓器原副線(xiàn)匝數(shù)分別為 n3、n4(變壓器均為理想變壓器)要使額定電壓為 220 V 的用電器正常工作，則(圖 425C升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率答案：AD1從近兩年廣東高考來(lái)看，由于時(shí)間、分值和內(nèi)容的減少，感應(yīng)電路并不復(fù)雜，主要考查楞次定律和左手定

4、則，對(duì)直流電路，因電學(xué)實(shí)驗(yàn)必考，故純直流電路考查閉合電路歐姆定律的題出現(xiàn)的可能性也較小2看交流電這部分內(nèi)容都是必考內(nèi)容，都出現(xiàn)在選擇題，主要考查交流電的一些概念，結(jié)合變壓器工作原理、遠(yuǎn)距離輸電等3電磁感應(yīng)也常常與直流電路結(jié)合在一起考，找到各自的分析方法和突破口尤為重要交流電基礎(chǔ)知識(shí)【例 1】(2011 年清華附中模擬)如圖 426 所示為理想變壓器原線(xiàn)圈所接交流電壓的波形圖原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比n1n210 1，串聯(lián)在原線(xiàn)圈中電路中的電流表示數(shù)為 1 A，下列說(shuō)法中不正確的是()圖 426答案：A(1)各種電表讀數(shù)，變壓器輸入輸出電壓，均指有效值，重點(diǎn)理解有效值；(2)結(jié)合變壓器相關(guān)知識(shí)，如功率關(guān)系

5、，電壓電流及匝數(shù)關(guān)系1某理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為 55 9，原線(xiàn)圈所接電源電壓按圖 427 所示規(guī)律變化，副線(xiàn)圈接有一燈)泡，此時(shí)燈泡消耗的功率為 40 W，則下列判斷正確的是(圖 427答案：B變壓器與遠(yuǎn)距離輸電【例2】有一臺(tái)內(nèi)阻為 1 的發(fā)電機(jī)，供給一學(xué)校照明用電，如圖 428 所示升壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1 4，降壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為 4 1，輸電線(xiàn)的總電阻為 4 .全校共有 22 個(gè)班，每班有“220 V 40 W”燈 6 盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則：圖 428(1)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為多大？(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率為多大？(3)輸電效率為多少？(1)以理想變壓器輸入輸出

6、功率相等為主線(xiàn)；(2)弄清電壓電流決定關(guān)系，如當(dāng)變壓器確定且輸入電壓一定時(shí)，無(wú)論負(fù)載如何變，則輸入輸出電壓不變，電流可變，輸入輸出功率也可變，但是輸出電流決定輸入電流，輸出功率決定輸入功率；(3)理解損失功率與輸電電壓及輸電電流的計(jì)算關(guān)系；(4)結(jié)合示意圖理解物理量及公式，把電壓、電流、功率等物理量在圖中能一一對(duì)應(yīng)2某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為 9 kW，輸出電壓為 500 V，輸電線(xiàn)的總電阻為 10 ，允許線(xiàn)路損耗的功率為輸出功率的 4%.求：(1)村民和村辦小企業(yè)需要 220 V 電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比各為多少？(不計(jì)變壓器的

7、損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？解析：建立如圖 33 所示的遠(yuǎn)距離輸電模型，要求變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比，先要知道原、副線(xiàn)圈兩端的電壓之比本題可以線(xiàn)路上損耗的功率為突破口，先求出輸電線(xiàn)上的電流 I線(xiàn)，再根據(jù)輸出功率求出 U2，然后再求出 U3.圖 33所以升壓變壓器和降壓變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比分別是 1 3 和 72 11.(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送(模型如圖 34 所示)圖 34電磁感應(yīng)電路的串并聯(lián)關(guān)系【例 3】(2011 年珠海模擬)如圖 429 所示，豎直平面內(nèi)有一寬 L1 米、足夠長(zhǎng)的光滑矩形金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)在導(dǎo)軌的上下

8、邊分別接有電阻 R13 和 R26 .在 MN 上方及 CD 下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B1 T現(xiàn)有質(zhì)量 m0.2 kg、電阻 r1 的導(dǎo)體棒 ab，在金屬導(dǎo)軌上從 MN 上方某處由靜止下落，下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與金屬導(dǎo)軌接觸良好當(dāng)導(dǎo)體棒 ab 下落到快要接近 MN 時(shí)的速度大小為 v13 m/s.不計(jì)空氣阻力，g 取 10 m/s2.圖 429(1)求導(dǎo)體棒 ab 快要接近 MN 時(shí)的加速度大??；(2)若導(dǎo)體棒 ab 進(jìn)入磁場(chǎng)后，棒中的電流大小始終保持不變，求磁場(chǎng)和之間的距離 h；(3)若將磁場(chǎng)的 CD 邊界略微下移，使導(dǎo)體棒 ab 剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小變?yōu)?

9、v29 m/s，要使棒在外力 F 作用下做 a3 m/s2 的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，求所加外力 F 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系式答題規(guī)范解：(1)以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，棒在磁場(chǎng) I 中切割磁感線(xiàn)，棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E，棒在重力和安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律得：mgBILmaEBLv13 V(1)找準(zhǔn)電源位置，哪段或哪部分相當(dāng)于電源；(2)分清內(nèi)外電路，畫(huà)出等效串并聯(lián)電路圖，找出總電阻表達(dá)式；(3)找出題目最關(guān)鍵信息，如“靜止”、“勻速”等信息3如圖 4210 所示，光滑絕緣水平面上放置一均勻?qū)w制成的正方形線(xiàn)框 abcd，線(xiàn)框質(zhì)量為 m、電阻為 R、邊長(zhǎng)為 L.有一方向豎直向下的有界磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的

10、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)區(qū)寬度大于 L，左邊界與 ab 邊平行線(xiàn)框在水平向右的拉力作用下垂直于邊界線(xiàn)穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)圖 4210(1)若線(xiàn)框以速度 v 勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，求線(xiàn)框在離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí) ab 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；(2)若線(xiàn)框從靜止開(kāi)始以恒定的加速度 a 運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò) t1 時(shí)間 ab 邊開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)，求 cd 邊將要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)刻回路的電功率直流電路與含容電路問(wèn)題【例 4】(2009 年江蘇卷)在如圖 4211 所示的閃光燈電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為 E，電容器的電容為 C.當(dāng)閃光燈兩端電壓達(dá)到擊穿電壓 U 時(shí)，閃光燈才有電流通過(guò)并發(fā)光正)常工作時(shí)，閃光燈周期性短暫閃光，則可以判定(圖 4211A電源的電動(dòng)勢(shì)一定

11、小于擊穿電壓B電容器所帶的最大電荷量一定為 CEC閃光燈閃光時(shí)，電容器所帶的電荷量一定增大D在一個(gè)閃光周期內(nèi)，通過(guò)電阻的電荷量與通過(guò)閃光燈的電荷量一定相等解析：理解此電路的工作過(guò)程是解決本題的關(guān)鍵電容器兩端的電壓與閃光燈兩端的電壓相等，當(dāng)電源給電容器充電，達(dá)到閃光燈擊穿電壓 U 時(shí)，閃光燈被擊穿，電容器放電，放電后閃光燈兩端電壓小于 U，斷路，電源再次給電容器充電，達(dá)到電壓 U時(shí)，閃光燈又被擊穿，電容器放電，如此周期性充放電，使得閃光燈周期性短暫閃光要使得充電后達(dá)到電壓 U，則電源電動(dòng)勢(shì)一定大于等于 U，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器兩端的最大電壓為 U，故電容器所帶的最大電荷量為 CU，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；閃光

12、燈閃光時(shí)電容器放電，所帶電荷量減少，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)電荷通過(guò) R，放電時(shí)電荷通過(guò)閃光燈，故充放電過(guò)程中通過(guò)電阻的電荷量與通過(guò)閃光燈的電荷量一定相等，D 項(xiàng)正確答案：D對(duì)于與電容器相關(guān)聯(lián)的試題，電容器穩(wěn)定后，在電容器處電路可看成是斷路，與電容器串聯(lián)的電阻不分壓可看成導(dǎo)線(xiàn)若要計(jì)算電容器中有關(guān)電量等的變化，則要先分析電容器兩端電壓的變化，再利用QCU 來(lái)計(jì)算具體方法是：(1)確定電容器和哪個(gè)電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓(2)當(dāng)電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時(shí)，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓，而與電容器串聯(lián)的電阻可看成導(dǎo)線(xiàn)(3)對(duì)于較復(fù)雜電路，需要將電容器兩端的電勢(shì)與基準(zhǔn)點(diǎn)的

13、電勢(shì)比較后才能確定電容器兩端的電壓4(雙選)在如圖 4212 所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為 E、內(nèi)電阻為 r，C 為電容器，R0為定值電阻， R 為滑動(dòng)變阻器開(kāi)關(guān)閉合后，燈泡 L 能正常發(fā)光當(dāng)滑動(dòng)變阻器的)滑片向右移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是(圖 4212A燈泡 L 將變暗B燈泡 L 將變亮C電容器 C 的電荷量將減小D電容器 C 的電荷量將增大解析：滑片向右移動(dòng)，總電阻增大，總電流減小，燈泡L 將變暗，電容器兩端電壓為外電壓，外電壓增大，故電容器 C 的電荷量將增大，AD 對(duì)答案：AD解決電磁感應(yīng)及電路的問(wèn)題其基本解題步驟是：(1)通過(guò)多角度的視圖，把磁場(chǎng)的空間分布弄清楚；(2)在求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，弄清是求平均電動(dòng)勢(shì)還是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)，選擇合適的公式解題；(3)進(jìn)行電路計(jì)算時(shí)要畫(huà)出等效電路圖做電路分析，然后求解；(4)主要運(yùn)用楞次定律和閉合電路歐姆定律；