高考物理 考前三個月 第1部分 專題10 直流電路與交流電路課件.ppt

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專題10直流電路與交流電路 1 2015 新課標全國 16 一理想變壓器的原 副線圈的匝數(shù)比為3 1 在原 副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻 原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上 如圖1所示 設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U 原 副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k 則 真題示例 圖1 2 2015 四川理綜 4 小型手搖發(fā)電機線圈共N匝 每匝可簡化為矩形線圈abcd 磁極間的磁場視為勻強磁場 方向垂直于線圈中心軸OO 線圈繞OO 勻速轉(zhuǎn)動 如圖2所示 矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應電動勢的最大值都為e0 不計線圈電阻 則發(fā)電機輸出電壓 圖2 解析矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應電動勢的最大值都為e0 所以發(fā)電機的電動勢峰值為2Ne0 A B錯誤 答案D 3 多選 2015 天津理綜 6 如圖3所示 理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表 副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié) 在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R P為滑動變阻器的滑動觸頭 在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電 則 圖3 A 保持Q的位置不動 將P向上滑動時 電流表讀數(shù)變大B 保持Q的位置不動 將P向上滑動時 電流表讀數(shù)變小C 保持P的位置不動 將Q向上滑動時 電流表讀數(shù)變大D 保持P的位置不動 將Q向上滑動時 電流表讀數(shù)變小 答案BC 4 2015 福建理綜 15 圖4為遠距離輸電示意圖 兩變壓器均為理想變壓器 升壓變壓器T的原 副線圈匝數(shù)分別為n1 n2 在T的原線圈兩端接入一電壓u Umsin t的交流電源 若輸送電功率為P 輸電線的總電阻為2r 不考慮其他因素的影響 則輸電線上損失的電功率為 圖4 答案C 1 題型特點 1 交流電路部分主要考查交變電流的產(chǎn)生和描述 交流電有效值 變壓器的規(guī)律及動態(tài)分析 遠距離輸電等知識點 2 直流電路部分主要考查電路的簡化 直流電路的動態(tài)分析 電路故障的分析與判斷 含容電路的分析和計算 直流電路中能量轉(zhuǎn)化問題等等 考綱解讀 2 命題趨勢高考對電路知識的單獨考查主要是交流電路部分 特別是變壓器與遠距離輸電相結合的動態(tài)分析問題是命題熱點 而直流電路內(nèi)容的考查通常與實驗結合在一起 一般不單獨命題 內(nèi)容索引 考題一直流電路的分析 考題二交變電流的產(chǎn)生及描述 考題三變壓器及遠距離輸電 專題綜合練 考題一直流電路的分析 答案AD 2 多選 如圖5所示的電路中 電源電動勢為E 內(nèi)電阻為r 平行板電容器C的兩金屬板水平放置 R1和R2為定值電阻 P為滑動變阻器R的滑動觸頭 G為靈敏電流計 A為理想電流表 開關S閉合后 C的兩板間恰好有一質(zhì)量為m 電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài) 則以下說法正確的是 圖5 A 在P向上移動的過程中 A表的示數(shù)變大 油滴仍然靜止 G中有方向由a至b的電流B 在P向上移動的過程中 A表的示數(shù)變小 油滴向上加速運動 G中有由b至a的電流C 在P向下移動的過程中 A表的示數(shù)變大 油滴向下加速運動 G中有由a至b的電流D 在P向下移動的過程中 A表的示數(shù)變小 油滴向上加速運動 G中有由b至a的電流 解析油滴原來處于平衡狀態(tài) 重力和靜電力平衡 電容器與滑動變阻器R 電阻R2相并聯(lián)后與R1串聯(lián) 滑片向上移動 電阻R變大 電路總電阻變大 電流變小 電容器兩端電壓為 U E I r R1 故電容器兩端電壓變大 帶電荷量變大 電場力變大 油滴向上加速 電容器充電 故G中電流從b到a 故A錯誤 B正確 在將滑動變阻器滑片P向下移動的過程 電阻R變小 電路總電阻變小 電流變大 電容器兩端電壓為 U E I r R1 故電容器兩端電壓變小 帶電荷量變小 電場力變小 油滴向下加速 電容器放電 故G中電流從a到b 故C正確 D錯誤 答案BC 3 多選 如圖6所示 電流表A1 0 3A 和A2 0 0 6A 是由兩個相同的電流計改裝而成 現(xiàn)將這兩個電流表并聯(lián)后接入電路中 閉合開關S 調(diào)節(jié)滑動變阻器 下列說法中正確的是 圖6 A A1 A2的讀數(shù)之比為1 1B A1 A2的讀數(shù)之比為5 1C A1 A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1 1D A1 A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1 5 解析電流表A1 0 3A 和A2 0 0 6A 是由兩個相同的電流計改裝而成 都是并聯(lián)電阻 在題圖中兩電流計也是并聯(lián)的 所以C正確 它們的量程之比為5 1 即總電阻之比為1 5 所以并聯(lián)時讀數(shù)之比5 1 所以B正確 答案BC 4 如圖7所示 電源內(nèi)阻不可忽略 電路中接有一小燈泡和一電動機 小燈泡L上標有 6V12W 字樣 電動機的線圈電阻RM 0 50 若燈泡正常發(fā)光時 電源的輸出電壓為12V 此時 圖7 A 整個電路消耗的電功率為24WB 電動機的熱功率為12WC 電動機的輸出功率為12WD 電動機的輸入功率為12W 電動機的熱功率PQ I2RM 22 0 5W 2W 故B錯誤 燈泡正常發(fā)光時 電動機電壓UM U UL 12 6 V 6V 電動機的輸入功率P UMI 6 2W 12W 電動機的輸出功率P出 P PQ 12W 2W 10W 故C錯誤 D正確 答案D 1 閉合電路動態(tài)分析的三種常用方法 1 程序分析法 流程如下 方法小結 2 利用結論法 即 串反并同 法 串反 即某一電阻增大 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 消耗的電功率都減小 增大 并同 即某一電阻增大 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 消耗的電功率都增大 減小 3 極限法 因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題 可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端 使電阻最大或電阻為零去討論 2 電路中的電功 電熱 電功率和熱功率 1 純電阻電路 Q W UIt I2Rt P UI I2R 2 非純電阻電路 W Q W Q E其他 P電 P熱 P電 P熱 P其他 5 在一小型交流發(fā)電機中 矩形金屬線圈abcd的面積為S 匝數(shù)為n 線圈總電阻為r 在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO 軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動 如圖8甲所示 產(chǎn)生的感應電動勢e隨時間t的變化關系如圖乙所示 矩形線圈與阻值為R的電阻構成閉合電路 下列說法中正確的是 考題二交變電流的產(chǎn)生及描述 圖8 解析由于磁通量是雙向標量 在t3到t5這段時間穿過線圈磁通量的變化量不為零 為 1 2BS 故A錯誤 答案D 6 將硬導線中間一段折成半圓形 使其半徑為R 讓它在磁感應強度為B 方向如圖9所示的勻強磁場中繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動 導線在a b兩處通過電刷與外電路連接 外電路接有額定功率為P 電阻為r的小燈泡并正常發(fā)光 電路中除燈泡外 其余部分的電阻不計 則下列說法正確的是 圖9 答案A 7 多選 海洋中蘊藏著巨大的能量 利用海洋的波浪可以發(fā)電 在我國南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔 其原理示意圖如圖10甲所示 浮桶內(nèi)的磁體通過支柱固定在暗礁上 浮桶內(nèi)置線圈隨波浪相對磁體沿豎直方向運動 且始終處于磁場中 該線圈與阻值R 15 的燈泡相連 浮桶下部由內(nèi) 外兩密封圓筒構成 圖中斜線陰影部分 如圖乙所示 其內(nèi)為產(chǎn)生磁場的磁體 與浮桶內(nèi)側(cè)面的縫隙忽略不計 匝數(shù)N 200的線圈所在處輻射磁場的磁感應強度B 0 2T 線圈直徑D 0 4m 電阻r 1 取重力加速度g 10m s2 2 10 若浮桶隨波浪上下運動的速度可表示為v 0 4 sin t m s 則下列說法正確的是 圖10 解析線圈在浮桶里隨波浪上下運動切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢 e NBLv NB Dv 200 0 2 0 4 0 4 sin t V 64sin t V 故A錯誤 答案BC 知識小結 2 正弦式交流電的 四值 8 多選 如圖11所示 一個理想變壓器上有三組線圈 三組線圈匝數(shù)之比為n1 n2 n3 3 2 1 現(xiàn)將三只相同的燈泡分別接入三組線圈中 并把n1的接線端接上交變電源 接通電源后 下列各項正確的是 考題三變壓器及遠距離輸電 圖11 A 若L1正常發(fā)光 那么L2 L3都不能正常發(fā)光B 若L2正常發(fā)光 那么L1將燒毀C 若L2正常發(fā)光 那么L1 L3都不能正常發(fā)光D 若L3正常發(fā)光 那么L2將燒毀 若L2正常發(fā)光 那么L1和L3電流都小于I不能正常發(fā)光 B錯誤 C正確 若L3正常發(fā)光 那么L2電流大于I燒毀 D正確 答案ACD 9 如圖12為模擬遠距離輸電電路 兩理想變壓器的線圈匝數(shù)n1 n4 n2 n3 A1 A2 A3為相同的理想交流電流表 當a b端接入低壓交流電源時 則 圖12 A A1 A2的示數(shù)相等B A2 A3的示數(shù)相等C A1的示數(shù)大于A2的示數(shù)D A2的示數(shù)大于A3的示數(shù) 同理 A2的示數(shù)小于A3的示數(shù) 故B D錯誤 答案C 10 多選 某小型發(fā)電站通過升壓變壓器向60km遠處的用戶供電 在用戶端用降壓變壓器將高壓電變?yōu)?20V供用戶使用 設兩個變壓器均為理想變壓器 輸電示意圖如圖13所示 已知輸電線的電阻率為 1 25 10 8 m 橫截面積為1 5 10 4m2 發(fā)電機輸出功率為20kW 輸出電壓為250V 若線路損耗的功率為輸出功率的5 則下列說法正確的是 圖13 解析發(fā)電機是通過電磁感應將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的設備 其原理為法拉第電磁感應定律 故A正確 答案AB 11 如圖14所示 理想變壓器的原 副線圈的匝數(shù)比n1 n2 2 1 原線圈接正弦式交流電 副線圈接電動機 電動機線圈電阻為R 當輸入端接通電源后 電流表讀數(shù)為I 電動機帶動一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升 若電動機因摩擦造成的能量損失不計 則圖中電壓表的讀數(shù)為 圖14 變壓器電路的動態(tài)分析技巧 1 根據(jù)題意弄清變量和不變量 2 弄清動態(tài)變化過程中的決定關系 規(guī)律小結 3 利用直流電路的動態(tài)分析方法 具體思路如下 1 歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律 還研究了電阻定律 有一個長方體金屬電阻 材料分布均勻 邊長分別為a b c 且a b c 電流沿以下方向經(jīng)過該金屬電阻 其中電阻阻值最小的是 專題綜合練 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 2015 江蘇單科 1 一電器中的變壓器可視為理想變壓器 它將220V交變電流改變?yōu)?10V 已知變壓器原線圈匝數(shù)為800 則副線圈匝數(shù)為 A 200B 400C 1600D 3200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B 3 多選 今有某小型發(fā)電機和一理想變壓器連接后給一個燈泡供電 電路如圖15 電壓表和電流表均為理想電表 已知該發(fā)電機線圈匝數(shù)為N 電阻為r 當線圈以轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動時 電壓表示數(shù)為U 燈泡 額定電壓為U0 電阻恒為R 恰能正常發(fā)光 則 圖15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析電壓與匝數(shù)成正比 所以變壓器的原 副線圈的匝數(shù)比是n1 n2 U U0 故A正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案AB 4 如圖16所示 圖甲 圖乙分別表示兩種電壓的波形 其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化 下列說法正確的是 圖16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 題圖乙不是正弦式交流電 所以表達式不是正弦函數(shù) 故C錯誤 理想變壓器變壓后 頻率不發(fā)生變化 故D錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案B 5 2015 廣東理綜 15 如圖17為氣流加熱裝置的示意圖 使用電阻絲加熱導氣管 視變壓器為理想變壓器 原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變 調(diào)節(jié)觸頭P 使輸出電壓有效值由220V降至110V 調(diào)節(jié)前后 圖17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A 副線圈中的電流比為1 2B 副線圈輸出功率比為2 1C 副線圈的接入匝數(shù)比為2 1D 原線圈輸入功率比為1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 副線圈電壓減半 電阻不變 電流也隨之減半 所以電流之比為2 1 故A錯誤 由P UI知 輸出功率之比為4 1 故B錯誤 副線圈輸出功率等于原線圈輸入功率 所以原線圈輸入功率之比為4 1 故D錯誤 答案C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6 如圖18所示電路中 電源電動勢為E 內(nèi)阻為r 電阻R2為定值電阻 R1為滑動變阻器 A B為水平放置的電容器的上下兩個極板 當滑動變阻器R1處于某位置時 A B兩板間的帶電油滴恰好懸浮不動 則下列說法中正確的是 圖18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A 兩極板A B間正對面積減小其他條件不變時 油滴將向下運動B 移動R1的滑動觸頭且其他條件不變時 電壓表的讀數(shù)增大了 U 則電阻R2兩端的電壓減小了 UC R1滑動觸頭向左移動且其他條件不變時 帶電油滴向上運動D R1滑動觸頭向右移動且其他條件不變時 R2上消耗的熱功率變小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 電容器的電壓等于路端電壓 欲使帶電油滴向上運動 必須增大路端電壓 則使可變電阻R1滑動觸頭向右移動 故C錯誤 若將R1的滑動觸頭向右移動時 R1的電阻增大 總電流減小 即可知R2的發(fā)熱功率減小 故D正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案D 7 電吹風是生活中的常用電器 某款電吹風的各項參數(shù)如下表所示 其電路圖如圖19所示 理想變壓器的兩線圈匝數(shù)分別為n1和n2 a b c d為四個固定觸點 可動的扇形金屬片P可同時接觸兩個觸點 觸片P處于不同位置時 電吹風可處于停機 吹熱風和吹自然風三種不同的工作狀態(tài) 關于該款電吹風 下列說法中正確的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圖19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A 觸片P與觸點b c接觸時 電吹風吹熱風B 變壓器兩線圈的匝數(shù)比n1 n2 22 5C 小風扇線圈電阻為8 D 電熱絲正常工作時電阻為6 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8 在如圖20所示電路中 閉合開關S 當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時 四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化 電表的示數(shù)分別用I U1 U2和U3表示 電表示數(shù)變化量的絕對值分別用 I U1 U2和 U3表示 下列說法正確的是 圖22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 當外電路電阻等于內(nèi)阻時 電源的輸出功率最大 當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時 外電阻變大 但是不知道外電阻與內(nèi)阻的大小關系 所以無法判斷電源輸出功率的變化 則D錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案B 9 普通的交流電壓表是不能直接接在高壓輸電線路上測量電壓的 通常要通過電壓互感器來連接 圖21中電壓互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少 工作時電壓為Uab cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多 工作時電壓為Ucd 為了使電壓表能正常工作 則 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圖21 A ab接MN cd接PQ UabUcdC ab接PQ cd接MN UabUcd 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析電壓互感器的作用是使大電壓變成小電壓 根據(jù)變壓器原理可知 應使匝數(shù)多的接入輸入端 故MN接cd PQ接ab 且Uab Ucd 答案C 10 多選 2015 海南單科 10 如圖22所示 一理想變壓器原 副線圈匝數(shù)之比為4 1 原線圈與一可變電阻串聯(lián)后 接入一正弦交流電源 副線圈電路中固定電阻的阻值為R0 負載電阻的阻值R 11R0 是理想電壓表 現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R 5R0 保持變壓器輸入電流不變 此時電壓表的讀數(shù)為5 0V 則 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圖22 A 此時原線圈兩端電壓的最大值約為34VB 此時原線圈兩端電壓的最大值約為24VC 原線圈兩端原來的電壓有效值約為68VD 原線圈兩端原來的電壓有效值約為48V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11 多選 如圖23所示 一理想變壓器原線圈接正弦交變電源 副線圈接有三盞相同的燈 不計燈絲電阻的變化 燈上均標有 36V 6W 字樣 此時L1恰正常發(fā)光 圖中兩個電表均為理想電表 其中電流表顯示讀數(shù)為0 5A 下列說法正確的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圖23 A 原 副線圈匝數(shù)之比為3 1B 變壓器的輸入功率為12WC 電壓表的讀數(shù)為18VD 若L3突然斷路 則L1變暗 L2變亮 輸入功率減小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案CD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11