2017届高三 二轮复习 专题四 电路和电磁感应 第1讲
答案
C
聚焦高考真题 突破热点考向 指导满分答题
3.(多选)(2016· 全国卷Ⅲ，19)如图3，理想变压器原、副线圈分别
接有额定电压相同的灯泡 a和b 。当输入电压 U为灯泡额定电压 的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是( )
图3
A.原、副线圈匝数比为9∶1
B.原、副线圈匝数比为1∶9 C.此时a和b的电功率之比为9∶1 D.此时a和b的电功率之比为1∶9
聚焦高考真题
突破热点考向
指导满分答题
直流电路的动态分析
[规 律 方 法]
闭合电路动态分析的两种常用方法
(1)程序分析法：流程如下
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突破热点考向
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(2)利用结论法：即“串反并同”法 ①“串反”—— 即某一电阻增大 ( 减小 ) 时，与它串联或间接串 联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大)； ②“并同”—— 即某一电阻增大 ( 减小 ) 时，与它并联或间接并
交流电路部分由于与日常生活、生产紧密结合，在近几年高考中
考查的频率较高。
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【备考策略】
(1)理解串、并联电路的特点，闭合电路欧姆定律的含义。理解交
变电流的“四值”含义和变压器、远距离输电的原理。 (2)掌握以下应考技法 ①程序法 ②等效法 ③分析推理法 ④守恒法
甲
答案 B
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乙
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2.(2016· 全国卷 Ⅱ ， 17) 阻值相等的四个电阻、电容器 C 及电池
E(内阻可忽略)连接成如图2所示电路。开关S断开且电流稳定时， C所带的电荷量为 Q1；闭合开关 S，电流再次稳定后， C所带的 电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为( )
图2
U2 灯泡的额定功率为 P＝UI＝ R ，选项 B 错误；设发电机的线圈 中产生的电动势的最大值为 Em，有效值为 E＝Em/ 2，由闭合电 r 路欧姆定律得 E＝U＋Ir，I＝U/R，联立解得 Em＝ 2U(1＋R)， 选项 C 错误；从线圈转到中性面开始计时，发电机产生的正弦 交变电流电流表达式为 i＝ 2Isin ωt，灯泡两端电压的瞬时值表 达式为 u＝ 2Usin ωt，选项 D 正确。
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解析 设灯泡的额定电压为 U0，两灯均能正常发光，所以原线圈 U1 9 输出端电压为 U1＝9U0，副线圈两端电压为 U2＝U0，故 ＝ ， U2 1 U1 n1 9 I1 n2 I1 1 根据 ＝ ＝ ，A 正确，B 错误；根据公式 ＝ 可得， ＝ ， U2 n2 1 I2 n1 I2 9 由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式 P＝UI 可得，灯泡 a 和 b 的电功率之比为 1∶9，C 错误，D 正确。
B.小灯泡消耗的功率变小
C.通过R2的电流变小
D.电源的内耗电压变大
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解析
将滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的阻
值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路
中的电流减小，故R1两端的电压减小，并联部分电压增大，通过 R2 的电流变大， A 、 C 错误；由并联电路的电流规律可知，流过 B正确；因电路中电流减小，故电源的内耗电压减小，D错误。
答案
A
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5.(多选)(2014· 新课标全国卷Ⅱ，21)如图5所示，一理想变压器原、 副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表 接正
弦交流电源，一个二极管和阻值为 R 的负载电阻串联后接到副 线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷
大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd ，
则( )
图5
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A.Uab∶Ucd＝n1∶n2 B.增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小
C.负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大
D.将二极管短路，电流表的读数加倍
解析 若变压器原线圈两端的电压为 Uab，则副线圈两端的电压为
n2 U2＝ Uab；由于二极管的单向导电性使得副线圈中的反向电流为 n1
2 A. 5 3 C. 5 1 B. 2 2 D. 3
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解析
S断开时等效电路如图甲所示。
甲
E 2 1 1 电容器两端电压为 U1＝ × R× ＝ E； 2 3 2 5 R＋ R 3
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S闭合时等效电路如图乙所示。
乙
E 1 1 电容器两端电压为 U2＝ × R＝ E， 1 2 3 R＋ R 2 Q1 U1 3 由 Q＝CU 得 ＝ ＝ ，故选项 C 正确。 Q2 U2 5
图9
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U A.图中电流表示数为 r U2 B.灯泡的额定功率为 R＋r r C.发电机的线圈中产生的电动势的最大值为 U(1＋R) D.从线圈转到中性面开始计时，灯泡两端电压的瞬时值表达式 为 u＝ 2Usin ωt
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解析
U 由欧姆定律可知， 图中电流表示数为 I＝ R， 选项 A 错误；
开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为
4I。该变压器原、副线圈匝数比为( )
图1 A.2 C.4 B.3 D.5
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解析
设理想变压器原、副线圈的匝数之比为 n，开关断开时，电 I n2 1 路如图甲所示，原、副线圈的电流比 ＝ ＝n，通过 R2 的电流 I2 I2 n1 ＝nI，根据变压器的功率关系得，UI－I2R1＝(nI)2(R2＋R3)；开关 4I n2 1 闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比 ＝ ＝n，通过 I2′ n1 R2 的电流 I2′＝4nI，根据功率关系有 U· 4I－(4I)2R1＝(4nI)2R2，联 立以上两式并代入数据解得 n＝3，选项 B 正确。
联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小)。
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[精 典 题 组]
1.在如图6所示的电路中，E为电源，电源内阻为r，L为小灯泡(其
灯丝电阻可视为不变)，
为理想电压表，R1、R2为定值电阻，
)
R3为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片向上移动，则(
图6 A.电压表的示数变大
[规 律 方 法]
解决交变电流的产生和描述的基本方法
(1)抓牢两个特殊位置的特点： ΔΦ ①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大， ＝0，e＝0，i Δt ＝0，电流方向将发生改变。 ΔΦ ②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0， 最大，e 最大， Δt i 最大，电流方向不改变。
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答案
BD
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[备 考 指 导]
【考情分析】
2014 卷ⅡT21：理想变压器的动态分析及二极管的单向导电性 2015 卷ⅠT16：理想变压器规律的应用 卷ⅠT16：理想变压器动态分析 2016 卷ⅡT17：含电容器的直流电路的分析与计算 卷ⅢT19：理想变压器规律的应用 直流电路重点考查电路的功率计算、动态过程分析等；变压器、
大，所以电流表读数增大。R4的电压U4＝U3－U2，U3减小，U2增
大，则U4减小，所以电压表读数减小。由于R1的阻值和电源内阻 r相等，则外电路总电阻大于电源的内阻 r，当外电阻减小时，电 源的输出功率增大，A、B错误，C、D正确。 答案 CD
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交变电流的产生和描述
灯泡的电流一定减小，故由P＝I2R可知，小灯泡消耗的功率变小，
答案
B
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2.如图7所示，电路中灯泡L1和L2均正常发光，由于电路某处发生
断路故障，发现灯泡L1变暗，而灯泡L2变亮了。则下列判断正 确的是( )
图7
Hale Waihona Puke A.R1断路B.R2断路 C.S断开 D.发生故障后电容器C的带电荷量减少
U2 U2 2 Uab 2n1 cd 2T 零， 由有效值的定义可得 T＝ · ， 解得 Ucd＝ U2， 故 ＝ ， R R 2 Ucd 2 n2 选项 A 错误；增大负载的阻值 R，则变压器副线圈中电流减小，
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则原线圈中电流也减小，即电流表的读数减小，选项 B 正确；cd 间的电压由变压器的原线圈两端的电压决定， 与负载电阻 R 的大 Ucd′2 小无关，选项 C 错误；若二极管短路则 Ucd′＝U2，则 P′＝ R ＝ U2 U2 U2 2 cd 2 R ，短路前 P＝ R ＝2R可见二极管短路后负载电阻上的功率加 倍，输入功率也加倍，则原线圈中的电流也加倍，选项 D 正确。
象，函数式为i＝Imcos ωt。
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[精 典 题 组]
1. 利用实验室的手摇发电机产生的正弦交流电给灯泡 L 供电，其 电路如图9所示。当线圈以角速度ω匀速转动时，电压表示数为
U，灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为 r，灯泡正常发光
时的电阻为R，电表均为理想电表，导线电阻可忽略，则( )
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(2)书写交变电流瞬时值表达式的基本思路：
①确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em＝
nBSω求出相应峰值。 ②明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。 a.若线圈从中性面位置开始转动，则i－t图象为正弦函数图象，函 数式为i＝Imsin ωt。
二轮复习专题4第1讲直流电路和交流电路课件(42张)
(3) 远距离输电常用关系式(如图所示)
①功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P线＋P3. ②电压损失：U损＝I2R线＝U2－U3. ③输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝U2R－线U3. ④输电导线上损耗的电功率：P 损＝I 线 U 损＝I2线_R 线＝UP222R 线.
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增大，故 A 错误；R0 两端的电压为 U0＝I2R0，用户得到的电压为 U3＝
U2－U0，当用户增多时，I2 增大，U0 增大，所以 U3 减小，为使用户获得
的电压稳定在 220 V，则需要增大 U2，变压器原副线圈电压关系为
U2＝ U1
nn21，在 U1 和 n2 不变的情况下，要增大 U2，可以减小 n1，即将 P 适当
【答案】 C
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二 交变电流的产生及四值问题
1. 线圈通过中性面时的特点 (1) 穿过线圈的磁通量最大． (2) 线圈中的感应电动势为零． (3) 线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次．
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2. 正弦式交流电“四值”的应用
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2 (2021·江苏卷)贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛， 2020年我国风力发电量高达4 000亿千瓦时．某种风力发电机的原理如图 所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知 磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.20 T，线圈的匝数为 100、面积为0.5 m2，电阻为0.6 Ω，若磁体转动的角速度为90 rad/s，线 圈中产生的感应电流为50 A．求：
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三 变压器与远距离输电
1. 变压器制约问题主要有三项： 电压制约：输出电压 U2 由输入电压决定，即 U2＝nn21U1，可简述为“原 制约副”． 电流制约：原线圈中的电流 I1 由副线圈中的输出电流 I2 决定，即 I1 ＝nn21I2，可简述为“副制约原”． 负载制约：原线圈的功率P1由用户负载决定，P1＝P负1＋P负2＋…， 简述为“副制约原”．
近年高考物理二轮复习 第1部分 核心突破 专题4 电路和电磁感应 第1讲 恒定电流和交变电流演练(
（通用版）2017高考物理二轮复习第1部分核心突破专题4 电路和电磁感应第1讲恒定电流和交变电流演练编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（通用版）2017高考物理二轮复习第1部分核心突破专题4 电路和电磁感应第1讲恒定电流和交变电流演练）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第1讲恒定电流和交变电流1．(2016·石家庄正定中学月考五)有一个消毒用电器P，电阻为20 kΩ,它只有在电压高于24 V时才能正常工作．今用一个光敏电阻R1对它进行控制,光敏电阻在光照时为100 Ω,黑暗时为1 000 Ω.电源电动势E为36 V,内阻不计，另有一个定值电阻R2，电阻为1 000 Ω.下列电路开关闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作,黑暗时停止工作的是（C）解析：对A电路,在光照时，光敏电阻为100 Ω，P为电阻为20 kΩ，R2电阻为1000 Ω,P 分得电压超过错误!E，正常工作;黑暗时，光敏电阻1000 Ω,P分得电压超过错误!E，正常工作，A错误;同理可以求得B电路中光照和黑暗时，P分得电压超过错误!E，都可以正常工作,B错误；电路C中P与R2并联，电阻略小于1000 Ω,能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作,C正确；电路D中P与R1并联，光照时并联部分电阻小于100 Ω，此时P分得的电压远小于24 V，不能正常工作，黑暗时并联总电阻小于1000 Ω，P分得电压同样小于24 V，也不能正常工作．2．(2016·西安质检一)已知两个电源的电动势为E1和E2，内阻r1和r2满足关系E2＞E1，r2＞r1，有一定值电阻R1分别接在两个电源上，获得相等功率,则将另一电阻R2且满足R2＞R1也分别接在这两个电源上,若接在电源电动势为E1、E2的电源上时，R2获得功率依次为P1、P2，则关于电阻R2获得的功率P1、P2有（C）A．P1＝P2B．P1＞P2C．P1＜P2D．条件不足无法确定解析：当外接电阻R1时,两电路中R1获得相同功率，故E2r2＋R1＝错误!，当接电阻R2时，P1＝错误!2·R2，P2＝错误!2·R2，而错误!－错误!＝错误!＝错误!〉0，故P2>P1.3．（2016·石家庄毕业班质检一)用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V,通过负载的电流图象如图所示，则（D）A．变压器输入功率为11 WB．变压器输出电压的最大值是110 VC．变压器原、副线圈的匝数比是1∶2D．负载电流的函数表达式i＝0.05sin 100πt(A)解析:变压器输出电流的有效值为错误! A，因此输出的功率为错误! W，变压器输入功率等于输出功率，A错误；输出电压的最大值为110错误! V,B错误；由错误!＝错误!得原、副线圈匝数比为2：1,C错误;根据图象得交流电的周期T＝0.02 s，又ω＝错误!＝100π rad/s，i＝0.05sin100πt(A),D正确．4．(2016·山西百校盟质监）如图所示的变压器电路中有五个相同的定值电阻，理想变压器,原、副线圈的匝数比为1∶2，现在a、b端输入正弦交流电，则R1和R2的功率之比为（A)A．49∶1 B．24∶1C．7∶1 D．3∶1解析：由于五个电阻阻值相同，设为R，则副线圈电路的总电阻为23R，设副线圈中的电流为I,根据变流比，原线圈中的电流为2I，副线圈两端的电压为错误!IR,根据变压比可知，原线圈两端的电压为错误!IR，因此R2中的电流为错误!I，R1中的电流为错误!I＋2I＝错误!I，则R1的功率为P1＝错误!2R,R2的功率P2＝错误!2R,因此P1:P2＝49:1，A项正确．5．(2016·海口调研）如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数n1＝100匝,副线圈匝数n2＝200匝,电阻R＝100 Ω，是理想交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电,则下列说法正确的是( AB)A．流经电阻R的电流的频率为50 HzB．的示数为40 VC．流经电阻R的电流每秒方向改变50次D．电阻R每秒产生的热量为32 J解析：由题图乙可知，交流电的周期T＝0.02 s，故其频率f＝错误!＝50 Hz，又因为理想变压器不改变交流电的频率，故流经电阻R的电流的频率也为50 Hz，50 Hz的交流电每秒电流方向改变100次,选项A正确，选项C错误；由题图乙可知，原线圈两端所加交流电压的最大值为20错误! V,即原线圈两端电压的有效值为U1＝20 V，由错误!＝错误!可得，副线圈两端电压为U2＝40 V，即电压表的示数为40 V，电阻R消耗的功率为P R＝错误!＝16 W，故选项D错误．6．(2014·新课标全国卷Ⅱ)如图一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。
高考物理二轮复习课件：专题四电路与电磁感应第1讲
专题四电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电路的分析核心要点提炼I —备考策略1.必须领会的“二种物理思想”和“四种方法”(1)等效思想、守恒思想。
⑵程序法、极限法、分析推理法、守恒法。
2.解决交变电流问题要做到“四看”、“四想”(1)看到“电容器的耐压值”，想到“最大(2)看到“某时刻某位置”，想到“瞬时值”。
(3)看到“电功、电功率、保险丝的熔断电流和电路中交流电表的读数”，想到“有效(4)看到“通过电路的电荷量”，想到“平均值”。
3.理想变压器弄清“谁决定谁”的制约关系。
对电压而言，输入决定输出；对电流、电功率而言，输出决定输入。
I 高考热点突破IHIIIII1所示的电路中，当滑动变阻器A 】的滑片向上滑动时，下列说法正确的是（）AJ?2的功率增大BJ?3两端的电压减小C •电流表的示数变大DJ?i 接入电路部分中的电流增大解析 当滑动变阻器鸟的滑片向上滑动时,其接入电路的电阻增大，外电路的总电阻 増大,直流电路的分析与计算命题角1直流电路的动态分析图则干路电流/减小，路端电压仍曾大 > 厲两端的电压等于路端电压,则可知血两端的电压増大,则通过厲的电流母曾大 < 通过禺的电流/2 =八厶< /减小 > 厶増大 < 则厶减小，故/?2的功率减小，选项A. B错误；人2两端电压”2也减小，心两端的电压S = U・u2 r "增大f q减小，则可知S增大，故通过电流表的电流厶增大 > 电流表的示数变大Z选项C正确；流过乩接入电路部分的电流厶=厶-/A /厶减小曾大/则厶减小Z 选项D错误。
答案c【典例2】（2016-全国卷II, 17）阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图2所示电路。
开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为0；闭合开关S,电流再次稳定后，C所带的电荷量为02。
©与©的比值为（）图2A t c i Dt解析S断开时等效电路如图甲所示。
高三物理二轮复习专题四电路和电磁感应第1讲恒定电流和交变电流课件【优质ppt版本】
• 2. (2017·辽宁大连模拟)通过一阻值R＝100 Ω的电阻 的交变电流如图所示，其周B 期为1 s，则电阻两端电 压A的．12有V 效值为( )
B．4 10 V
C．15 V
D．8 5 V
解析 由有效值定义可得
UR2×1s＝(0.1 A)2×R×0.4 s×2＋(0.2 A)2×R×0.1 s×2，
＝ωa：ωb＝3：2，即 Emb＝23Ema＝10 V，故曲线 b 表示的交变电动势的有效值为 E 有
＝ 10 2
V，故选项 C 正确，D 错误．
• 【变式考法】 (1)在上述题1中，若线圈共N＝100匝， 求转动过程中线圈的最大磁通量．
• (2)在上述题1中，写出曲线a表示的交流电的瞬时表 达解式析 ．根据曲线 a 知 Em＝15 V，ω＝2Tπ＝50π rad/s
(2)电源的功率和效率 ①电源的几个功率 a．电源的总功率：P 总＝EI； b．电源内部消耗的功率：P 内＝I2r； c．电源的输出功率：P 出＝UI＝P 总－P 内． ②电源的效率 η＝PP出 总×100%＝UE×100%.
题型二 交变电流的产生及“四值”的应用
• 命题规律 • 交变电流的产生与描述在高考中常考选择题，一
小
• D．电源的输出功率比R3的滑片移动前大
• 解 R减 电 器3接小压C析两入，增滑端电电 大动电路源 ，变压的输 电阻增电出 压器大阻电 表R，3减流V的极2小增的滑板，大示片带电，数向电路R增右2荷外中大移量电电，动增阻流与一大减增其小，小大并段两，，联距极总R的离2板两电电后之端阻容，间 的电场强度增大，选项C错误；电源输出电流增大， 电源内阻电压增大，导致电源路端电压减小，电源
解 物理量或讨论其变化特征．
届高考物理二轮复习课件专题4 电路与电磁感应
交流电路的内容实际上是电磁感应现象研究的
继续和其规律的具体应用，交变电流的产生，
交变电动势最大值的计算，变压器的工作原理
等都和楞次定律及法拉第电磁感应定律有密切
的联系，尤其是它与实际生活的联系，在复习
时也要予以重视.
解决电路问题时，主要通过等效法，把复杂问
题转化为简单问题，即通过有效值，将变化的
第一部分
专题突破பைடு நூலகம்略
专题四
模块定位 恒定电流电路是基础，电磁感应电路和交流电
路是它的延伸和拓展，这两部分问题最终会转
化为恒定电流电路.对恒定电流电路，主要考查 电路的计算、动态变化的判断、故障的排除等 ，还要注意能量变化的问题，要从能量转化和 守恒的角度去解决这些问题.
电磁感应电路的命题主要集中在感应电流的产 生条件、方向判定和导体切割磁感线产生感应 电动势的计算，同时由于电磁感应的问题与直 流电路、磁场等知识联系密切，在复习中要培 养综合运用这些知识解决实际问题的能力.
电流看作不变的电流；通过电源等效，将电磁
感应电路演变为交流电路或直流电路。
高中物理二轮复习《直流电与交流电》
P UI P EI U Eη===外 专题四 电路和电磁感应 第一讲 直流电路与交流电路何洁知识主干一、电功和电热电功W ＝qU ＝UIt ；电热Q ＝I 2Rt.(1)对纯电阻电路，电功等于电热，即电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，所以W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2Rt. (2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能(如机械能或化学能等)，所以电功必然大于电热，即W>Q ，这时电功只能用W ＝UIt 计算，电热只能用Q ＝I 2Rt 计算，两式不能通用．（3）电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能；流经非纯电阻电路，消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能．(4)电源的功率与效率①电源的功率P ：也称为电源的总功率，是电源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：P= IE②电源内阻消耗功率P 内：是电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率，计算式为：P 内= I 2r .③电源的输出功率P 外：外电路上消耗的功率，计算式为：P 外= IU 外 .④电源的效率： ⑤电源的输出功率与外电阻R 的关系： 因此可知当电源内外电阻相等时，输出功率最大。
当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小．当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．当R 由小于r 增大到大于r 时，随着R 的增大输出功率先增大后减小(非单调变化)．4．含容电路的分析技巧电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的电压一定为零(有阻无流，则无电压)．二、交变电流2222()()4RE E P UI R r R r r R ===-++外交变电流的“四值”(1)变压器原、副线圈基本量的关系若升压变压器输出功率为P ，输出电压为U ，降压变压器得到功率为P'，电压为U'，则：输电电流 线R U U U P I '-==…………① 输电线损耗功率 )()(22U U I RU U R I P P P '-='-=='-=线损……② 由U P I R I P ==及线耗2可推得 线损R U P P 22=……③ 由③知，输电电压增大到原来的n 倍，输电导线上损耗功率减少到原来的21n 。
高考物理二轮总复习第1部分专题突破方略专题4电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电路
第一部分专题四第1讲基础题——知识基础打牢1. (2022·四川自贡三诊)如图甲所示为一种自耦变压器(可视为理想变压器)的结构示意图．线圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头P在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个电阻R.若AB间输入图乙所示的交变电压，则( C )A．t＝2×10－2 s时，电压表的示数为零B．电阻R中电流方向每秒钟改变50次C．滑动触头P逆时针转动时，R两端的电压增大D．滑动触头P顺时针转动时，AB间输入功率增大【解析】电压表的示数是交流电的有效值，则t＝2×10－2 s时，电压表的示数不为零，选项A错误；交流电的周期为0.02 s，一个周期内电流方向改变2次，则电阻R中电流方向每秒钟改变100次，选项B错误；滑动触头P逆时针转动时，次级匝数变大，则次级电压变大，即R两端的电压增大，选项C正确；滑动触头P顺时针转动时，次级匝数减小，次级电压减小，次级消耗的功率减小，则AB间输入功率减小，选项D错误．2. (2022·四川成都三诊)发电站通过升压变压器和降压变压器给某用户端供电，发电机组输出交变电压的有效值恒定，输电线总电阻r保持不变．当用户端用电器增加后( A )A．若滑片P位置不变，则输电线上损失的功率变大B．若滑片P位置不变，则用户端电压升高C．若将滑片P上移，则用户端电压可能不变D．若将滑片P上移，则输电线上损失的功率可能减小【解析】若滑片P位置不变，当用户端用电器增加后，用户端总功率变大，发电机的输出功率增大，输电线的电流变大，ΔU＝Ir，输电线两端承担的电压变大，损耗的功率增大；发电机的输入电压不变，升压变压器、降压变压器的匝数不变，故用户端电压降低，A正确，B 错误；若将滑片P 上移，升压变压器的副线圈与原线圈的匝数比变小，发电机组输出交变电压的有效值恒定，则副线圈两端电压变小．用户端用电器使用相同功率，则输电线上的电流会更大，输电线两端承担的电压更大，损耗的功率更大，则用户端的电压更小，故C 、D 错误．3. (多选)(2022·河南押题卷)图甲是一种振动式发电机的截面图，半径r ＝0.1 m 、匝数n ＝30的线圈位于辐射状分布的磁场中，磁场的磁感线沿半径方向均匀分布，线圈所在位置的磁感应强度大小均为B ＝12πT .如图乙，施加外力使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动的速度随时间变化的规律如图丙中正弦曲线所示．发电机通过灯泡L 后接入理想变压器，对图乙中电路供电，三个完全相同的小灯泡均正常发光，灯泡的阻值R L ＝1 Ω，电压表为理想电压表，线圈及导线电阻均不计．下列说法正确的是( AC )A ．发电机产生电动势的瞬时值为e ＝6sin 5πt (V)B ．变压器原、副线圈的匝数之比为1∶3C ．每个小灯泡正常发光时的功率为2 WD ．t ＝0.1 s 时电压表的示数为6 V【解析】 由图丙可知，线圈运动的速度最大值v m ＝2 m/s ，速度变化周期为T ＝0.4 s ，则线圈运动的速度瞬时值v ＝v m sin 2πTt ＝2sin 5πt (m/s)，发电机产生电动势的瞬时值为e ＝nB ·2πr ·v ＝6sin 5πt (V)，A 正确；设灯泡正常发光时通过灯泡的电流为I ，则通过原线圈的电流I 1＝I ，通过副线圈的电流I 2＝2I ，变压器原、副线圈的匝数之比为n 1n 2＝I 2I 1＝21，B 错误；根据能量关系可知，U 出I 1＝3I 2R L ，其中U 出＝E m 2＝62 V ＝3 2 V ，I 1＝I ，解得I ＝ 2 A ，每个小灯泡正常发光时的功率为P L ＝I 2R L ＝2 W ，C 正确；电压表示数为发电机两端电压的有效值，即电压表示数为U ＝E 2＝62V ＝3 2 V ，D 错误．故选AC. 4. (多选)(2022·四川巴中一诊)在如图所示的电路中，定值电阻R 1＝R 4＝3 kΩ，R 2＝2 kΩ，R 3＝R 5＝12 kΩ，电容器的电容C ＝6 μF，电源的电动势E ＝10 V ，内阻不计，当开关S 1闭合电流达到稳定时，处在电容器中间带电量q ＝2×10－3C 的油滴恰好保持静止，当开关S 2闭合后，则以下判断正确的是( BD )A ．电容器上极板是高电势点B ．带电油滴加速向下运动C ．a 、b 两点的电势差U ab ＝8 VD ．通过R 3的电量Q ＝4.8×10－5C【解析】 当开关S 2闭合后，由电路图可知，电容器上极板是低电势点，A 错误；当开关S 1闭合电流达到稳定时，处在电容器中油滴保持静止，而开关S 2闭合后，电容器上极板是低电势点，油滴受到的电场力方向发生变化，故可得带电油滴加速向下运动，B 正确；由电路图可知，a 、b 两点的电势差为U R 5－U R 2＝8 V －4 V ＝4 V ，C 错误；由开关S 1闭合电流达到稳定时，再到当开关S 2闭合后的过程中，通过R 3的电量为Q ＝Q 1＋Q 2＝4×6×10－6 C ＋(8－4)×6×10－6 C ＝4.8×10－5 C ，D 正确．5. (多选)(2022·天津南开二模)如图甲所示电路中，L 1为标有“4 V,2 W”字样的小灯泡，L 2、L 3为两只标有“8 V，6 W”字样的相同灯泡，变压器为理想变压器，各电表为理想电表，当ab 端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光．下列说法正确的是( ACD )A ．电流表的示数为1.5 AB ．交变电压的最大值U m ＝28 VC ．变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1D ．电压表的示数为24 V【解析】 L 2、L 3的额定电流为I 23＝P 23U 23＝34A ，所以电流表的示数为I 2＝2I 23＝1.5 A ，故A 正确；通过原线圈的电流等于L 1的额定电流，为I 1＝P 1U 1′＝0.5 A ，所以变压器原、副线圈的匝数之比为n 1n 2＝I 2I 1＝31，故C 正确；副线圈两端电压等于L 2和L 3的额定电压，为U 2＝8 V ，所以电压表的示数，即原线圈两端电压为U 1＝n 1n 2U 2＝24 V ，故D 正确；根据闭合电路的欧姆定律可得U m2－U 1′＝U 1，解得U m ＝28 2 V ，故B 错误．故选ACD.6. (多选)(2022·广西桂林模拟)在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd 的面积为S ，匝数为n ，线圈总电阻为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕轴OO ′(从上往下看逆时针转动)以角速度ω匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R 的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是( AD )A ．在t 1～t 3时间内，穿过线圈的磁通量的变化量大小为2BSB ．在t 1～t 3时间内，通过电阻R 电流方向先向上然后向下C ．t 4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E 0D ．在t 1～t 3时间内，通过电阻R 的电荷量为2E 0R ＋r ω【解析】 由图乙可知t 1和t 3时刻，线圈的感应电动势都为0，可知这两个时刻穿过线圈的磁通量一正一负，大小均为BS ，故此过程穿过线圈的磁通量的变化量大小为ΔΦ＝BS －(－BS )＝2BS ，A 正确；由图乙可知，在t 1～t 3时间内，线圈中的电流方向不变，根据右手定则可知通过电阻R 电流方向始终向上，B 错误；由图乙可知，t 4时刻的感应电动势为E 0，根据法拉第电磁感应定律可得E 0＝n ΔΦΔt 可得穿过线圈的磁通量的变化率大小为ΔΦΔt ＝E 0n，C 错误；在t 1～t 3时间内，通过电阻R 的电荷量为q ＝n ΔΦR ＋r ＝2nBS R ＋r，又E 0＝nBSω，联立可得q ＝2E 0R ＋r ω，D 正确．故选AD. 7. (多选)(2022·河北秦皇岛三模)如图所示，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈的输入端接有正弦交变电流，开关S 闭合．已知L 1、L 2、L 3是相同的电灯且灯丝的电阻不随温度变化，灯丝不会被烧断．下列说法正确的是( BD )A ．L 1、L 2中的电流之比为1∶2B ．L 1两端的电压与原线圈两端的电压之比为1∶2C ．开关S 断开后，L 1、L 2中的电流之比为1∶1D ．开关S 断开后，L 1两端的电压与原线圈两端的电压之比为1∶4【解析】 原、副线圈中的电流之比为1∶2，由于开关S 闭合时L 2与L 3并联，因此L 1、L 2中的电流之比I 1∶I 2＝1∶1，A 错误；设电灯的电阻为R ，由于原、副线圈两端的电压之比为2∶1，因此原线圈两端的电压U ＝2I 2R ，L 1两端的电压U 1＝I 1R ，结合I 1∶I 2＝1∶1，解得U 1U＝12，B 正确；开关S 断开后，L 1、L 2中的电流与线圈匝数成反比I 1′∶I 2′＝1∶2，C 错误；开关S 断开后，原线圈两端的电压U ′＝2I 2′R ，L 1两端的电压U 1′＝I 1′R ，结合I 1′∶I 2′＝1∶2解得U 1′U ′＝14，D 正确．故选BD. 8. (多选)(2022·辽宁鞍山预测)如图甲所示，理想变压器的原副线圈匝数之比n 1∶n 2＝2∶1，定值电阻R 1和R 2的阻值分别为5 Ω和3 Ω，电表均为理想交流电表，电源输出的电流如图乙所示，图中的前半周期是正弦交流的一部分，后半周期是稳恒直流的一部分，则( BD )A ．电流表示数为2 AB ．电压表示数为6 VC ．R 1的功率为10 WD ．R 2的功率为12 W【解析】 设电源输出电流的有效值即电流表示数为I 1，根据等效热值法可得I 21RT ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫i m 22RT 2＋i 2m ·RT 2，解得I 1＝ 3 A ，故A 错误；由于变压器不能对稳恒直流电进行变压，所以每个周期内有半个周期副线圈无电流，设副线圈中电流的有效值为I 2，根据等效热值法有⎝⎛⎭⎪⎫n 1n 2·i m 22RT 2＝I 22RT ，解得I 2＝2 A ，电压表示数为U 2＝I 2R 2＝6 V ，故B 正确；R 1的功率为P 1＝I 21R 1＝15 W ，故C 错误；R 2的功率为P 2＝I 22R 2＝12 W ，故D 正确．故选BD.9. (多选)(2022·湖南押题卷)如图所示在竖直平面的电路，闭合开关S 1和S 2后，带电油滴在电容器内部处于静止状态，R 1为滑动变阻器，R 2为定值电阻，二极管为理想二极管，电容器的下极板接地，则下列说法正确的是( AC )A ．滑动变阻器的滑动头P 向右滑动，油滴向上运动B ．滑动变阻器的滑动头P 向左滑动，油滴向下运动C ．极板M 向上运动，M 板的电势升高D ．断开S 2，油滴不动【解析】 滑动变阻器的滑动头P 向右滑动，则R 1阻值减小，回路电流变大，则R 2两端电压变大，则电容器要充电，此时电容器两板电压变大，场强变大，则油滴向上运动，选项A 正确；滑动变阻器的滑动头P 向左滑动，则R 1阻值变大，回路电流变小，则R 2两端电压变小，则电容器要放电，但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则使得电容器两板电压不变，则油滴仍静止，选项B 错误；极板M 向上运动，根据C ＝εr S 4πkd可知电容器电容减小，则带电量应该减小，但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则两板间电量不变，结合E ＝U d ＝Q Cd ＝Q εr S 4πkdd ＝4πkQ εr S 可知两板间场强不变，则根据U ＝Ed 可知，两板电势差变大，则M 板的电势升高，选项C 正确；断开S 2，则电容器两板间的电压等于电源的电动势，即电压变大，电容器充电，两板间场强变大，则油滴向上运动，选项D 错误．故选AC.10. (多选)(2022·山东威海二模)如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器T 1、降压变压器T 2均为理想变压器，T 1、T 2的原、副线圈匝数比分别为k 1、k 2.输电线间的总电阻为R 0，可变电阻R 为用户端负载．U 1、I 1分别表示电压表V 1、电流表A 1的示数，输入电压U 保持不变，当负载电阻R 减小时，理想电压表V 2的示数变化的绝对值为ΔU ，理想电流表A 2的示数变化的绝对值为ΔI ，下列说法正确的是( BD )A ．R 0＝U 1I 1B ．R 0＝ΔU ΔI k 22C ．电压表V 1示数增大D ．电流表A 1的示数增加了ΔI k 2【解析】 设降压变压器T 2原线圈电压为U 3，副线圈电压为U 2，根据题意可知，电阻R 0两端的电压等于U R 0＝U 1－U 3，则R 0＝U 1－U 3I 1，故A 错误；设降压变压器T 2原线圈电压变化为ΔU 3，则ΔU 3ΔU ＝k 2，设降压变压器T 2原线圈电流变化为ΔI 3，则ΔI 3ΔI ＝1k 2，可得ΔI 3＝ΔI k 2，根据欧姆定律得ΔU 3＝ΔI 3R 0，即k 2ΔU ＝ΔI k 2R 0，解得R 0＝ΔU ΔIk 22，故B 、D 正确；输入电压不变，升压变压器T 1原副线圈匝数比不变，则升压变压器T 1副线圈的电压不变，电压表V 1示数不变，故C 错误．故选BD.应用题——强化学以致用11. (多选)(2022·安徽合肥预测)如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有R 1＝250 Ω与R 2＝10 Ω的电阻．当原线圈一侧接入u ＝311sin 100πt (V)的交流电时，两电阻消耗的功率相等，则有( AC )A ．原、副线圈的匝数比为5∶1B ．电阻R 1两端电压有效值是电阻R 2两端电压有效值的2倍C ．电阻R 2消耗的功率为48.4 WD ．1 s 内流过电阻R 2的电流方向改变200次【解析】 设原线圈电流为I 1，副线圈电流为I 2，由题意可知I 21R 1＝I 22R 2，故n 1n 2＝I 2I 1＝R 1R 2＝5，A 正确；电阻R 1两端电压有效值和电阻R 2两端电压有效值之比为U R 1U R 2＝I 1R 1I 2R 2＝5，B 错误；设原线圈输入电压为U 1，副线圈输出电压为U 2，故U 1U 2＝n 1n 2＝5，解得U 1＝5U 2，又U R 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2，又因为U ＝U R 1＋U 1，外接交流电压有效值为220 V ，联立代入数据解得U 2＝110U ＝22 V ，电阻R 2消耗的功率为P ＝U 22R 2＝48.4 W ，C 正确；由题意可知，交流电的频率为f ＝ω2π＝50 Hz ，变压器不改变交流电的频率，一个周期内电流方向改变2次，故1 s 内流过电阻R 2的电流方向改变100次，D 错误．故选AC.12. (多选)(2022·湖北恩施预测)为了适应特高压输电以实现地区间电力资源的有效配置，需要对原来线路中的变压器进行调换．某输电线路可简化为如图所示，变压器均为理想变压器，调换前后发电机输出电压、输电线电阻、用户得到的电压均不变，改造后输送电压提升为原来的5倍，假设特高压输电前后输送的功率不变，下列说法正确的是( AB )A ．线路改造后升压变压器原、副线圈的匝数比改变B ．线路上电阻的功率变为原来的125C ．特高压输电后，电压损失变为原来的125D ．线路改造后用户端降压变压器匝数比不变【解析】 发电机输出电压不变，应改变升压变压器原、副线圈的匝数比，故A 项正确；根据线路上功率的损失ΔP ＝I 22r ，输送功率不变，电压提升为原来的5倍，输送的电流变为原来的15，线路电阻不变，损失的功率变为原来的125，故B 项正确；输电线上的电压损失为ΔU ＝I 2r ，输送功率为P 2＝U 2I 2则输送功率不变，电压增为原来的5倍，电流变为原来的15，损失的电压变为原来的15，故C 项错误；用户端的降压变压器改造前后输出端电压U 4不变，输入端电压U 3变大，根据U 3U 4＝n 3n 4，可得原、副线圈的匝数比一定变化，故D 项错误．故选AB.13. (多选)(2022·湖北襄阳模拟)如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动，线圈的电阻为R ，线圈共N 匝，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，定值电阻R 1＝R ，当线圈转动的转速为n 时，电压表的示数为U ，则( ACD )A ．电流表的示数为2U RB ．从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为e ＝52U cos2πntC ．线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为52U 4Nn πD ．当线圈转动的转速为2n 时，电压表的示数为2U 【解析】 依题意有I 2＝U R 1＝U R ，I 1∶I 2＝2∶1则有I 1＝2I 2＝2U R，故A 正确；根据欧姆定律，发电机产生的感应电动势的最大值为E m ，有E m 2＝R ×I 1＋U 1，U 1U ＝12，ω＝2n π rad/s，从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为e ＝E m cos ωt ＝52U 2cos 2n πt (V)，故B 错误；依题意有，线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为Φm ，则有52U 2＝NΦm 2n π，解得Φm ＝52U 4Nn π，故C 正确；当线圈转动的转速为2n 时，线圈中产生的电动势的最大值为E m ′＝NΦm 4n π，因52U 2＝NΦm 2n π＝E m ，所以E m ′＝52U ，其有效值为5U ，假定电压表示数为U 2′，则有5U ＝I 1′R ＋U 1′＝2U 2′R 1×R ＋U 1′＝12U 2′＋2U 2′＝52U 2′，解得U 2′＝2U ，当线圈转动的转速为2n 时，电压表的示数为2U ，故D 正确．故选ACD.。
高中物理二轮专题突破精品讲义 第四部分 电磁感应与电路专题1
第四专题电磁感应与电路、能量一、知识梳理（一）考点回顾“电磁感应”是电磁学的核心内容之一，同时又是与电学、力学知识紧密联系的知识点，是高考试题考查综合运用知识能力的很好落脚点，所以它向来高考关注的一个重点和热点，本专题涉及三个方面的知识：一、电磁感应，电磁感应研究是其它形式有能量转化为电能的特点和规律，其核心内容是法拉第电磁感应定律和楞次定律；二、与电路知识的综合，主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化为其它形式的能量的特点及规律；三、与力学知识的综合，主要讨论产生电磁感应的导体受力、运动特点规律以及电磁感应过程中的能量关系。
由于本专题所涉及的知识较为综合，能力要求较高，所以往往会在高考中现身。
从近三年的高考试题来看，无论哪一套试卷，都有这一部分内容的考题，题量稳定在1～2道，题型可能为选择、实验和计算题三种，并且以计算题形式出现的较多。
考查的知识：以本部分内容为主线与力和运动、动量、能量、电场、磁场、电路等知识的综合，感应电流（电动势）图象问题也经常出现。
（二）典例题剖析根据本专题所涉及内容的特点及高考试题中出的特点，本专题的复习我们分这样几个小专题来进行：1.感应电流的产生及方向判断。
2.电磁感应与电路知识的综合。
3.电磁感应中的动力学问题。
4.电磁感应中动量定理、动能定理的应用。
5.电磁感应中的单金属棒的运动及能量分析。
6.电磁感应中的双金属棒运动及能量分析。
7.多种原因引起的电磁感应现象。
1、感应电流的产生及方向判断例1．(2007理综II卷)如图所示，在PQ、QR区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc 边与磁场的边界P 重合。
导线框与磁场区域的尺寸如图所示。
从t ＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。
以a →b →c →d →e →f 为线框中有电动势的正方向。
以下四个ε-t 关系示意图中正确的是（ ）解析：楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D 选项错误；1－2s 内，磁通量不变化，感应电动势为0，A 选项错误；2－3s 内，产生感应电动势E ＝2Blv ＋Blv ＝3Blv ，感应电动势的方向为逆时针方向（正方向），故C 选项正确。
高考物理二轮专题复习课件：专题整合高频突破 专题四 电路和电磁感应1
暗,选项A 错误、B正确。开关闭合后,当滑动变阻器的滑片P向下
滑动时,由于外电路总电阻增大,电源输出电流减小,电源的总功率
变小,选项C 错误。当电源输出电流减小后,电容器支路两端电压增
大,电容器充电,电阻R 1有从b 到a方向的电流,选项D 正确。
为正弦式交流电源,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电流
表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4 I。该变压器原、副线圈 匝数比B为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
9
1234
10
1234
考点定位:理想变压器、欧姆定律
命题能力点:侧重考查理解能力+ 分析综合能力
解题思路与方法:本题主要考查变压器、闭合电路欧姆定律。解决
考点二
规律方法直流电路动态分析的3 种常用方法 方法1:程序法
方法2:结论法——“串反并同” “串反”指: 某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中 的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)。 “并同”指: 某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中 的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)。 方法3:极限法 因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别 滑至两个极端,使电阻最大或电阻为零去讨论。
22
考点一
考点二
题型2 闭合电路的图象问题(L) 典题3 (2017 湖南省三县联考)如图所示,直线a、抛物线b 和曲线 c分别为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P、电源内部 发热功率P r、输出功率P R 随电流I变化的图象,根据图象可知( D )
电压和电阻R 两端的电压之和为220 V 。