第9講電磁感應(yīng)

第9講恒定電流和交變電流1.(2014·四川理綜，1)如圖1所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖像，則(

)圖1A.用戶用電器上交流電的頻率是100HzB.發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500VC.輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定D.當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小答案D2.(2015·四川理綜，4)小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡(jiǎn)化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，不計(jì)線圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓(

)圖2答案D3.(2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ，21)如圖3所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。原線圈通過(guò)一理想電流表

接正弦交流電源，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端。假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大。用交流電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd

，則(

)圖3A.Uab∶Ucd＝n1∶n2B.增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小C.負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D.將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍答案BD4.(2015·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，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4所示。設(shè)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(

)圖4答案A主要題型：選擇題知識(shí)熱點(diǎn)(1)應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律以及歐姆定律對(duì)電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析及對(duì)電功率的分析與計(jì)算。(2)交變電流的產(chǎn)生、圖像以及“四值”應(yīng)用的考查。(3)理想變壓器“三個(gè)關(guān)系”的考查。(4)理想變壓器與遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的綜合考查。思想方法(1)程序法(2)等效法(3)分析推理法(4)守恒法考向一直流電路的分析核心知識(shí)規(guī)律方法1.閉合電路動(dòng)態(tài)變化的原因(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減小)。(2)若電鍵的通斷使串聯(lián)的用電器增多，總電阻增大；若電鍵的通斷使并聯(lián)的支路增多，總電阻減小。(3)熱敏電阻或光敏電阻的阻值變化。2.閉合電路動(dòng)態(tài)分析的方法基本思路是“局部→整體→局部”流程圖：1.按如圖5所示的電路連接各元件后，閉合開(kāi)關(guān)S，L1、L2兩燈泡都能發(fā)光。在保證燈泡安全的前提下，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是(

)圖5A.L1燈亮度不變

B.L1燈變亮C.L2燈功率變小

D.L2燈變亮解析滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，電路中的總電阻減小，總電流增大，則L2燈變亮，L2燈功率變大。路端電壓減小，又L2燈兩端的電壓增大，故并聯(lián)電路兩端的電壓減小，則L1燈兩端的電壓減小，L1燈變暗。選項(xiàng)D正確。答案D2.(2014·天津卷，2)如圖6所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置，閉合電鍵S，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng)。如果僅改變下列某一個(gè)條件，油滴仍能靜止不動(dòng)的是(

)圖6A.增大R1的阻值

B.增大R2的阻值C.增大兩板間的距離

D.斷開(kāi)電鍵S答案B3.(2015·北京模擬反饋)將如圖7所示裝置安裝在沿直軌道運(yùn)動(dòng)的火車車廂中，使桿沿軌道方向固定，就可以對(duì)火車運(yùn)動(dòng)的加速度進(jìn)行檢測(cè)。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)，穿在光滑絕緣桿上的小球停在O點(diǎn)，固定在小球上的變阻器滑片停在變阻器BC的正中央，此時(shí)，電壓表指針指在表盤刻度中央。當(dāng)火車在水平方向有加速度時(shí)，小球在光滑絕緣桿上移動(dòng)，滑片P隨之在變阻器上移動(dòng)，電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。已知當(dāng)火車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的指針向右偏。則(

)A.電壓表指針向左偏，說(shuō)明火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)B.電壓表指針向右偏，說(shuō)明火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)C.電壓表指針向左偏，說(shuō)明火車可能在向右做減速運(yùn)動(dòng)D.電壓表指針向右偏，說(shuō)明火車可能在向右做減速運(yùn)動(dòng)圖7解析電壓表指針向左偏，說(shuō)明火車加速度向右，火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)，也可能在向左做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；電壓表指針向右偏，說(shuō)明加速度向左，火車可能在向左做加速運(yùn)動(dòng)，也可能在向右做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確。答案AD4.(2015·四川成都一診)如圖8所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r一定，A、B為平行板電容器的兩塊正對(duì)金屬板，R1為光敏電阻。當(dāng)R2的滑動(dòng)觸頭P在a端時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，此時(shí)電流表A和電壓表V的示數(shù)分別為I和U。以下說(shuō)法正確的是(

)圖8A.若僅將R2的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng)，則I不變，U增大B.若僅增大A、B板間距離，則電容器所帶電荷量減少C.若僅用更強(qiáng)的光照射R1，則I增大，U增大，電容器所帶電荷量增加D.若僅用更強(qiáng)的光照射R1，則U變化量的絕對(duì)值與I變化量的絕對(duì)值的比值不變答案BD5.(2015·江蘇蘇州調(diào)研)如圖9所示，曲線C1、C2分別是純直流電路中內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線，由該圖可知下列說(shuō)法正確的是(

)圖9A.電源的電動(dòng)勢(shì)為4VB.電源的內(nèi)阻為2ΩC.電源輸出功率最大值為8WD.電源被短路時(shí)，電源消耗的功率為16W答案AD考向二交變電流的產(chǎn)生及描述核心知識(shí)1.1.交流電“四值”的應(yīng)用規(guī)律方法(1)最大值：分析電容器的耐壓值；(2)瞬時(shí)值：計(jì)算閃光電器的閃光時(shí)間、線圈某時(shí)刻的受力情況；(3)有效值：電表的讀數(shù)及計(jì)算電熱、電功、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流；(4)平均值：計(jì)算通過(guò)電路截面的電荷量。2.書寫交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的基本思路(1)確定正弦式交變電流的峰值，根據(jù)已知圖像讀出或由公式Em＝nBSω求出相應(yīng)峰值。(2)明確線圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式。①若線圈從中性面位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，e＝Emsinωt②若線圈從垂直中性面位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，e＝Emcosωt1.(2015·四川成都新津中學(xué)考試)一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速運(yùn)動(dòng)，線圈平面位于如圖10甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。通過(guò)線圈內(nèi)的磁通量Φ隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是(

)圖10A.t1、t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率最大B.t2、t4時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向改變C.t1、t3時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向改變D.t2、t4時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小解析t1、t3時(shí)刻磁通量最大，磁通量的變化率為零，這兩個(gè)時(shí)刻感應(yīng)電流方向改變，t2、t4時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確。答案C2.(2015·山東青島二中測(cè)試)一交流電流的圖像如圖11所示，由圖可知(

)圖11A.用電流表測(cè)該電流其示數(shù)為14.1AB.該交流電流的頻率為50HzC.該交流電流通過(guò)10Ω電阻時(shí)，電阻消耗的電功率為1000WD.該交流電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝14.1sin(628t)A解析根據(jù)圖像知交流電的有效值為10A，則電流表示數(shù)為有效值10A，A項(xiàng)錯(cuò)誤；周期T＝0.01s，頻率為100Hz，B項(xiàng)錯(cuò)誤；通過(guò)10Ω的電阻，電功率P＝I2R＝1000W，C項(xiàng)正確；瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝Imsinωt＝14.1sin(200πt)A＝14.1sin(628t)A，D項(xiàng)正確。答案CD3.(2015·河北衡水中學(xué)質(zhì)檢)如圖12甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)的電刷與R＝10Ω的電阻連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，示數(shù)是10V。圖乙是矩形線圈磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖像。則下列說(shuō)法正確的是(

)圖12A.電阻R上的電功率為20WB.0.02s時(shí)R兩端的電壓瞬時(shí)值為零C.R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u＝14.1cos(100πt)VD.通過(guò)R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i＝cos(50πt)A解析由矩形線圈磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖像可知產(chǎn)生的交變電流周期為0.02s，R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u＝14.1cos(100πt)V，選項(xiàng)C正確；0.02s時(shí)線框中磁通量為零，R兩端的電壓瞬時(shí)值最大，為14.1V；電阻R上的電功率為10W，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；通過(guò)R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i＝1.41cos(100πt)A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C圖13答案B5.(2015·遼寧沈陽(yáng)期末)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖乙所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律的圖像如圖14甲所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1.0Ω，外接一只電阻為9.0Ω的燈泡，則(

)圖14A.電壓表V的示數(shù)為20VB.電路中的電流方向每秒改變5次C.燈泡實(shí)際消耗的功率為36WD.電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝20cos(5πt)V答案C考向三變壓器和遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題核心知識(shí)1.理想變壓器的基本規(guī)律2.遠(yuǎn)距離輸電回路1：發(fā)電機(jī)回路P1＝I1U1回路2：輸送電路I2＝I3＝IR，U2＝U3＋UR，P2＝PR＋P3回路3：輸出電路I4＝I用，U4＝U用，P4＝P用規(guī)律方法1.理想變壓器問(wèn)題中的兩個(gè)“弄清”(1)弄清變量和不變量。如原線圈電壓不變，原、副線圈的匝數(shù)比不變，其他物理量可隨電路的變化而發(fā)生變化。(2)弄清動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中的決定關(guān)系，如U2由U1決定，P1、I1由P2、I2決定。2.理想變壓器問(wèn)題的分析流程1.在變電所，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，使用的儀器是電流互感器，如圖所示的四個(gè)圖中，能正確反映其工作原理的是(

)解析電流互感器是測(cè)電流的，應(yīng)串聯(lián)在火線上，故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；由變壓器電流關(guān)系n1I1＝n2I2，要使I2＜I1，須n2＞n1，故選項(xiàng)A正確。A圖15A.10VB.20VC.15VD.14.1V答案D3.(2015·安徽蚌埠三縣聯(lián)誼二模)如圖16所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1＝1100匝，副線圈的匝數(shù)n2＝110匝，R0、R1、R2均為定值電阻，原線圈接如圖所示的交變電壓，開(kāi)始開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài)，下列說(shuō)法中正確的是(

)圖16A.電壓表示數(shù)為22VB.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電壓表示數(shù)變大C.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電流表示數(shù)變大D.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，變壓器的輸入功率減小答案C4.(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(dǎo)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17A.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答案C5.(2015·北京海淀區(qū)期末)如圖18是自耦變壓器的示意圖，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)，輸電線的電阻用R0表示。如果變壓器上的能量損失可以忽略，以下說(shuō)法正確的是(

)圖18A.開(kāi)關(guān)S1接a，閉合開(kāi)關(guān)S后，電壓表V示數(shù)減小，電流表A示數(shù)增大B.開(kāi)關(guān)S1接a，閉合開(kāi)關(guān)S后，原線圈輸入功率減小C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，開(kāi)關(guān)S1接a時(shí)電流表的示數(shù)為I1，開(kāi)關(guān)S1接b時(shí)電流表的示數(shù)為I2，則I1＞I2D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，開(kāi)關(guān)S1接a時(shí)原線圈輸入功率為P1，開(kāi)關(guān)S1接b時(shí)原線圈輸入功率為P2，則P1＜P2答案AD圖19解析降壓變壓器副線圈兩端交變電壓的有效值為220V，負(fù)載電阻R0為11Ω，所以通過(guò)R0的電流的有效值是20A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，所以降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為4∶1，選項(xiàng)B正確；升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線上損失的電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；升壓變壓器T1的輸出功率等于降壓變壓器T2的輸入功率加上輸電線上損失的功率，選項(xiàng)D正確。答案BD解決遠(yuǎn)距離高壓輸電問(wèn)題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：(1)抓住輸電的兩端——電源和用電器；分析一條線——輸電線；研究?jī)纱坞妷鹤儞Q——升壓和降壓。(2)以變壓器為界，將整個(gè)輸電線路劃分為幾個(gè)獨(dú)立的回路進(jìn)行分析，注意原、副線圈的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系及輸入功率和輸出功率的關(guān)系。高頻考點(diǎn)九通過(guò)理想變壓器考查交流電路的分析與計(jì)算高考一般是將交變電流的產(chǎn)生、圖像、“四值”問(wèn)題，理想變壓器，電能輸送等其中幾個(gè)點(diǎn)綜合在一起考查。要滿分解答應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)交變電流的產(chǎn)生過(guò)程及表達(dá)形式。(2)交變電流的圖像和交變電流的“四值”的應(yīng)用。(3)理想變壓器的原理及遠(yuǎn)距輸電的過(guò)程。1.(6分)(2015·南昌市二模)如圖20所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻不計(jì)，繞OO′軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)。矩形線圈通過(guò)滑環(huán)接一理想變壓器，滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列判斷正確的是(

)圖20審題流程第一步：抓關(guān)鍵點(diǎn)→獲取信息第二步：分析選項(xiàng)→找解題依據(jù)正