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1、 【步步高】2015高考物理二輪(廣東專用)專題突破word版訓(xùn)練：專題十一 直流電路和交流電路 專題十一 直流電路和交流電路 1．純電阻電路和非純電阻電路的電功、電功率的比較 U2(1)純電阻電路：電功W＝UIt，電功率P＝UIW＝Q＝UIt＝tR U22＝IRt，P＝UI＝＝IR. R2 (2)非純電阻電路：電功W＝UIt，電功率P＝UI，電熱Q＝I2Rt，電熱功率P熱＝I2R于電熱功率，即W>Q，故求電功、電功率只能用W＝UIt、P＝UI，求電熱、電熱功率只能用Q＝2、P熱＝22．電源的功率和效率 (1)電源的幾個(gè)功

2、率 ①電源的總功率：P總＝EI ②電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)＝I2r ③電源的輸出功率：P出＝UI＝P總－P內(nèi) P出U(2)電源的效率η＝×100%＝100% EP總 3．交流電的“四值” (1)最大值Em＝NBSω. (2)瞬時(shí)值e＝. (3)有效值：正弦式交流電的有效值EE；非正弦式交流電的有效值必須根據(jù)電流的熱效應(yīng)，2 用等效的思想來求解．計(jì)算交流電路的電功、電功率和測(cè)定交流電路的電壓、電流都是指有效值． ΔΦ(4)平均值：E＝n，常用來計(jì)算通過電路的電荷量． Δt 4．理想變壓器

3、的基本關(guān)系式 (1)功率關(guān)系：P入＝出． Un(2)電壓關(guān)系：. U2n2 In(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí). I2n1 - 1 - 直流電路動(dòng)態(tài)分析方法 (1)程序法：基本思路是“部分→整體→部分”．即從阻值的變化入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判定R總的變化情況，再由歐姆定律判斷I總和U端的變化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判斷各部分的變化情況． (2)結(jié)論法——“并同串反”： “并同”：指某一電阻增大(減小)時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(減小)． “串反”：指

4、某一電阻增大(減小)時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大)． 考向1 直流電路的動(dòng)態(tài)分析 例1 (單選)如圖1所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則( ) 圖1 A．R3上消耗的功率逐漸增大 B．電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大 C．電源的輸出功率逐漸增大 D．質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng) 審題突破 當(dāng)R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，其電阻如何變化？電容器兩極板間電壓和哪部分電路電壓相等？如何分析電

5、源的輸出功率變化情況？ 解析 滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，R4的阻值越來越小，故并聯(lián)電路的總電阻減小，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可得：R3的電壓減小，消耗的功率減小，故A錯(cuò)誤；電容器電壓等于R3的，故也減小，所以質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)，所以D錯(cuò)誤；外電路總電阻減小，所以干路電流I1增大，而R3的電流I3減小，根據(jù)I1＝I3＋I(xiàn)A，可得電流表讀數(shù)IA增大，所以B錯(cuò)誤；因R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等，故外電路電阻大于電源內(nèi)阻，且逐漸減小，由輸出功率與外電阻的關(guān)系可得：電源的輸出功率在增大，所以C正確． 答案 C - 2 - (單選)某同學(xué)準(zhǔn)備用一種金屬絲制作一只電

6、阻溫度計(jì)．他先通過實(shí)驗(yàn)描繪出一段金 屬絲的U－I曲線，如圖2甲所示．再將該金屬絲與某一定值電阻R0串聯(lián)接在電路中，用電壓表(電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于金屬絲的電阻)與金屬絲并聯(lián)，并在電壓表的表盤上標(biāo)注溫度值，制成電阻溫度計(jì)，如圖乙所示．下列說法中正確的是( ) 圖2 A．從圖甲可知，該金屬絲的阻值隨溫度的升高而減小 B．圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，溫度值越小 C．選用不同阻值的R0可以改變溫度計(jì)的量程，R0越大，量程越大 D．溫度越高，電源消耗的功率越大 答案 C 解析 從圖甲可知，圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表

7、示電阻的大小，故該金屬絲的阻值隨溫度的升高而增大，所以A錯(cuò)誤；圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，說明RT的阻值越大，即溫度越高，所以B錯(cuò)誤；若R0越大，電壓表要偏轉(zhuǎn)同樣的角度，需RT的阻值更大，即溫度更高，量程越大，所以C正確；溫度越高，RT的阻值越大，電路電流越小，所以電源消耗的功率P＝EI越小，故D錯(cuò)誤． 考向2 交流電的產(chǎn)生和描述 例2 (雙選)如圖3甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)，電阻為r＝2 Ω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)和電刷 40與右側(cè)電路連接，右側(cè)電路中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R0＝ Ω

8、，滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻7 R器中央，定值電阻R1＝R0、R2＝，其他電阻不計(jì)．從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，2 閉合開關(guān)S，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中理想交流電壓表示數(shù)是10 V，圖乙是矩形線圈磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象，則下列說法正確的是( ) 圖3 - 3 - 5A．電阻R2上的熱功率為 W 7 B．0.02 s時(shí)滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓瞬時(shí)值為零 C．線圈產(chǎn)生的e隨時(shí)間t變化的規(guī)律是 e＝2cos 100πt (V) 12D．線圈開始轉(zhuǎn)動(dòng)到t＝s的過程中，通過R1的電荷量為C 600200π

9、 RR71010U2 解析 R總＝R1＋0＝10 Ω，I＝ A＝1 A，UR2V，根據(jù)公式P＝R2244107R 5上的熱功率為PR2＝ W，故A正確；0.02 s通過線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故B7 2π錯(cuò)誤；T＝0.02 s，ω＝＝100π rad/s，E＝10 V＋1×2 V＝12 V，e＝2cos 100πt(V)，故CT 錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝122 V＝nBSω，Φm＝BS＝ 100πt(Wb)，線圈開始轉(zhuǎn)動(dòng)到t＝ 確． 答案 AD 以題說法 1.線圈通過中性面時(shí)的特點(diǎn) (1

10、)穿過線圈的磁通量最大； (2)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零； (3)線圈每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向改變一次． 2．交流電“四值”的應(yīng)用 (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)算通過電路截面的電荷量． (雙選)(2014·天津·7)如圖4甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不 同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙中曲線

11、 a、b所示，則( ) 1222(Wb)，Φ＝sin n×100πn×100π1nΔΦ2s的過程中，通過電阻的電量為＝C，故D正600R總＋r200π 圖4 - 4 - A．兩次t＝0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合 B．曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3 C．曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25 Hz D．曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10 V 答案 AC 解析 A．從圖象可知，兩次轉(zhuǎn)動(dòng)都是從中性面開始計(jì)時(shí)的，故A正確．B.從圖象可知，曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期之比為2∶3，則轉(zhuǎn)速之比為3∶2，故B錯(cuò)誤．C.由

12、圖象可知曲線 1－a的周期Ta＝4×102 s，則曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率fa＝25 Hz，故C正確．D.交變Ta 電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω，則曲線a、b表示的交變電動(dòng)勢(shì)的峰值之比為Ema∶Emb＝ωa∶ωb 210＝3∶2，即Emb＝Ema＝10 V，故曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為E有＝ V＝52 V，3D錯(cuò)誤． 考向3 變壓器和遠(yuǎn)距離輸電問題 例3 (單選)如圖5為學(xué)校配電房向各個(gè)教室的供電示意圖，T為理想變壓器，V1、A1為監(jiān)控市電供電端的電壓表和電流表，V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器的輸出電壓表和電流表，R1、R2為教室

13、的負(fù)載電阻，V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，配電房和教室間有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離，則當(dāng)開關(guān)S 閉合時(shí)( ) 圖5 A．電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大 B．只有電流表A1的示數(shù)變大 C．電壓表V3的示數(shù)變小 D．電壓表V2和V3的示數(shù)都變小 解析 開關(guān)S閉合，負(fù)載的總電阻減小，又副線圈的電壓U2不變，所以副線圈的電流增大，電流表A2示數(shù)變大，根據(jù)變流規(guī)律可得原線圈電流增大，電流表A1示數(shù)增大，配電房和教室間有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離，導(dǎo)線所耗電壓增大，故并聯(lián)電路的電壓減小，即電壓表V3示數(shù)減小，所以電流表A3的示數(shù)減小，所以

14、A、B錯(cuò)誤，C正確；副線圈電壓不變，即V2示數(shù)不變，所以D錯(cuò)誤． 答案 C 以題說法 理想變壓器動(dòng)態(tài)分析的兩種情況 - 5 - 1．負(fù)載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況． 2．匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負(fù)載電阻的變化情況． 不論哪種情況，要注意兩點(diǎn)：一、根據(jù)題意分清變量和不變量；二、弄清“誰決定誰”的制約關(guān)系．對(duì)電壓而言，輸入決定輸出；對(duì)電流、電功(率)而言，輸出決定輸入． (單選)(2014·江蘇·3)遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖6所示，升壓變壓器原、副線圈的匝

15、數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是( ) 圖6 InA. I2n2 UB．I2＝R D．I1U1＝I2U2 C．I1U1＝I22R 答案 D InU解析 根據(jù)理想變壓器的工作原理得I1U1＝I2U2＝U2不是加在R兩端的電壓，故I2≠I2n1R 而I1U1等于R上消耗的功率I22R與下一級(jí)變壓器的輸入功率之和．選項(xiàng)D正確． 考向4 交變電流的綜合問題分析 例4 (雙選)如圖7甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩極M、

16、N間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A為理想交流電流表，V為理想交流電壓表．內(nèi)阻不計(jì)的矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變變壓器副線圈的輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，發(fā)電機(jī)線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的是( ) 圖7 A．電壓表的示數(shù)為10 V - 6 - B．0.01 s時(shí)發(fā)電機(jī)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直 C．若P的位置向上移動(dòng)、R的大小不變時(shí)，電流表讀數(shù)將減小 D．若P的位置不變、R的大小

17、不變，而把發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍，則變壓器的輸入功率將增大到原來的4倍 審題突破 由題圖乙可知交流電的哪些信息？P的位置向上移動(dòng)，原、副線圈的電壓有何變化？ 解析 電壓表顯示的為有效值，示數(shù)為10 V，A正確；0.01 s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，故B錯(cuò)誤；若P的位置向上移動(dòng)，匝數(shù)比減小，副線圈電壓增大，R的大小不變時(shí)，電流表讀數(shù)將增大，故C錯(cuò)誤；若P的位置不變、R的大小不變，而把發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍，電壓增大為原來的2倍，則變壓器的輸入功率將增大到原來的4倍，故D正確． 答案 AD 以題說法 交變電流的綜合問題，涉及交流電路最大值、有效值、平均值、

18、瞬時(shí)值的計(jì)算，與電磁感應(yīng)、安培力、閉合電路歐姆定律的綜合應(yīng)用等，解答時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： 1．分清交流電路“四值”的不同計(jì)算方法和物理意義． 2．學(xué)會(huì)將直流電路、閉合電路歐姆定律的知識(shí)應(yīng)用在交流電路中． (雙選)如圖8所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N，電阻不計(jì)的正方形線圈abcd在磁感應(yīng) 強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，軸OO′垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，下列判斷正確的是( ) 圖8 A．在圖示位置時(shí)線框中磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

19、 B．當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V2的示數(shù)變大 C．電壓表V1示數(shù)等于NBωL2 D．變壓器的輸入與輸出功率之比為1∶1 答案 AD 解析 當(dāng)線框轉(zhuǎn)到如圖所示位置，穿過線框的磁通量為0，但線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故選項(xiàng)A正確；電壓表V2測(cè)量的是副線圈的電壓，副線圈電壓由原線圈電壓決定，與負(fù)載電 uNBωL2 阻變化無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電壓表V1示數(shù)為有效值，等于u1＝C錯(cuò)22 - 7 - 誤；理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則選項(xiàng)D正確． (限時(shí)：40分鐘) 題組1 直流電路的動(dòng)

20、態(tài)分析 1．(單選)(2014·天津·2)如圖1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1 A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值 C．增大兩板間的距離 D．?dāng)嚅_電鍵S 答案 B 解析 增大R1的阻值，穩(wěn)定后電容器兩板間的電壓升高，帶電油滴所受電場(chǎng)力增大，將向上運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；電路穩(wěn)定后，電容器相當(dāng)于斷路，無電流通過電阻R2，故R2兩端無電壓，所以，

21、增大R2的阻值，電容器兩板間的電壓不變，帶電油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，B正確；增大兩板間的距離，兩板間的電壓不變，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，帶電油滴所受電場(chǎng)力減小，將向下運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；斷開電鍵S后，兩板間的電勢(shì)差為零，帶電油滴只受重力作用，將向下運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤． 2．(單選)如圖2所示是一火警報(bào)警電路的示意圖．其中R3為用某種材料制成的傳感器，這種材料的電阻率隨溫度的升高而增大．值班室的顯示器為電路中的電流表，電源兩極之間接一報(bào)警器．當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是( ) 圖2 A．I變大，U變小 C．I變小，U變小

22、 B．I變小，U變大 D．I變大，U變大 - 8 - 答案 D 解析 當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，R3的電阻增大，外電路總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，干路電流I0減小，路端電壓U＝E－I0r變大，即報(bào)警器兩端的電壓U變大．傳感器R3與電阻R2并聯(lián)部分的電壓U并＝E－I0r－I′R1，干路電流I0減小，通過R1的電流I′減小，故U并變大，電流表的讀數(shù)變大． 3．(雙選)2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”效應(yīng)的物理學(xué)家，某探究小組查到某磁敏電阻在室溫下的電阻隨磁感應(yīng)強(qiáng)度變化曲線如圖3甲所示，其中R、R0分別表示有、無磁場(chǎng)時(shí)磁敏電阻的阻值

23、．為研究其磁敏特性設(shè)計(jì)了圖乙所示電路．關(guān)于這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是( ) 圖3 A．閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，電壓表的示數(shù)增大 B．閉合開關(guān)S，圖乙中只改變磁場(chǎng)方向，電壓表的示數(shù)減小 C．閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，流過aP段的電流可能減小 D．閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，電源的輸出功率可能增大 答案 AD 解析 由題圖，磁敏電阻的阻值只與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小有關(guān)，故B錯(cuò)誤；隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，電阻變大，閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，磁敏電阻的阻值

24、變大，電壓表的示數(shù)增大，故A正確；增加磁感應(yīng)強(qiáng)度，aP段的兩端電壓增加，而電阻沒變，故通過aP的電流一定增大，故C錯(cuò)誤；如果原來的外電阻小于內(nèi)電阻，增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，磁敏電阻的阻值變大，可能使得外電路電阻等于電源的內(nèi)阻，此時(shí)電源的輸出功率最大，故電源輸出功率可能增大，故D正確． 題組2 交流電的產(chǎn)生和描述 4．(單選)一個(gè)匝數(shù)為100匝，電阻為0.5 Ω的閉合線圈處于某一磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，從某時(shí)刻起穿過線圈的磁通量按如圖4所示規(guī)律變化．則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為( ) 圖4 A．5 A B．5 A B．6 A D．

25、6 A - 9 - 答案 B 解析 0～1 s時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1＝nΔΦ1/Δt1＝1 V，電流為2 A；1～1.2 s內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng) 22勢(shì)E2＝nΔΦ2/Δt2＝5 V，感應(yīng)電流為10 A，一個(gè)周期內(nèi)發(fā)熱量為I21Rt1＋I(xiàn)2Rt2＝IR(t1＋t2)，得I ＝5 A，B正確． 5．(單選)如圖5所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為0.02 s，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于 1磁場(chǎng)方向，線圈總電阻為2 Ω，匝數(shù)為100匝．從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，t300 s時(shí)線圈中感應(yīng)電流為1 A．那么(

26、 ) 圖5 A．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 A B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的焦耳熱為0.16 J C．t＝1s時(shí)穿過線圈磁通量的變化率為0.02 Wb/s 300 D．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝4sin 100πt(V) 答案 C 解析 由于從中性面開始，感應(yīng)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為：i＝Imcos 得，Im＝2 A，因此感應(yīng)電流的有效值為I＝2π1(A)，將t＝s代入可T300I2 A，A錯(cuò)誤；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的焦耳熱2 2π TQ＝I2Rt＝2)2×2×0.02 J＝0.08 J，B錯(cuò)誤；

27、線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Umcos t(V)＝ImRcos 2π1π(V)＝4cos 100πt(V)，D錯(cuò)誤；而t＝s時(shí)有瞬時(shí)值e＝4cos V＝2 V，而T3003 ΔΦ1e根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，e＝n，因此t＝s時(shí)穿過線圈磁通量的變化率為0.02 Wb/s，Δt300n C正確． 6．(雙選)如圖6 甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出交流電的電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙所示，則( ) - 10 - 圖6 A．t＝0.01 s時(shí)刻穿過線框回路的磁通量變化率為零 B

28、．t＝0.02 s時(shí)刻穿過線框回路的磁通量為零 C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)周期為0.01 s D．電動(dòng)勢(shì)有效值為22 V 答案 AD 解析 t＝0.01 s和t＝0.02 s時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零，所以穿過線框回路的磁通量變化率為零，但此時(shí)穿過線框的磁通量最大，故A正確，B錯(cuò)誤；由題圖乙可知T＝0.02 s，故C錯(cuò)誤；根據(jù)正弦式交變電動(dòng)勢(shì)有效值和峰值的關(guān)系可得，該交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝22 V，故D正確． 題組3 變壓器和遠(yuǎn)距離輸電問題 7．(雙選)(2014·山東·17)如圖7所示，將額定電壓為60 V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上

29、．閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A．以下判斷正確的是( ) 圖7 A．變壓器輸入功率為484 W B．通過原線圈的電流的有效值為0.6 A C．通過副線圈的電流的最大值為2.2 A D．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3 答案 BD UnnU解析 變壓器的輸入功率P1＝P2＝I2U2＝2.2×60 W＝132 W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由＝U2n2n2U2 ＝22011Inn3I＝D正確；由I1＝2＝2.2 A＝0.6 A，選項(xiàng)B正確；根

30、據(jù)I＝603I2n1n111通過副線圈的電流的最大值I2m2I2＝2.22 A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 8．(單選)(2014·福建·16)圖8為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1＝n4<n2＝n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的理想交流電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL>2R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化．當(dāng)A、B端接入低壓交流電源時(shí)( ) - 11 - 圖8 A．A1、A2兩表的示數(shù)相同 B．L1、L2兩燈泡的亮度相同 C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率

31、 D．R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓 答案 D U解析 設(shè)A、B兩端所加電壓為U.由歐姆定律知，通過A2表的電流大小I2＝通過升壓2R＋RL nn變壓器升壓后輸出電壓U′U，降壓變壓器輸入端獲得的電壓為U′－I1·2R＝－I1·2R，n1n1 nnU－I1·2R?n1n3nn燈泡L1兩端電壓為(－I1·2RL1的電流為故由變壓器電流變n1n3RL nn?－I1·2Rn1n3nU化規(guī)律得I1＝.又因?yàn)閚1＝n4<n2＝n3，解上式得I1＝因?yàn)镽L>2R，RLn3nnR＋2Rn1Ln2 nn所以I1<I2，選項(xiàng)A錯(cuò)

32、誤．通過燈泡L1的電流為1＝I1＝n4n1UI2，故燈泡L1亮度更大，nRL＋2Rn2 選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由于I1<I2，根據(jù)歐姆定律以及電功率的有關(guān)知識(shí)可知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 題組4 交變電流的綜合問題分析 9．(單選)圖9甲中的變壓器為理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1與副線圈匝數(shù)n2之比為10∶1，變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦式交流電，電阻R1＝R2＝R3＝20 Ω和電容器C連接成如圖甲所示的電路．其中，電容器擊穿電壓為8 V，各電表均為理想交流電表，開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，則( ) - 12 - 圖9 A．電壓表的讀

33、數(shù)為10 V B．電流表的讀數(shù)約為0.05 A C．電阻R2上消耗的功率為2.5 W D．若閉合開關(guān)S，電容器會(huì)被擊穿 答案 C 解析 由題圖乙知，原線圈交變電壓的有效值為U1＝1002 V，根據(jù)變壓規(guī)律得U2＝2 V，開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，負(fù)載為R1、R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量的是R2兩端的電壓，又R1＝R2，可得 U2n2電壓表讀數(shù)為2 V，所以A錯(cuò)誤；副線圈電流I2＝ A，原線圈電流I1＝I2＝ n140R1＋R24 A，所以B錯(cuò)誤；電阻R2上消耗的功率P2＝I22R2＝2.5 W，故C正確；若閉合開關(guān)S，電容器120兩端最大

34、電壓等于U2m＝V，小于8 V，故電容器不會(huì)被擊穿，所以D錯(cuò)誤． 33 10．(單選)(2014·湖北七市模擬)如圖10所示，一個(gè)匝數(shù)為N＝100匝的線圈以固定轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/秒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，其產(chǎn)生的交流電通過一匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1的變壓器給阻值R＝20 Ω的電阻供電，已知交流電壓表的示數(shù)為20 V，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則下列說法正確的是 ( ) 圖10 A．電阻R消耗的電功率為10 W 1B．穿過線圈平面的最大磁通量為 Wb 50π C．t＝0時(shí)刻流過線圈的電流不為零 1D．t＝0.002 5 sWb 5

35、0π 答案 D U2202 解析 電阻R消耗的電功率為P＝＝ W＝20 W，故A錯(cuò)誤；根據(jù)公式Em＝NBSω＝NΦmω，R20 E20022穿過線圈平面的最大磁通量為Φm＝Wb＝ Wb，故B錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻N(yùn)ω100×?2π×50?50π - 13 - 1為中性面位置，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流為零，故C錯(cuò)誤；t＝0.002 5 s＝T，磁通量為8 221Φ＝Φmcos ωt＝× Wb Wb，故D正確． 50π250π 11．(單選)如圖11甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1；電壓表和電流表均為理想電表，原

36、線圈接如圖乙所示的正弦交流電，圖中R′為熱敏電阻(溫度升高時(shí)其電阻減小)，R為定值電阻．下列說法正確的是( ) 圖11 A．原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝362sin 50πt(V) B．變壓器原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率之比為1∶4 C．R′處溫度升高時(shí)，電流表的示數(shù)變大，電壓表V2的示數(shù)變大 D．電壓表V2的示數(shù)為9 V 答案 D 解析 因周期為0.02 s，故u＝36sin 100πt(V)，A錯(cuò)誤．理想變壓器的輸入、輸出功率之比應(yīng)為1∶1，B錯(cuò)誤；R′溫度升高時(shí)，阻值減小，電流表的示數(shù)變大，但不會(huì)

37、影響輸入和輸出電壓值，C錯(cuò)誤；由題圖乙知最大電壓為36V，有效值為36 V，電壓與匝數(shù)成正比，電壓表V2的示數(shù)為9 V，D正確． 12．(雙選)如圖12甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，其輸入電壓如圖乙所示，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100 Ω.降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變?。妷罕鞻顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)．未出現(xiàn)火警時(shí)，升壓變壓器的輸入功率為750 kW.下列說法中正確的有( ) - 14 - 圖12

38、 A．降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50 Hz B．遠(yuǎn)距離輸電線路損耗功率為180 kW C．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表V的示數(shù)變大 D．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，輸電線上的電流變大 答案 AD 解析 由題圖乙知交流電的周期為0.02 s，所以頻率為50 Hz，A正確；由題圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250 V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知副線圈電壓為25 000 V，所以輸電線 P中的電流為：I＝30 A，輸電線損失的電壓為：ΔU＝IR＝30×100 V＝3 000 V，輸電線路損U 耗功率為：ΔP＝ΔUI＝90 kW，B錯(cuò)誤；當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)其阻值減小，降壓變壓器副線圈兩端電壓不變，副線圈中電流增大，定值電阻的分壓增大，所以電壓表V的示數(shù)變小，C錯(cuò)誤；由C知副線圈電流增大，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知輸電線上的電流變大，D正確． - 15 -