2024版高考物理復(fù)習(xí)教案：第一篇專題四電路與電磁感應(yīng)

第一篇專題復(fù)習(xí)

專題四電路與電磁感應(yīng)

T知識(shí)體系II

部分電路歐姆定律動(dòng)態(tài)分析

I'流L歐姆定律故障分析

電閉合電路歐姆定律

含容電路

路

焦耳定律一電熱、熱功率,電功、電功率一電路中的功率分析

中最大

中性面：i=lmsin(0/

瞬時(shí)值一交變電波產(chǎn)生一，

與中性面垂直的面：i=/ecoslot

電

最大值然最大

四值「銘牌

有效值也表讀數(shù)

L電熱計(jì)算

1-平均值

變壓原理

理想變壓器功率關(guān)系理想化模型

交1電流關(guān)系

變

電

電變壓器-

路

^流單個(gè)副線圈

電-多個(gè)副線圈

磁模型

感作理想變壓器

應(yīng)

原線圈與電阻串聯(lián)

輸電原理

遠(yuǎn)距禺輸電損失電壓、電功率計(jì)算

動(dòng)態(tài)分析

楞次定律

電流方向判斷'右手定則

「A中

感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小E^Blv

電流七=抑"

等效電路

單桿

穩(wěn)定狀態(tài)

-動(dòng)力學(xué)分析雙桿

運(yùn)動(dòng)過程中"及。的變化

電線框

磁

感安培力做功

應(yīng)功能關(guān)系能設(shè)觀點(diǎn)

電熱

安培力的沖量

動(dòng)最問題動(dòng)M定理的應(yīng)用動(dòng)就觀點(diǎn)

雙桿中的動(dòng)戰(zhàn)守恒

圖像信息的讀?。?-八中-t、iT等

圖像排除法

圖像的選擇

'函數(shù)法

第11講直流電路與交變電流

【目標(biāo)要求】1.會(huì)用閉合電路歐姆定律分析電路各部分之間的關(guān)系；2.能利用能量守恒定律和

焦耳定律分析電學(xué)中的能量轉(zhuǎn)化問題；3.掌握交變電流的產(chǎn)生和描述、四值的特點(diǎn)和相關(guān)計(jì)

算；4.理解變壓器的原理，會(huì)分析交流電路的動(dòng)態(tài)變化以及遠(yuǎn)距離輸電問題。

考點(diǎn)一直流電路的分析與計(jì)算

1.閉合電路歐姆定律的三個(gè)公式

（1）E=U外+U內(nèi)；（任意電路）

（2）E=U外+〃；（任意電路）

（3）E=/（R+r）。（純電阻電路）

2.動(dòng)態(tài)電路分析的三種方法

部分電路阻值變化一電路總電阻A&變化一干路電流/變化一路端電壓U.

**?*［增大增大

變化一各支路電流、電壓變化，即

程序法［減小［減小

堿?。墼龃螅?文

【增大1減小E

所謂“串反”，即某一電阻阻值增大（減?。r(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電

阻中的電流、兩端的電壓、電功率都減?。ㄔ龃螅?。所謂“并同”，即某一

串反并同法

電阻阻值增大（減?。r(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端的電

壓、電功率都增大（減?。?/p>

因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別

極限法

滑至兩個(gè)極端，使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大或電阻為零去討論

3.電容器的特點(diǎn)

（1）只有當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電容器所在支路中才會(huì)有電流，當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電容器所在的

支路相當(dāng)于斷路。

（2）電路穩(wěn)定時(shí)，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，電容器兩端的

電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。

例1（2022?江蘇卷?2）如圖所示，電路中燈泡均正常發(fā)光，阻值分別為凡=2C,&=3。，

R=2C,R4=4C,電源目動(dòng)勢(shì)石=12V,內(nèi)阻不計(jì)，四個(gè)燈泡中消耗功率最大的是（）

-~—12V

——^

A.RiB.R2C.R3D.&

答案A

解析由也路圖可知，R3與凡串聯(lián)后與R2并聯(lián)，再與4串聯(lián)。并聯(lián)也路部分的等效電阻為

=2C,由閉合電路歐姆定律可知，干路電流即經(jīng)過Ri的電流為/=/=dD

/<2十"3十KlA|-TA4

=3A,并聯(lián)部分各支路電流大小與電?阻成反比，則h=/=]=2A,h=U=

A2"TA3-1A43

R,I

2

R，+R；+R/=1=1A,g個(gè)燈泡的實(shí)際功率分別為PI=/]2R[=18W,P2=/2/?2=12W,P3

22

=hRy=2W,P4=/4/?4=4W,故四個(gè)燈泡中消耗功率最大的是RI,故A正確，B、C、D

錯(cuò)誤。

例2如圖所示，電路中電源電動(dòng)勢(shì)為瓜內(nèi)阻為「，體為滑動(dòng)變阻器，色為定值電阻。開關(guān)

S閉合后，平行金屬板中的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)

變阻器滑片P向。端滑動(dòng)過程中，下列說法正確的是()

A.電流表Ai的示數(shù)減小

B.電流表A2的示數(shù)減小

C.電壓表的示數(shù)先減小后增大

D.液滴向.上運(yùn)動(dòng)

答案D

解析設(shè)滑動(dòng)變阻器滑片上端部分的封阻阻值為凡，外電路的阻值為R產(chǎn)Ri-R、~H~=

0十k2

/?■-.1■當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向〃端滑動(dòng)過程中，心增大，外電路的限值夫小減小，根

尺十凡2

據(jù)閉合電路歐姆定律，總電流/增大，電流表Ai的示數(shù)噌大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，

電壓表的示數(shù)減小，故A、C錯(cuò)誤：根據(jù)串聯(lián)分壓，滑動(dòng)變阻器的上端和4的并聯(lián)總電阻增

大。則并聯(lián)這部分電阻所加電壓5增大，液滴所受靜電力增大，液滴向上運(yùn)動(dòng)，再根據(jù)，2

=附，可知電流表A2的示數(shù)增大，故B錯(cuò)誤、D正確。

A2

例3如圖(a)所示電路，Ri為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)為定值電阻。從左向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,

根據(jù)理想電表數(shù)據(jù)得到U-/圖像如圖(b)所示

2

(b)

A.品的最大功率為4W

B.此的最大功率為3W

C.電源的最大輸出功率為4W

D.電源的輸出功率先增大后減小

答案B

解析根據(jù)歐姆定律可知譽(yù)=R,所以題圖(b)中斜率為正的圖線反映V2表示數(shù)隨/的變化，

則可知&=3C。設(shè)電,源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,根據(jù)閉合電路歐姆定律有S=E-/「，Ui=E

—/(r+R),所以作令=r,|嗡=,+&,所以題圖(b)中斜率為負(fù)的兩條圖線中，斜率絕對(duì)值

較大的圖線反映了M表示數(shù)隨/的變化，則r+R?=4C,斜率絕對(duì)值較小的圖線反映了V3

表示數(shù)隨/的變化，肌r=\。，E=4V,R的功率為0|=產(chǎn)-=(凡；/：j=

,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)R|=Q+/,時(shí)，P1有最大值，為P|max=lW,

(處+r)2

卜2(R2+r)

故A錯(cuò)誤；當(dāng)電路中電流最大時(shí)，/?2的功率最大，此時(shí)Rl接入電路的阻值為零，所以，2max

F￡2/D_1_DA

=(方匚)2&=3W,故B正確；電源的輸出功率為P=RRi+&)=/「=

A<2"rr(A)"TA2"rr)

,從左向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，Ri+R2>rtP隨Ri的增大而減小,

吊+&+記毓+2r

當(dāng)4=0時(shí)，P有最大值為Pmax=P2nm=3W,故C、D錯(cuò)誤。

■總結(jié)提升

直流電路的最大功率

1.當(dāng)R一定時(shí)，由。=「代知，/越大，。越大。

2.當(dāng)，?一定、R變化時(shí)，P上隨R的變化情況可通過下面兩個(gè)圖像進(jìn)行分析。

P^-R圖像P比一/圖像

~二?7r用P*.=E1-Pr

考點(diǎn)二交變電流“四值”及應(yīng)用

1.有效值的計(jì)算

(1)正弦式交變電流：E寺,/=%，U=%

⑵非正弦式交變電流：計(jì)算有效值時(shí)，要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，即“一個(gè)周期”內(nèi)“相同電阻”

上產(chǎn)生“相同熱量”，然后分段求和列式，求得有效值。

2.正弦式交變電流“四值”的應(yīng)用

表達(dá)式應(yīng)用

最大值計(jì)算電容器的耐壓值

Em=nBSa)

瞬時(shí)值e=EnSinajt計(jì)算某時(shí)刻所受安培力

E號(hào)

有效值電表的讀數(shù)及計(jì)算電熱、電功及保險(xiǎn)絲的熔斷電流

—必3

平均值E-Z計(jì)算通過導(dǎo)體的電荷量

例4如圖所示，正方形單而線框必&功長(zhǎng)為心每功電阻均為人在磁感應(yīng)強(qiáng)度為6的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)中繞cd邊以角速度①勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，c、4兩點(diǎn)與外電路相連，外電路電阻也為，，導(dǎo)線電

阻忽略不計(jì)，電表均為理想電表，則下列說法中正確的是()

A.從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線框感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=8a42sinM

B.S斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)為乎以0加

C.初始S閉合，現(xiàn)將S斷開，電壓表讀數(shù)不變

D.S閉合時(shí)，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過封程中流過電流表的電荷量碎

答案D

解析如題圖所示，線框平面與中性而垂直，此時(shí)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則從該位置

開始計(jì)時(shí)，線框abed產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=￡ncosa〃=&oZ?cosa）t,故A

錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值￡=茬=簧，當(dāng)S斷開時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知通過線

框的電,流的有效值為/=q=黑:電壓表測(cè)量cd邊兩端電壓，則也壓表示數(shù)為U=Ir=

黑%=產(chǎn)產(chǎn),故B錯(cuò)誤；s閉合后，電路中總電阻為3r+壬=^r,根據(jù)閉合電路歐姆

定律可知電壓表示數(shù)為。=鴇=駕普,故C錯(cuò)誤；S閉合時(shí)，線框從題圖所示位置轉(zhuǎn)

2r

過;過程中流過干路的總電荷量4=7加=/囚="加=軍=噤，根據(jù)并聯(lián)電路分流

17?y△/$/?

I

規(guī)律可知流過電流表的電荷量為狼=]9=方7,故D正確。

例5在圖乙的電路中，電源輸出如圖中所示的交變電流（不計(jì)內(nèi)阻）。電阻/?的阻值為IOQ,

電表均為理想電表。下列判斷正確的是（）

“7V

1()72

//(xlO-2s)

o

iQii

-10

甲

A.電壓表的示數(shù)為10V

B.電流表的示數(shù)為2A

C.若將電阻R替換為一個(gè)電容器，欲使電路安全運(yùn)行，其耐壓值最少為10V

D.電阻R在任意三分之一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量一定等于0.1J

答案A

*

根據(jù)題意可知，電壓表的示數(shù)為有效值，設(shè)為U,則有華一T(10V)22T

解析

RQ+R手

U=IOV,故A正確；由歐姆定律可知，包流表的示數(shù)為/=S=9A=1A,故B錯(cuò)

解得K1\）

誤；由于交流電的峰值為Um=\(h[2V>10V,因此，若將也阻R換成一個(gè)耐壓值為10V

的電容器，會(huì)被擊穿，故C錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知，電阻R在任意三分之一個(gè)周期內(nèi)的電流有

效值不一定是1A,所以電阻R在任意三分之一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量不能用Q=PR,=

FXIOXIO_2j=o』j計(jì)算，故D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)三理想變壓器分析與計(jì)算電能的輸送

1.理想變壓器問題

(1)三個(gè)不變：功率不變；就通量的變化率不變；頻率不變。

(2)決定關(guān)系：輸出功率決定輸入功率；輸入電壓決定輸出電壓；輸出電流決定輸入電流.

2.遠(yuǎn)距離輸電問題

(1)理清三個(gè)回路

(2)抓住兩個(gè)聯(lián)系

①理想的升壓變壓器中線圖1(匝數(shù)為〃0和線圈2(匝數(shù)為〃*中各個(gè)量間的關(guān)系是#=-，，=

U212

備Pf°

②理想的降壓變壓器中線圖3(匝數(shù)為〃3)和線圈4(匝數(shù)為〃4)中各個(gè)量間的關(guān)系是9=；,，=

U49U/4

腎P3=P*

(3)掌握一個(gè)守恒，能量守，亙關(guān)系：P=尸憤+心。

3.輸電線路功率損失的匹種計(jì)算方法

產(chǎn)粉=產(chǎn)]一產(chǎn)48為輸送功率，修為用戶得到的功率

P椅=/我2R線/我為輸電線路上的電流，R我為輸電線電阻

p

△U為輸電線路上損失的電壓，不要與U2、5相混

戶指=AU/線

例6(2023?江蘇淮安市二模)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：3,正弦交流電

源的電壓有效值恒為12V,電阻R-1C,&-2C。若滑動(dòng)變阻器必接入電路的電阻為

7d則（）

R\心

A.通過用的電流為6A

B.Ri與以消耗的電功率相等

C.若向上移動(dòng)P,電壓表讀數(shù)將變大

D.若向上移動(dòng)P,電源輸出功率將不變

答案A

解析方法一設(shè)通過Ri的電流為3/,則副線圖中的包流為/,原線圖輸入電壓為U-3/Ri

=12-3/,根據(jù)匝數(shù)比可知副線圖輸出也壓為3（12—3/）,則有（12—37）?3/=

解得/=2A,

則通過Ri的電流為3/=6A,故A正確；

理想變壓器原、副線圖匝效之比為1：3,葉知原、副線圈的電流之比為3：1,根據(jù)尸

可知凡與R2消耗的電功率之比為9：2,故B錯(cuò)誤；

若向上移動(dòng)P,則以接入巴路電阻減小，副線圖回路中電流變大，原線圈回路中電流也變大，

根據(jù)P=/U可知，電源輸出功率將變大，電阻Ri兩端的也壓變大，變壓器輸入電壓變小，

榆出電壓變小，電壓表讀數(shù)將變小，故C、D錯(cuò)誤。

方法二等效電阻法。變壓器部分的等效電阻/?￥=（92（R2+R3）=$x（2+7）C=IQ

由+得7=6A,故A正確；

B選項(xiàng)的判斷同方法一；若向上移動(dòng)P,則幻接入包路的電阻減小，R號(hào)減小,原線圈回路中

電流/增大，由P=/U知，電源輸出功率變大，由。則=/尺知，U對(duì)變大，變壓器輸入電壓

變小，輸出電壓變小，電壓表讀數(shù)變小，故C、D錯(cuò)誤。

■總結(jié)提升

等效電阻法

當(dāng)理想變壓器的副線圈接地電阻元件時(shí)，可以把理想變壓器（含副線圈中的元件）等效成一個(gè)

電阻來(lái)處理，設(shè)原、副線圖的匝數(shù)分別為〃|、〃2,原線圈輸入電壓為U1,電流為人,副線圖

（今s

輸出電壓為5,電流為/2,副線圖負(fù)載電阻為R,則等效電阻R等效=牛=需==焉吊=

(-)2/?o

例7(2023?山東卷?7)某節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓S=250V,輸出

功率50()kW。降壓變壓器的匝數(shù)比〃3:"4=50：1,輸電線總電阻R=62.5Q。其余線路電阻

不計(jì)，用戶端電壓必=22。V,功率88kW,所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的

是()

A.發(fā)電機(jī)的輸出電流為368A

B.輸電線上損失的功率為4.8kW

C.輸送給儲(chǔ)能站的功率為408kW

D.升壓變壓器的匝數(shù)比?。骸?=1：44

答案C

解析由題知，發(fā)電機(jī)的榆出電壓S=250V,輸出功率500kW,則有八="=2XIO?A,

U\

A錯(cuò)誤；由題知，用戶端包壓S=220V,功率尸4=88kW,則有告茬琮，P尸UM,解

得/4=400A,人=8A,5=11000V,則揄電線上損失的功率為AP=/32R=4kW,且S=

S+AR=11500V,再根據(jù)整=0，解得叢=2，B、D縉誤；根據(jù)Pi=SA+Ps,代入數(shù)據(jù)

1/2〃2〃240

得P5=408kW,C正確。

高考預(yù)測(cè)

1.(2023?江蘇省南京師范大學(xué)附屬中學(xué)一模)地磅工作原理圖如圖所示，地磅空載時(shí)滑動(dòng)變阻

器滑片P位于A點(diǎn)，滿載時(shí)滑片P位于8點(diǎn)，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。下列說法錯(cuò)誤的是

()

A.電壓表兩端電壓與被測(cè)汽車的質(zhì)量成正比

B.若將一個(gè)電阻與電壓表串聯(lián)，可增大地磅量程

C.若稱量值偏小，可在描上并聯(lián)一個(gè)電阻進(jìn)行校正

D.電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，稱量值會(huì)偏小

答案B

解析設(shè)A、3之間的電阻為R,橫截面積為S,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E=/（R+R（）+r）

設(shè)4、P之間的距離為x

Ex

U=IR'=R+R°+A

汽車平衡時(shí)有mg=2kx

解得u=鬲不演

從公式可以看出：電壓表兩端電壓與被測(cè)汽車的質(zhì)量成正比，A正確，不符合題意；

若將一個(gè)電阻與也壓表串及，A、夕之間的最大電壓不受此電阻的影響，沒有辦法增大地磅

量程，B錯(cuò)誤，符合題意：

若稱量值偏小，可以通過在R（）上并聯(lián)一個(gè)電阻，回路中總電阻變小，總電流增大，滑動(dòng)變阻

器上的也壓增大，使稱量值不變，C正確，不符合題意；

電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，內(nèi)阻會(huì)變大，導(dǎo)致電流減小，A、尸之間的電壓減小，所以稱量值會(huì)偏小，

D正確，不符合題意。

2.如圖甲所示為一可調(diào)自耦式理想變壓器。人、4間線圈加上如圖乙所示的正弦式交變電壓,

P為可調(diào)觸頭，B、P間接有一理想交流電流表和滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為100C）,Q為滑動(dòng)

變阻器的滑動(dòng)觸頭?，F(xiàn)將P、Q分別調(diào)至線圈和滑動(dòng)變阻器R的正中央，則（）

A.電流表示數(shù)為2.0A

B.流過R的交流甩的頻率為100Hz

C.若保持Q位置不動(dòng)，將P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)少許，則電流表示數(shù)變大，變壓器輸出功率變大

D.若保持P位置不動(dòng)，將Q向上移動(dòng)少許，則電流表示數(shù)變大，變壓器輸出功率變大

答案D

解析電表示數(shù)均為有效值，開始P、Q均在中央位量，則8、P間電壓為110V,滑動(dòng)變阻

器接入電路阻值為50Q,則電流表示數(shù)為2.2A,變壓器不改變交流電頻率，故頻率保持50Hz

不變，故A、B錯(cuò)誤；若保持Q位置不動(dòng)，將P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)少許，則相當(dāng)于副線圈匝數(shù)減少，

故B、P間電壓減小，電阻不變，則電流減小，輸出功率減小，故C錯(cuò)誤；若保持P住置不

動(dòng)，將Q向上移動(dòng)少許，則8、P間電壓不變，接入電路電阻變小，則電流表示數(shù)變大，輸

出功率也變大，故D正確。

專題強(qiáng)化練

［保分基礎(chǔ)練I

1.（2023?江蘇南通市二模）家用水質(zhì)檢測(cè)筆可測(cè)量水的電導(dǎo)率，電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，它是

判斷水是否純凈的重要參數(shù)，則（）

A.電導(dǎo)率的單位是CLm

B.溫度變化，電導(dǎo)率不變

C.檢測(cè)筆示數(shù)越大，水越純凈

D.檢測(cè)筆插入水中前，示數(shù)為零

答案D

解析電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，而電阻率的單位為Qm,則電導(dǎo)率的單位是故A

錯(cuò)誤；由題意知，材料的電阻率隨溫度的變化而變化，而也導(dǎo)率是電?阻率的倒數(shù)，因此溫度

變化時(shí)電導(dǎo)率也將發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；水越純凈水中能夠自由移動(dòng)的各種粒子就越少，導(dǎo)

電性能就越弱，則電阻率就越大，而電阻率越大，電阻生的倒數(shù)就越小，即電導(dǎo)率越小，檢

測(cè)筆的示數(shù)越小，故C錯(cuò)誤；檢測(cè)筆在插入水中前，示數(shù)為零，故D正確。

2.（2023?江蘇南通市期末）如圖所示為簡(jiǎn)化的充電原理圖。若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁

通量約為發(fā)射線圈的80%,忽略其他損耗，下列說法正確的是（）

A.接收線圈中的電流與電壓成正比

B.接收線圈的輸出功率與發(fā)射線圈的輸出功率相等

C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同

D.穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同

答案C

解析工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%,若發(fā)射線圖功率恒定為P,

則有P0.8=S/2,可知接收線圈中的電流與電壓成反比，故A錯(cuò)誤；工作狀態(tài)下，穿過接收

線圖的磁通量約為發(fā)射線隔的80%,所以接收線圖的輸出功率小于發(fā)射線困的輸出功率，故

B錯(cuò)誤：發(fā)射線圖與接收線圖中磁通量變化的頻率相同，發(fā)射線圖與接收線圈中交變電流的

頻率相同，故C正確；穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圖的80%,由磁通量的變化率為窄,

則穿過發(fā)射線圖的磁通量變化率與穿過接收線圈的變化返不相同，故D錯(cuò)誤。

3.工業(yè)機(jī)器人廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域。某工業(yè)機(jī)器人設(shè)備接在〃=38Q\Esin100MV）的交流電源

上，正常工作時(shí)電流為2A,則下列說法正確的是（）

A.該交流電的頻率為1（）。Hz

B.該交流電每秒內(nèi)電流方向變化50次

C.該設(shè)備正常工作時(shí)電流的峰值為2A

D.該設(shè)備正常工作時(shí)消耗的功率為0.76kW

答案D

解析根據(jù)”=38味sin1007U（V）可知交流電的角速度為W=100TCrad/s,該交流電的頻率為f

=2=片典Hz=50Hz,故A錯(cuò)誤；

Zlllit

正弦交流電一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，所以該交流電每秒內(nèi)電流方向變化

“=2X50次=100次，故B錯(cuò)誤；

由題可知，該設(shè)備正常工作時(shí)電流的峰值為

Im=yj2I=2y[2A,故C錯(cuò)誤；

該交流電的有效值為E與

該設(shè)備正常工作時(shí)消耗的功率為P=Ei

解得正常工作時(shí)的功率P=760W=0.76kW,故D正確。

4.（2023?江蘇鹽城市東溝中學(xué)三模）空氣炸鍋的等效簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為

6V,電源的內(nèi)阻不計(jì)，小風(fēng)扇M的額定電壓為6V,額定功率為3W,線圈內(nèi)阻為/?=1Q,

電阻RI=R2=10C,則下列說法中正確的是（）

A.只閉合開關(guān)Si，小風(fēng)扇正常工作時(shí)電流為6A

B.只閉合開關(guān)S”小風(fēng)扇正常工作時(shí)發(fā)熱功率為2.75W

C,同時(shí)閉合開關(guān)，和S2,若小風(fēng)扇正常工作，則通過電阻尺的電流為0.3A

D.同時(shí)閉合開關(guān)$和S2.若小風(fēng)扇正常工作，則電阻體消耗的功率為3.6W

答案D

解析由題圖可看出當(dāng)只閉合Si時(shí)，電阻R與&串聯(lián)，再與小風(fēng)扇M并聯(lián)，且電源的內(nèi)阻

不計(jì)，則小風(fēng)扇M的電壓剛好為額定電壓，則PM=/ME解得/M=0.5A,則小風(fēng)扇M正常

工作時(shí)發(fā)熱功率為PM,4=/M2，=0.25W,A、B錯(cuò)誤；由題圖可看出同時(shí)閉合開關(guān)Si和Sz,

電阻R2被短路，則R與小風(fēng)扇M并聯(lián)，且電源的內(nèi)阻不計(jì)，則通過電阻凡的電流人滴足E

=1品,解得/i=0.6A,則電阻R消耗的功率多滿足Pi=/JR=3.6W,C錯(cuò)誤，D正確。

5.（2023?江蘇鹽城市三模）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比?。骸?=5：1,原線

圈接入如圖乙所示的正弦式交流電壓"，R為阻值隨光照強(qiáng)度增大而減小的光敏電阻，L和

L2是兩個(gè)完全相同的燈泡，電表均為理想交流電表。則（）

A.通過光敏電阻的交變電流頻率為10Hz

B.若L2的燈絲燒斷，則電壓表的示數(shù)仍為5V

C.當(dāng)照射R的光照強(qiáng)度增大時(shí)，電流表的示數(shù)變小

D.〃一/圖像上對(duì)應(yīng)的0.01s時(shí)刻，發(fā)電機(jī)中的線圈平面與中性面垂直

答案B

解析由題圖乙可知，原線圈的交流電的周期為7=0.02s,頻率/=4=50Hz,變壓器副線

國(guó)交流電的頻率與原線圈汨同，通過光敏電阻的交變電流頻率為50Hz,A錯(cuò)誤：由題圖乙

可知，原線圖的交流電的電壓的峰值Uim=25霹V,原線圉的交流電的電壓的有效值5=患

=25V,由軼=￡，得U2=5V,副線圈電壓由原線圍電壓和匝數(shù)比決定，與負(fù)載電阻無(wú)關(guān)，

故電壓表示數(shù)不變，B正確；當(dāng)照射R的光照強(qiáng)度增大時(shí)，R的阻值減小，副線圖消耗的功

率變大，副線圈中的電流上變大，由￡=作，原線圖電流外增大，電流表的示數(shù)變大，C錯(cuò)

誤；〃一，圖像上對(duì)應(yīng)的0.01s時(shí)刻，電壓瞬時(shí)值為零，發(fā)電機(jī)中的線圖平面與中性面重合，

D錯(cuò)誤。

6.某同學(xué)用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與函數(shù)的關(guān)系”。將圖甲中的零件組裝成圖乙中

的變壓器。將原線圈接在交流電源上，將副線圈接在電壓傳感器（可視為理想電壓表）匕觀

察到副線圈電壓S隨時(shí)間/變化的圖像如圖丙所示，在保證安全的前提下，該同學(xué)可能在力?

B時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的操作是（）

鐵芯p

甲乙

丙

A.減少了原線圈的匝數(shù)

B.減少了副線圈的匝數(shù)

C.降低了交流電源的頻率

D.拔抻了變壓器鐵芯Q

答案A

解析根據(jù)理想變壓器原副線圖電壓與匝數(shù)關(guān)系旨=作，由圖丙可知，，2之后副線圖的電壓

S變大。減少了原線圈的匝數(shù)小，則副線圈的電壓S變大：減少了副線圖的匝數(shù)〃2,則副

線圖的電壓S變小；降低了交流電源的頻率，則副線圖的電壓S不變；拔掉了變壓器鐵芯

Q,由于漏磁使得副線圄的電壓仿變小。故選A。

7.（2023.江蘇鎮(zhèn)江市三模）如圖所示，空間中分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)有界磁場(chǎng)，EF

是其左邊界，一面積為S的〃匝圓形金屬線圈垂直于磁場(chǎng)放置，圓形線圈的圓心。在Er上，

線圈電阻為R,若線圈以角速度。繞石尸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則（）

XX

XX

B

A.1=7；時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流最大

B.0到哈時(shí)間內(nèi)，通過線圈的電荷量爆

C.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為〃

D.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電均勢(shì)的有效值為坐〃8s①

答案D

解析當(dāng)，="時(shí)，即⑼=2兀時(shí)，線圈回到題圖所示位置，此時(shí)的感應(yīng)電流最小，磁通量最

CD

大，A錯(cuò)誤；當(dāng)『六，即必=百時(shí)，線圈與題圖所示位置垂直，此時(shí)磁通量為零，則°到會(huì)

時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為了=/里=邊包，則o到F時(shí)間內(nèi)，通過線圈

71兀ZCD

2M

的電荷量為"=甯?/=翳，B錯(cuò)誤；線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為

Em_^2

C錯(cuò)誤；線圖中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=S=4nBSco,D正確。

8.（2022?江蘇南京市模擬）某溫度檢測(cè)、光電控制加熱裝置原理圖如圖所示。圖中Rr為熱敏

電阻（隨溫度升高阻值減?。脕?lái)探測(cè)加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻（隨光照強(qiáng)度增大

阻值減?。?，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外,其他電阻均為定值電阻。當(dāng)R處溫度降低

時(shí)（）

A.L變亮

C.&的路端電壓減小D.尺消耗的功率減小

答案B

解析當(dāng)R處溫度降低時(shí)，熱敏電阻RT阻值增大，由閉合電路歐姆定律可知，左側(cè)電路中

的也流減小，即通過小燈泡L的電流減小，小燈泡L的光照強(qiáng)度減小，所以光敏電阻RG的

阻值增大，則右側(cè)電路中總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可知，干路電流減小，電源Ei

的路端電壓增大，R兩端電壓增大，通過R的電流也增大，R消耗的功率增大，根據(jù)并聯(lián)電

路分流規(guī)律可知通過R3的電流減小，綜上所述可知B正確，A、C、D錯(cuò)誤。

9.（2023?江蘇南通市期末）如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為日內(nèi)阻為心閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變

阻器滑片，電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為/。電源的總功率尸與電壓U、電流/的關(guān)系正確

的是（）

CD

答案B

解析由閉合電路歐姆定律有E=U+〃?，化簡(jiǎn)得/=與“，則電源的總功率為P=E/=E與口

尸F(xiàn)

:一；U,若U是自變量，則電源的總功率P與電壓U是線性關(guān)系，A錯(cuò)誤，B正確；若/

是自變量，則電源的總功率夕與電壓滿足。=￡/,即電源的總功率夕與電流/是正比例關(guān)系，

故C、D錯(cuò)誤。

10.（2023?江蘇徐州市調(diào)吁）隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加之寒冬來(lái)臨，用電需求增加，當(dāng)火力發(fā)電供應(yīng)

緊張時(shí)，通過遠(yuǎn)距離調(diào)度方式，及時(shí)將其他地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電并入電網(wǎng)保陌電力

供應(yīng)。如圖是遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，假設(shè)發(fā)電廠輸出電壓恒定不變，兩個(gè)變壓器均為理想變

壓器。當(dāng)用戶用電器增加（假設(shè)所有用電器均可視為純電阻），電網(wǎng)中數(shù)據(jù)發(fā)生變化，下列說

法正確的是（）

升壓變壓器降壓變壓器

A.降壓變壓器的輸出電流減小

B.輸電線上損失的功率減小

C.升壓變壓器的輸出電壓5增大

D.發(fā)電廠輸出的總功率增大

答案D

解析根據(jù)原、副線圖電壓比等于匝數(shù)比可得等=包,可得升壓變壓器的輸出電壓為4=電

U2〃2rt\

Ui,由于匝數(shù)不變，發(fā)電廠榆出電壓恒定不變，可知升壓變壓器的確出電壓S不變，故C

錯(cuò)誤；設(shè)揄電線電阻為用戶端總電阻為R,在高壓傳輸電路上，有U2=S+/2Rl又,

=—,與=也，聯(lián)立可得5=（與?+馱QA,當(dāng)用戶用電器增加，可知R減小，則降

14"3Am〃3

壓變壓器的輸出電流/4增大，故A錯(cuò)誤；根據(jù)蕓=*，由于/4增大，可知/2增大，榆電線上

損失的功率為八=可知輸電線上損失的功率增大，故B錯(cuò)誤：根據(jù)"扉由于/2

增大，可知4增大，發(fā)電廠輸出的總功率為產(chǎn)比=U/,可知發(fā)電廠輸出的總功率增大，故D

正確。

I爭(zhēng)分提能練］

11.（2023?江蘇省靖江中學(xué)期末）學(xué)校實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái)教學(xué)用發(fā)電機(jī)，輸出的交變電壓如圖甲所

示，將其接在如圖乙所示的理想變壓器的〃兩端，閉合開關(guān)S,四只相同燈泡均正常發(fā)光,

下列說法中正確的是（）

B.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:3

C.小燈泡的額定電壓為9V

D.若斷開開關(guān)S,燈泡Li變亮、L2變暗

答案C

解析根據(jù)題圖甲可得交流電的周期為0.02可得〃產(chǎn)牛=10fhrrad/s,根據(jù)題圖甲中1=0

時(shí)，電壓為0,可得電（壓味時(shí)值表達(dá)式為“=3&\Rsin100H/（V）,A錯(cuò)誤；因?yàn)樗闹幌嗤瑹襞?/p>

均正常發(fā)光，可得原、副線圖中的電流之比為上芯所以變壓器原、副線圖的匝數(shù)比為六卷

3

7B錯(cuò)誤；根據(jù)題圖甲可得交流電壓的有效值為U==36V,設(shè)小燈泡的額定電壓為U,

有“生，代入數(shù)據(jù)解得U燈=9V,C正確；斷開開關(guān)S,負(fù)載電阻增大，副線圈也流

Utx〃2

減小，可知原線圈電流也減小，所以燈泡Li變暗；同時(shí)因?yàn)長(zhǎng)i兩端電壓變小，可知原線圖

兩端血壓增大，所以副線圄兩端電壓也增大，可得L2變亮，D錯(cuò)誤。

12.圖甲是一種家用臺(tái)燈的原理圖，理想自耦變壓器的。、〃間接入220V的交流電，變壓器

線圈總匝數(shù)為1100,交流電流表A為理想電表，定值電阻R=2500Q,燈泡L的伏安特性

曲線如圖乙所示。當(dāng)c、P之間線圈匝數(shù)為750匝時(shí)，則（）

A.燈泡兩端的電壓約為47V

B.通過電阻的電流約為Q02A

C.電流表的示數(shù)約為0.03A

D.燈泡的功率約為2.3W

答案D

解析由務(wù)=也，可得S=150V,對(duì)于副線圈，設(shè)燈泡的也壓為U,電流為/,由閉合電,路

U2〃2

歐姆定律可得U=S-/R,在題圖乙中畫出上式的圖像，如圖

由圖中交點(diǎn)可得375V,/00.03A,故A、B錯(cuò)誤：味=*,h=h可得/產(chǎn)0.02A,故

C錯(cuò)誤；燈泡的功率P=W,解得。=2.25W^2.3W,故D正確。

［尖子生選練］

13.如圖所示，理想變壓器的原線圈接有輸出電壓為〃=2006sin100MV）的電源，已知用

=15Q、Ri=%=10C，忽略導(dǎo)線的電阻，電表均為理想交流電表，閉合開關(guān)S,電流表A?

的示數(shù)為2A。則開關(guān)由閉合到斷開，電壓表示數(shù)的變化量與電流表Ai示數(shù)的變化量比值的

絕對(duì)值為（）

答案D

解析開關(guān)閉合時(shí)，副線圈回路中的總電阻為篝。

R=R°+=20變壓器副線圈兩端的

電壓為t/2=/2/?=40V,變壓器原線圖兩端的電壓為"=常=200丫,則變壓器原、副線圖

的匝數(shù)比為詈佚喙由歐姆定律可得，電壓表的示數(shù)）

U=S-/2R,又由變壓器的工作原

理可知興=生,整理得U=S一喂八,斷開開關(guān),電壓表示數(shù)的變化量與電流表Ai示教的變

化量比值的絕對(duì)值為第|=|一*|=75C,故選D。

第12講電磁感應(yīng)

【目標(biāo)要求】1.熟練應(yīng)用楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律解決問題。2.會(huì)分析電磁感應(yīng)中的圖

像問題。3.會(huì)分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)與能量問題。

考點(diǎn)一楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

I.感應(yīng)電流方向的判斷

(1)線圈面積不變、磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化的情形，往往用揩次定律。

(2)導(dǎo)體棒切割磁感線的情形往往用右手定則。

2.楞次定律中“阻礙”的主要表現(xiàn)形式

(1)阻礙原磁通量的變化一“增反減同”；

(2)阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)一“來(lái)拒去留”；

(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——一般情況下為“增縮減擴(kuò)”；

(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——一般情況下為“增反減同”。

3.求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法

⑴法拉第電磁感應(yīng)定律：

不變時(shí)，E=底券

“一周AS

不變時(shí)，E=〃琮

(2)導(dǎo)體棒垂直切割磁感線：E=Blvo

(3)導(dǎo)體棒以?端為圓心在垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)：E=；B12M

(4)線圈繞與磁場(chǎng)垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(從線圈位于中性面開始計(jì)時(shí))：e=nBS(os\ncot。

—n\cbnArf>

4.通過回路橫截面的電荷量q=]2=旌力=臂。9僅與小△⑦和回路總電阻R總有關(guān),

與時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，與勿是否均勻變化無(wú)關(guān)。

例1某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時(shí)造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂底

部安裝永久強(qiáng)磁鐵，磁鐵N極朝上，電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈，線圈在電梯轎廂墜

落時(shí)能自動(dòng)閉合，從而減小對(duì)廂內(nèi)人員的傷害。當(dāng)電梯轎廂墜落到圖示位置時(shí)，下列說法正

確的是()

0運(yùn)行電機(jī)

鋼索

7-金屈線圈A

電梯轎廂

永久強(qiáng)磁鐵.

A金屈線圈B

電梯井道/

A.從上往下看，金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向

B.從上往下看，金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向

C.金屬線圈B對(duì)電梯統(tǒng)廂下落有阻礙作用，A沒有阻礙作用

D.金屬線圈B有擴(kuò)張的趨勢(shì)，A有收縮的趨勢(shì)

答案A

解析當(dāng)電梯墜落至題圖位置時(shí)，閉合線圈A中向上的破場(chǎng)減弱，感應(yīng)電流的方向從上往下

看是逆時(shí)針方向，B中向二的磁場(chǎng)增強(qiáng)，感應(yīng)電流的方向從上往下看是順時(shí)針方向，故A正

確，B錯(cuò)誤；結(jié)合上述的分析可知，當(dāng)電梯墜落至題圖位置時(shí)，閉合線圖A、B都在阻礙電

梯下落，故C錯(cuò)誤：閉合線圖A中向上的磁場(chǎng)減弱，B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可

知，線圈B有收縮的趨勢(shì)，A有擴(kuò)張的趨勢(shì)，故D錯(cuò)誤。

例2在如圖甲所示的電路中，電阻R產(chǎn)R,R2=2R,單匝、圓形金屬線圈的半徑為小電

阻為R,半徑為風(fēng)5,圓心與線圈圓心重合）的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間，變化的關(guān)系圖線如圖乙所示（無(wú)、7。均已知），其余導(dǎo)線的電阻

不計(jì)。/=0時(shí)刻閉合開關(guān)S,下列說法正確的是（）

B.電阻尺兩端的電壓歸空

C.