1、1恒定电流与交变电流命题猜想【考向解读】 1从近几年高考试题可以看出以下特点：应用串、并联电路规律，闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析，稳态、动态含电容电路的分析，电路故障的判断分析，交变电流的产生及“四值” ，多以选择题形式出现变压器的原理，电压比、电流比及功率关系，变压器的动态分析是考查的重点，题型以选择题为主2高考命题会以部分电路欧姆定律与闭合电路欧姆定律的应用为主线，重点考查电路的动态分析与功率的计算；与日常生活、生产相联系的交变电流规律、远距离输电也可能会成为新命题点【网络构建】【命题热点突破一】直流电路的分析1闭合电路动态分析的常用方法(1)利用结论法：即“串反并同
2、”法“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)；“并同”即某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小)(2)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2或电阻为零去讨论2电路中的电功、电热、电功率和热功率(1)纯电阻电路： Q W UIt I2Rt P UI I2R(2)非纯电阻电路 WQ(W Q E 其他 ) P 电 P 热 (P 电 P 热 P 其他 )例 1如图 1所示的电路中，电源电动势为 12 V，内阻为 2 ，四个电阻的阻值已
3、在图中标出闭合开关 S，下列说法正确的有( )图 1A路端电压为 10 VB电源的总功率为 10 WC a、 b 间电压的大小为 5 VD a、 b 间用导线连接后，电路的总电流为 1 A【答案】AC 【解析】设四个电阻的等效电阻为 R 路 ，由 得 R 路 10 ，由闭合电路欧1R路 115 5 15 15 姆定律知， I 1 A，设路端电压为 U，则 U IR 路 1 A10 10 V，选项 A 正ER路 r 12 V10 2 确；电源的总功率 P EI12 W，选项 B 错误；设电源负极电势为 0 V，则 a 点电势 a0.5 A5 02.5 V， b 点电势 b0.5 A15 07.5
4、 V，则 a、 b 两点的电势差 Uab a b2.5 V7.5 V5 V，所以 a、 b 间电压的大小为 5 V，选项 C 正确；当将 a、 b 两点用导线连接后，由于导线没有电阻，此时 a、 b 两点电势相等，其等效电路图如图所示其中一个并联电路的等效电阻为 3.75 ，显然总电阻为 9.5 ，电流 I A，故选项 D 错误ER总 24193【变式探究】 如图甲所示的电路中， R1、 R2均为定值电阻，且 R1100 ， R2阻值未知， R3为一滑动变阻器当其滑片 P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图线如图乙所示，其中 A、 B 两点是滑片 P 在滑动变阻器的
5、两个不同端点得到的则下列说法正确的是( )A该电源的电动势为 16 VB定值电阻 R2的阻值为 10 C滑动变阻器的最大阻值为 300 D在滑动变阻器的滑片 P 从左端滑至右端的过程中，该电源的最大输出功率为 10 W【答案】C【变式探究】在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端滑向b 端的过程中，以下说法正确的是( )A电源内阻消耗的功率一定增大B电源内阻消耗的功率一定减小C电源的输出功率一定减小4D电源的输出功率可能减小【解析】闭合开关后，当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端滑向 b 端的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，所在支路的电阻增大，
6、外电路电阻增大，电源输出电流减小，电源内阻消耗的功率 Pr I2r 一定减小，选项 A 错误，B 正确；根据电源输出功率最大的条件可知，当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端滑向 b 端的过程中，电源的输出功率可能减小，选项 D 正确，C 错误【答案】BD【变式探究】如图所示，平行金属板中带电质点 P 处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响当滑动变阻器 R2的滑片向 b 端移动时，则( )A电压表示数增大 B.电流表示数减小C质点 P 将向下运动 D R1上消耗的功率逐渐减小【答案】C【变式探究】在如图所示的电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，
7、 D 为理想二极管(具有单向导通作用)， R1为定值电阻， C 为电容器，电压表和电流表均为理想电表，S 1、S 2均断开，则下列说法正确的是( )A仅闭合 S1，将滑动变阻器的滑片向右移，电压表、电流表 示数均变大B仅闭合 S1，将滑动变阻器的滑片向右移，电容器的带电荷量不变5C先闭合 S1，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合 S2电容器有放电现象D同时闭合 S1、S 2，将滑动变阻器的滑片向右移，定值电阻 R1两端的电压增大【答案】BC【命题热点突破二】 交变电流的产生及描述两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时， S B， 最大， 0， e0， i0，电流方向将发生改变 t(2)线
8、圈平面与中性面垂直时， S B， 0， 最大， e 最大， i 最大，电流方向不改变 t例 2(2018高考天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻 R 供电，电路如图所示，理想交流电流表 A、理想交流电压表 V 的读数分别为 I、 U， R消耗的功率为 P.若发电机线圈的转速变为原来的 ，则( )12A R 消耗的功率变为 P12B电压表 V 的读数变为 U12C电流表 A 的读数变为 2ID通过 R 的交变电流频率不变解析：由正弦交流电的产生原理可知，其电动势的最大值 Em NBS ，而 2 n，有效值 E Em，线22圈转速变为原来的
9、，则 U1 E 变为原来的 .由 知 U2变为原来的 ，电压表读数变为原来的 ，选项12 12 U1U2 n1n2 12 12B 正确； R 消耗的功率 P ，故 R 消耗的功率变为原来的 ，选项 A 错误；由 P 入 P 出 得， U1I1 ，故U2R 14 U2R6I1变为原来的 ，即电流表读数变为原来的 ，选项 C 错误；变压器不改变交变电流的频率，故通过 R 的交12 12变电流频率变为原来的 ，选项 D 错误12答案：B【变式探究】如图所示， M 为半圆形导线框，圆心为 OM； N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线 OM
10、ON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框 M、 N 在 t0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OM和 ON的轴，以相同的周期 T 逆时针匀速转动，则( )图 1A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于 TC在 t 时，两导线框中产生的感应电动势相等T8D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【答案】BC 【变式探究】如图所示，单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为 R.线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 从中性面开始匀速转动，线框转动 时的感应电流为 67I，下列说法正确的是(
11、 )A线框中感应电流的有效值为 2IB线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为2IRC从中性面开始转过 的过程中，通过导线横截面的电荷量为 2 2ID线框转一周的过程中，产生的热量为8 RI2【答案】BC【变式探究】如图所示， N50 匝的矩形线圈 abcd， ab 边长 l120 cm， ad 边长 l225 cm，放在磁感应强度 B0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的 OO轴以 n3 000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻 r1 ，外电路电阻 R9 ， t0 时线圈平面与磁感线平行， ab 边正转出纸外、 cd 边转入纸里则( )A t0 时感应电流的方
12、向为 a b c d aB从图示时刻开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 e314sin 100 t(V) C线圈转一圈外力做的功为 98.6 JD从图示位置起到线圈转过 90的过程中通过电阻 R 的电荷量为 0.01 C【解析】根据右手定则，线圈中感应电流的方向为 a d c b a，选项 A 错误；由转速 n3 000 r/min可知线圈的角速度 100 rad/s，图示位置的感应电动势最大，其大小为 Em NBl1l2 ，代入数据得Em314 V，感应电动势的瞬时值表达式 e Emcos t 314cos 100 t(V)，选项 B 错误；感应电动势的有8效值 E ，线圈匀速转动的周期
13、T 0.02 s，线圈匀速转动一圈，外力做功的大小等于电阻产生Em2 2的热量的大小，即 W I2(R r)T ，代入数据得 W98.6 J，选项 C 正确；从图示时刻起到线圈转过E2TR r90的过程中，通过电阻 R 的电荷量 q ，代入数据得 q0.1 C，选项 D 错误N R r NB SR r NBl1l2R r【答案】C【方法规律】 (1)有效值计算的三点注意计算有效值时要根据串联电路中， “相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解分段计算电热，求和得出一个周期内产生的总热量利用两个公式 Q I2Rt 和 Q t 可分别求得电流有效值和电压有效值U2R(2)交变电流“四值”
14、应用的三点提醒在解答有关交变电流的问题时，要注意电路结构注意区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值，其中最大值是瞬时值中的最大值，有效值是以电流的热效应等效来定义的与电磁感应问题一样，求解与电能、电热相关的问题时，要用有效值，如例题中 C 项，计算功，先用有效值计算热量；而求解通过导体某横截面的电荷量时，要用平均值，如例题中 D 项(3)交变电流瞬时值表达式书写的基本思路(如例题中 B 选项)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式 Em NBS 求出相应峰值，其中 2 f2 n.2T明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式a若线圈从中性面开始计时，则 e t 图象为正弦函数， e
15、 Emsin t ；b若线圈从垂直中性面开始计时，则 e t 图象为余弦函数， e Emcos t .【变式探究】如图所示，竖直长导线通有恒定电流，一矩形线圈 abcd 可 绕其竖直对称轴 O1O2转动当线圈绕轴以角速度 沿逆时针(沿轴线从上往下看)方向匀速转动时，从图示位置开始计时，下列说法正确的是( )9A t0 时，线圈产生的感应电动势最大B0 时间内，线圈中感应电流方向为 abcda2C t 时，线圈的磁通量为零，感应电动势也为零2D线圈每转动一周电流方向改变一次【答案】B【变式探究】边长为 a 的 N 匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为
16、 n，线圈所围面积内的磁通量 随时间 t 变化的规律如图所示，图象中 0为已知下列说法正确的是( )A t1时刻线圈中感应电动势最大B t2时刻线圈中感应电流方向发生变化C匀强磁场的磁感应强度大小为 0a2D线圈中感应电动势的瞬时表达式为 e2 nN 0sin 2 nt【解析】 t1时刻通过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率等于零，故感应电动势为零，故 A 错误； t2时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，磁通量变化率最大，线圈中感应电流为最大值，电流不会改变方向，故B 错误；磁通量与线圈匝数无关，所以磁感应强度 B ，故 C 正确；线圈中瞬时感应电动势的表达式为 0a2e2 nN 0cos 2 n
17、t，故 D 错误【答案】C【变式探究】某小型交流发电机的示意图如图所示，其矩形线圈 abcd 的面积 S0.03 m 2，共有 10 匝，线10圈总电阻 r1 ，线圈处于磁感应强度大小为 T 的匀强磁场中，并可绕与磁场方向垂直的固定轴2 2OO转动，线圈在转动时通过滑环和电刷与电阻 R9 的外电路相连在外力作用下线圈以 10 rad/s的角速度绕轴 OO匀速转动时，下列说法中正确的是( )A电阻 R 的发热功率是 3.6 WB交流电流表的示数是 0.6 AC用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为 0.02 sD如果将电阻 R 换成标有“6 V 3 W”字样的小灯泡，小灯泡能
18、正常工作【答案】B【命题热点突破三】理想变压器及远距离输电例 3 【2017北京卷】如图所示，理想变压器的原线圈接在 的交流电源上，副线圈接有 R=55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是A原线圈的输入功率为 220 2WB电流表的读数为 1 A11C电压表的读数为 110 2VD副线圈输出交流电的周期为 50 s【答案】B【变式探究】如图 1所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡 L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )图 1A小灯泡变亮B小灯泡变暗C原、副线圈两端电压的比值不变D通过原、副线圈电流的比值不变【答
19、案】B 【解析】由变压器相关知识得： ，原、副线圈减去相同的匝数 n 后： ， U1U2 n1n2 U1U 2 n 1n 2 n1 nn2 n n1n2 0，则说明变压器原、副线圈的匝数比变大，则可得出 C、D 错误由于原线圈电压n 1n 2 n（ n1 n2）n2（ n2 n）恒定不变，则副线圈电压减小，小灯泡实际功率减小，小灯泡变暗，A 错误，B 正确【变式探究】 (多选)如图所示，将额定电压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上闭合开关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220 V 和2.2 A以下判断正确的是( )A变压器输
20、入功率为 484 W12B通过原线圈的电流的有效值为 0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为 2.2 AD变压器原、副线圈匝数比 n1 n2113【答案】BD【变式探究】如图所示为远距离输电示意图，其中 T1、 T2为理想变压器，输电线电阻可等效为电阻 r，灯L1、L 2相同且阻值不变现保持变压器 T1的输入电压不变，滑片 P 位置不变，当开关 S 断开时，灯 L1正常发光则下列说法正确的是( )A仅闭合开关 S，灯 L1会变亮B仅闭合开关 S， r 消耗的功率会变大C仅将滑片 P 下移， r 消耗的功率会变小D仅将滑片 P 上移，电流表示数会变小【解析】闭合 S，负载电阻减小，变压器 T2副
21、线圈电流增大，根据交变电流规律知， T2原线圈电流增大，即输电线上电流增大，导线上损耗的电压 U Ir 增大，损耗的功率 P I2r 增大， T2的输入电压 U3 U2 Ir减小，所以 U4减小，即灯 L1电压减小，变暗，故 A 错误，B 正确；仅将滑片 P 下移，变压器 T1副线圈匝数增加( n2增加)，根据 可知 U2变大，由 I2U2 I r I R， I2n3 I3n4得 U2 I2(r R)，因 U2变大，n2n1 U2U1 2 23 n23n24r 及 R 不变，则 I2变大，即输电线上电流变大， r 消耗的功率会变大，故 C 错误；仅将滑片 P 上移，同理可得输电线电流减小，电流
22、表示数会变小，所以 D 正确【答案】BD【方法技巧】抓住“两不变、两损耗”巧解变压器与远距离输电问题(1)“两不变”的动态分析负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况，如例题C、D 选项中仅移动滑片 P 的位置，用来改变匝数比匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况，如例题中滑13片 P 位置不变，保证了 T1的匝数比不变，选项 A、B 中仅闭合开关 S，改变负载不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、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(2)“两
23、损耗”的输电分析电压损耗：输电线上的电阻导致的电压损耗， UR U2 U3 IRR，如例题中电流变化引起 r 上电压变化功率损耗：输电线上的电阻发热导致的功率损耗， PR P2 P3 I R.输电线上的能量损耗是热损耗，计2R算功率损耗时用公式 PR I R 或 PR .2RU2RR【变式探究】如图所示为原、副线圈匝数比为 n1 n2101 的理想变压器， b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈 c、 d 两端加上 u1220 sin 100 t V 的交变电压，2则下列说法正确的是( )A当单刀双掷开关与 a 连接时，电压表的示数为 22 V2B当单刀双掷开
24、关与 a 连接时，在滑动变阻器的滑片 P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小C当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，原线圈的输入功率变小D当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，有可能实现调节开关前、后原线圈输入功率相等【解析】当单刀双掷开关与 a 连接时，原 线圈匝数与副线圈匝数之比为 101，原线圈两端的输入电压的有效值为 220 V，根据变压器原、副线圈的电压关系，可知副线圈输出电压的有效值为 22 V，电压表示数为 22 V，选项 A 错误；当单刀双掷开关与 a 连接时，在滑动变阻器的滑片 P 向上移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，因为电压
25、表的示数不变，故电流表的示数变小，选项 B 错误；当单刀双掷开关由a 扳向 b 时，原线圈匝数减小为原来的一半，原线圈匝数与副线圈匝数之比为 51，根据变压器原、副线圈的电压关系，可知副线圈输出电压的有效值为 44 V，输出电流增大，输出功率增大，根据变压器输入功率等于输出功率，可知原线圈的输入功率增大，选项 C 错误；当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，虽然副线圈输出电压的有效值为 44 V，但若调节滑动变阻器的滑片到适当位置，使副线圈中的电流变为原来的 ，则12调节开关前、后副线圈的输出功率不变，因此实现了调节开关前、后原线圈输入功率相等，选项 D 正确 【答案】D14【变式探究】在如图所
26、示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为 21，五个完全相同灯泡的额定电压均为 U，交流电源的电压恒定不变当闭合 K3、 K4而断开 K5时，灯泡 L3和 L4恰能正常工作，则以下判断正确的是( )A当闭合 K3、 K4而断开 K5时，L 1和 L2都能正常工作B当 K3、 K4、 K5都闭合时，L 1和 L2都能正常工作C当闭合 K3、 K4而断开 K5时，交流电源的电压为 2UD当 K3、 K4、 K5都闭合时，L 1和 L2的功率会减小【答案】A【变式探究】如图甲所示的远距离输电示意图中，变压器均为理想变压器升压变压器原、副线圈匝数比为 1100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总
27、电阻为 100 .降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中 R1为一定值电阻， R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小电压表 V 显示加在报警器上的电压(报警器未画出)未出现火情时，升压变压器的输入功率为 750 kW.下列说法正确的是( )A降压变压器副线圈输出的交变电流频率为 50 Hz15B输电线中的电流为 60 AC输电线路损耗功率为 90 kWD当传感器 R2所在处出现火情时，电压表 V 的示数变大【答案】AC【命题热点突破四】交变电流、理想变压器的综合问题分析例 4、(2018高考全国卷，T16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 方
28、；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 正 该电阻上电压的峰值均为 u0，周期均为 T，如图所示则 Q 方 Q 正 等于( )A1 B. 12 2C12 D21【解析】由有效值概念知，一个周期内产生热量 Q 方 T， Q 正u20R T2 u20R T2 u20R T T T，故知 Q 方 Q 正 21.U2有 效R u02 2R 12 u20R【答案】D【变式探究】【2017天津卷】在匀强磁场中，一个 100 匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为 2 ，则16A t=0 时，线圈平面平行于磁感线B
29、 t=1 s 时，线圈中的电流改变方向C t=1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大D一个周期内，线圈产生的热量为28J【答案】AD【变式探究】如图所示，有一矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，内阻不计，绕 OO轴在水平方向的磁感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度 做匀速转动，从图示位置开始计时矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头 P 上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻 R，下列判断正确的是( )图 4916A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 e NBS cos tB矩形线圈从图示位置经过 时间时，通过电流表的电荷量为 02C当 P 位置不动， R 增大时，电压表读数也增大
30、D当 P 位置向上移动、 R 不变时，电流表读数减小17【答案】A【变式探究】如图所示，匝数为 100 匝的矩形线圈 abcd 位于磁感应强度 B T 的水平匀强磁场中，6 225线圈面积 S0.5 m 2，内阻不计线圈绕垂直于磁场的轴以角速度 10 rad/s 匀速转动线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12 V，12 W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是( )A通过灯泡的交变电流的频率是 50 HzB变压器原、副线圈匝数之比为 101C矩形线圈中产生的电动势的最大值为 120 VD若将灯泡更换为“12 V,24 W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速
31、【解析】由 2 f 可得通过灯泡的交变电流的频率是 5 Hz，选项 A 错误；矩形线圈在水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为 Em NBS 100 0.510 V120 V，变压器输入电压为 120 6 225 2V，由变压器变压公式可知，变压器原、副线圈匝数之比为 101，选项 B 正确，C 错误；因副线圈电压仍为 12 V，故将灯泡更换为“12 V,24 W”能保证其正常发光，不需要增大矩形线圈的转速，选项 D 错误【答案】B【变式探究】(多选)如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成发电机中矩形线圈所围的面积为 S，匝数为 N，电阻不计，它可
32、绕水平轴 OO在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中以角速度 匀速转动矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头 P 上下移动时可改变输出电压， R0表示输电线的电阻以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是( )18A若发电机线圈某时刻运动到图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为 e NBS sin(t ) 2C当用户增 加时，为使用户电压保持不变，滑动触头 P 应向上滑动D当滑动触头 P 向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高【答案】BC【方法规律】交变电流综合问题一般会与变压器问题相结合，常涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值的计算，交变电
33、流的图象及与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等解答时应注意以下两点：(1)分清交流电路中“四值”的不同计算方法和物理意义(2)学会将直流电路、闭合电路欧姆定律及变压器分析的知识应用在交流电路中【变式探究】在如图所示的含有理想变压器的电路中，变压器原、副线圈匝数比为 201，图中电表均为理想交流电表， R 为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L 1和 L2是两个完全相同的灯泡原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压 u，下列说法正确的是( )A交流电的频率为 50 HzB电压表的示数为 22 V19C当照射 R 的光强增大时，电流表的示数变大D若 L1的灯丝烧断后，电压表的示数会变大【答
34、案】AC【变式探究】如图所示，边长为 L、匝数为 N、电阻不计的正方形线圈 abcd 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕轴 OO转动，轴 OO垂直于磁感线，线圈通过两电刷与含有理想变压器的电路相连，变压器原、副线圈的匝数分别为 n1和 n2.当线圈以恒定的角速度 转动时，下列判断正确的是( )A当可变电阻 R 的滑片 P 向上滑动时，电压表 V2的示数变大B线圈位于图示位置时磁通量为零，感应电动势最大C电压表 V1的示数等于 NBL 2D变压器的输入与输出功率之比为 11【解析】输出电压由输入电压及匝数之比决定，外电阻的变化不会影响电压的大小，即当可变电阻 R 的滑片 P 向上滑动时，电压表
35、V2的示数不变，故 A 错误；线圈位于图示位置时，磁场方向与线圈平面平行，磁通量为零，感应电动势最大，故 B 正确；电压表 V1的示数为有效值，示数为 U1 ，故 C 错NBS2 NB L22误；理想变压器的输出功率等于输入功率，故 D 正确【答案】BD【变式探究】如图所示，边长为 L、匝数为 N、电阻不计的正方形线圈 abcd，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴 OO以角速度 匀速转动，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为 12，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处20于图示位置开始计时下列判断正确的是( )A交流发电
36、机的感应电动势的瞬时值表达式为 e NBL 2sin tB变压器的输入功率与输出功率之比为 21C电压表 V 示数为 NBL 2D若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小【答案】C【高考真题解读】1(2018高考全国卷，T16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 方 ；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 正 该电阻上电压的峰值均为 u0，周期均为 T，如图所示则 Q 方 Q 正 等于( )A1 B. 12 2C12 D2121【解析】由有效值概念知，一个周期内产生热量 Q 方 T， Q 正u20R T2 u20R T2 u20R T T
37、T，故知 Q 方 Q 正 21.U2有 效R u02 2R 12 u20R【答案】D2(2018高考天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻 R 供电，电路如图所示，理想交流电流表 A、理想交流电压表 V 的读数分别为 I、 U， R 消耗的功率为 P.若发电机线圈的转速变为原来的 ，则( )12A R 消耗的功率变为 P12B电压表 V 的读数变为 U12C电流表 A 的读数变为 2ID通过 R 的交变电流频率不变答案：B1【2017天津卷】在匀强磁场中，一个 100 匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量
38、随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为 2 ，则22A t=0 时，线圈平面平行于磁感线B t=1 s 时，线圈中的电流改变方向C t=1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大D一个周期内，线圈产生的热量为28J【答案】AD2【2017北京卷】如图所示，理想变压器的原线圈接在 的交流电源上，副线圈接有 R=55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是A原线圈的输入功率为 220 2WB电流表的读数为 1 AC电压表的读数为 110 VD副线圈输出交流电的周期为 50 s【答案】B3【2017江苏卷】某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频
39、成分，也有低频成分，则23（A）电感 L1的作用是通高频 （B）电容 C2的作用是通高频（C）扬声器甲用于输出高频成分 （D）扬声器乙用于输出高频成分【答案】BD【解析】电感线圈对交流电的阻碍作用由感抗描述， ，频率越高阻碍作用越大，对输入端的高2LXf频和低频交流信号的作用是通低频阻高频，所以 A 错误；电容对交流电的阻碍作用 ，频率越高12CXf阻碍作用越小，所以是通高频阻低频，故 BD 正确；C 错误1 【2016全国卷】 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 1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，
40、C 所带的电荷量为Q2.Q1与 Q2的比值为( )图 1A. B.25 12C. D.35 23【答案】C 【解析】 由已知条件及电容定义式 C 可得： Q1 U1C， Q2 U2C，则 .QU Q1Q2 U1U2S 断开时等效电路如图甲所示24甲U1 E E；R（ R R）（ R R） RR R（ R R）（ R R） R 12 15S 闭合时等效电路如图乙所示，乙U2 E E，则 ，故 C 正确RRR RR RRR R 13 Q1Q2 U1U2 352 【2016江苏卷】 如图 1所示的电路中，电源电动势为 12 V，内阻为 2 ，四个电阻的阻值已在图中标出闭合开关 S，下列说法正确的有(
41、 )图 1A路端电压为 10 VB电源的总功率为 10 WC a、 b 间电压的大小为 5 VD a、 b 间用导线连接后，电路的总电流为 1 A【答案】AC 253 【2016天津卷】 如图 1所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表下列说法正确的是( )图 1A当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时， R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电压表 V 示数变大C当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电流表 A1示数变大D若闭合开关 S，则电流表 A1示数变大，A 2示数变大【答案】B 【解析】滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，滑动变阻器接入电
42、路的阻值变大，总电阻也变大，而副线圈两端的电压没有变化，所以干路中的电流减小， R1消耗的功率变小，A 错误；干路中的电流变小， R1两端的电压变小，并联电路的电压变大，即电压表 V 示数变大，B 正确；由于变压器副线圈干路中的电流变小，所以原线圈中的电流变小，即电流表 A1的示数变小，C 错误；闭合开关 S 后，并联电路的阻值变小，总电阻也变小，干路中的电流变大， R1两端的电压变大，并联电路的电压变小，通过 R2的电流变小，即电流表 A2示数变小，因变压器的功率变大，故电流表 A1示数变大，D 错误4 【2016天津卷】 (3)某同学想要描绘标有 “3.8 V， 0.3 A”字样小灯泡 L
43、 的伏安特性曲线，要求测量26数据尽量精确、绘制曲线完整可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有：电压表 V1(量程 03 V，内阻等于 3 k)电压表 V2(量程 015 V，内阻等于 15 k)电流表 A1(量程 0200 mA，内阻等于 10 )电流表 A2(量程 03 A，内阻等于 0.1 )滑动变阻器 R1(010 ，额定电流 2 A)滑动变阻器 R2(01 k，额定电流 0.5 A)定值电阻 R3(阻值等于 1 )定值电阻 R4(阻值等于 10 )定值电阻 R5(阻值等于 1 k)电源 E(E6 V，内阻不计)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁该同学描绘出的
44、IU 图像应是图中的_图 1【答案】 电路如图 1所示 B图 1 【解析】 电压表 V1和定值电阻 R5串联，可改装成量程为 04 V 的电压表，电流表 A1与定值电阻 R4并联，可改装成量程为 00.4 A 的电流表，待测小灯泡的电阻很小，故电流表采用外接法小灯泡的电阻随着温度的升高而变大，所以 B 正确5 【2016浙江卷】 某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为 3 V、内阻约为 3 k 的电压表和量程为 0.6 A、内阻约为 0.1 的电流表采用分压电路接线，图 1 是实物的部分连线图，待测电阻为图 2 中的 R1，其阻值约为 5 .27图 18(1)测 R1阻值的最优连接方式为导线
45、连接_(填“ a”或“ b”)、导线连接_(填“ c”或“d”)(2)正确接线测得实验数据如下表，用作图法求得 R1的阻值为_.U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53(3)已知图 2 中 R2与 R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体， R2的边长是 R1的 ，若测 R2的110阻值，则最优的连线应选_(填选项)A连接 a，连接 c B连接 a，连接 dC连接 b，连接 c D连接 b，连接 d【答案】 (1) a d(2)如图所示 4.44.7(3)B【解析】 (1)因电压表的内阻远大于待测
46、电阻的阻值，故采用电流表外接法，又知滑动变阻器采用分压电路接线，故测 R1阻值的最优连接方式为导线连接 a、导线连接 d.(2)作图如图所示，则 R2 4.4 . U I 2.20.5(3)根据电阻定律可得 R ，故 R2 R1，要测 R2的阻值，与测量 R1一样，最优的连线应连接LdL da，连接 d，故 B 正确286 【2016北京卷】 某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是( )A一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B一个伏特表和多个定值电阻C一个安培表和一个电阻箱D两个安培表和一个滑动变阻
47、器【答案】D 选项 B 中可以通过伏特表的读数和若干定值电阻的实际阻值大小计算出干路的电流大小，实验电路图如图所示，所以选项 B 可取选项 C 中可以通过安培表的读数和电阻箱的取值得到外电压的大小，实验电路图如图所示，所以选项 C 可取选项 D 中无法得到外电压，所以选项 D 不可取7 【2016四川卷】 . J7 用如图 1所示电路测量电源的电动势和内阻实验器材：待测电源(电动势约 3 V，内阻约 2 )，保护电阻 R1(阻值 10 )和 R2(阻值 5 )，滑动变阻器 R，电流表 A，电压表 V，开关 S，导线若干实验主要步骤：29(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数 U 和
