专题四 电路与电磁感应
DESCRIPTION
专题四 电路与电磁感应. 第 8 讲 直流与交流电路. 思考研讨. 思考 4 在如图甲所示的 U - I 图象中,图线 a 、 b 表示的含义 有什么不同?. 图甲. 研讨: (1) 对电源有: U = E - Ir ,如题图中 a 线. (2) 对定值电阻有: U = IR ,如题图中 b 线. (3) 说明: ① 图中 a 线常用来分析测量电源电动势和内电阻的实验数据. ② 图中矩形 OABD 、 OCPD 和 ABPC 的 “ 面积 ” 分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率.. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
专题四 电路与电磁感应
第 8 讲 直流与交流电路
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
思考研讨
思考 1 R=UI与 R=ρ
lS有何不同?
研讨:R=UI是电阻的定义式.
R=ρlS是电阻的决定式.
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
思考 2 功率 P=IU与 P=I2R、P=U2
R的适用范围一样吗?在
实际应用时需注意哪些问题?
研讨:对纯电阻电路,这三个公式都成立且都能计算电阻的
功率.对非纯电阻电路,电功率只能用 P=IU计算.P=I2R
用来计算热功率.
思考 3 电动势 E=IR+Ir与 E=U+U′ 有什么区别?
研讨:E=IR+Ir只适用于纯电阻电路
E=U+U′ 适用于任何电路.
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
思考 4 在如图甲所示的 U- I图象中,图线 a、 b表示的
含义
有什么不同?
图甲
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
研讨: (1) 对电源有: U = E - Ir ,如题图中 a 线.(2) 对定值电阻有: U = IR ,如题图中 b 线.(3) 说明:①图中 a 线常用来分析测量电源电动势和内电阻的实验数据.② 图中矩形 OABD 、 OCPD 和 ABPC 的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率.
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
思考 5 “ ”正弦式交变电流是如何产生的?其 四值 的求法及
应用怎样?
研讨:产生:在匀强磁场中,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明
瞬时值
交变电流
某一时刻
的值
e= Emsin ωt
i= Imsin ωt
计算线圈某时刻的受
力情况
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
峰值 最大的瞬
时值
Em=nBSω
Im=Em
R+r
讨论电容器的击穿电
压
有效值
跟交变电
流的热效
应等效的
恒定电流
的值
E=Em
2
U=Um
2
I=Im
2
适用于正(余)弦式
电流
(1)计算与电流的热效
应有关的量(如电功、
电功率、电热等)
(2)电气设备“ 铭牌”
上所标的一般是有效
值
(3)保险丝的熔断电流
为有效值
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
平均值
交变电流
图象中图
线与时间
轴所夹的
面积与时
间的比值
E=Blv
E=nΔΦΔt
I=E
R+r
计算通过电路截面的
电荷量
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
思考 6 (1)理想变压器的基本关系式及理想变压器原、副线圈
各物理量的制约关系有哪几个方面?
(2)画出远距离输电的基本模式图,并写出电压、电流、功率
的关系.如何计算输电线路上损失的电功率?
研讨:(1)基本关系
①P 入=P 出
②U1
U2=
n1
n2
③I1
I2=
n2
n1,只对一个副线圈的变压器适用.有多个副线圈时,
由输入功率和输出功率相等确定电流关系.
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
④原、副线圈的每一匝的磁通量都相同,磁通量变化率也相同,
频率也就相同.
制约关系
①电压:副线圈电压 U2由原线圈电压 U1和匝数比决定.
②功率:原线圈的输入功率 P1由副线圈的输出功率 P2决定.
③电流:原线圈电流 I1由副线圈电流 I2和匝数比决定.
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
(2) 远距离高压输电的几个基本关系 ( 以图乙为例 )
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
①功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P 损+P3.
②电压、电流关系:U1
U2=
n1
n2=
I2
I1,
U3
U4=
n3
n4=
I4
I3,U2=ΔU+U3,I2
=I3=I 线.
③输电电流:I 线=P2
U2=
P3
U3=
U2-U3
R线.
④输电线上损耗的电功率:
P 损=I 线ΔU=I2线R 线=
P2
U2
2R 线.
当输送功率一定时,输电电压增大到原来的 n倍,输电线上损
耗的功率就减小到原来的1n2.
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
1. (2012· 浙江理综, 17)( 单选 ) 功率为 10 W的发光二极
管 (LED灯 )的亮度与功率为 60 W的白炽灯相当.根据
国家节能战略, 2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每
户家庭有 2只 60 W的白炽灯,均用 10 W的 LED灯替
代,估算出全国一年节省的电能最接近
( ).
A. 8×108 kW·h B. 8×1010 kW·h
C. 8×1011 kW·h D. 8×1013 kW·h
真题体验
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 按每户一天亮灯 5 小时计算,每户一年节省的电能为
(2× 60-2× 10)× 10-3× 5× 365 kW·h=182.5 kW·h,假设全国
共有 4 亿户家庭,则全国一年节省的电能为 182.5× 4× 108
kW·h=7.3× 1010 kW·h,最接近于 B选项,故选项 B正确,选
项 A、C、D错误.
答案 B
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
2. (2013· 江苏卷, 4)( 单选 )在输液时,药液有时会从针口
流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路
如图 4- 8- 1所示.M是贴在针口处的传感器,接触
到药液时其电阻 RM发生变化,导致 S两端电压 U增大,
装置发出警报,此时
( ).
图 4- 8- 1
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A. RM变大,且 R越大, U增大越明显
B. RM变大,且 R越小, U增大越明显
C. RM变小,且 R越大, U增大越明显
D. RM变小,且 R越小, U增大越明显
解析 由题意知, S 两端的电压增大,则电路中的电流增大,药液接触传感器的电阻变小,则 A 、 B 选项是错误的;将 S
看做外电路,其余看做等效电源,如右图根据 U = E - Ir
可判断,同样的变化电流,则内阻越大电压变化越大,因此答案为 C.
答案 C
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
3. (2013· 山东卷, 17)( 多选 )图 4- 8- 2甲是小型交流
发电机的示意图,两磁极 N、 S间的磁场可视为水平方
向的匀强磁场,为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水
平轴 OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,
产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示.以下判
断正确的是
( ).
图 4 - 8 - 2
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.电流表的示数为 10 A
B.线圈转动的角速度为 50πrad/s
C. 0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行
D. 0.02 s时电阻 R中电流的方向自右向左
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 电流表测量的是电路中电流的有效值 I=10 A,选项 A
正确.由图象可知,T=0.02 s,所以 ω=2πT=100π rad/s,选项
B错误.t=0.01 s时,电流最大,线圈平面与磁场方向平行,
选项 C正确.t=0.02 s时,线圈所处的状态就是图示状况,此
时 R中电流的方向自左向右,选项 D错误.
答案 AC
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
4.(2013·广东卷,16)(单选)如图 4-8-3,理想变压器原、副
线圈匝数比 n1∶ n2=2∶ 1, 和 均为理想电表,灯泡电
阻 RL=6 Ω,AB端电压 u1=12 2sin 100πt (V),下列说法
正确的是
( ).
图 4- 8- 3
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.电流频率为 100 Hz
B. 的读数为 24 V
C. 的读数为 0.5 A
D.变压器输入功率为 6 W
解析 由 ω=2πf=100π rad/s得:f=50 Hz,A错.有效值 U1
=12 V,又:U2
U1=
n2
n1得:U2=6 V,I2=
U2
RL=1 A,B、C项错.由
能量守恒得 P1=P2=U2I2=6 W,D对.
答案 D
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
5. (2013· 天津卷, 4)( 单选 ) 普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来
连接,图 4- 8- 4中电流互感器 ab一侧线圈的匝数较
少,工作时电流为 Iab, cd一侧线圈的匝数较多,工作时
电流为 Icd,为了使电流表能正常工作,则
( ).
图 4- 8- 4
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A. ab接MN、 cd接 PQ, Iab< Icd
B. ab接MN、 cd接 PQ, Iab> Icd
C. ab接 PQ、 cd接MN, Iab< Icd
D. ab接 PQ、 cd接MN, Iab> Icd
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 测电流时,需副线中的电流较小,由I1
I2=
n2
n1可知;n2 较
大,n1较小,所以 ab接MN,cd接 PQ,Iab>Icd.选项 B正确.
答案 B
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
6.(2012· 新课标全国卷, 17)( 单选 )自耦变压器铁芯上只绕
有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分.一升压
式自耦调压变压器的电路如图 4- 8- 5所示,其副线圈
匝数可调.已知变压器线圈总匝数为 1 900匝;原线圈为 1
100匝,接在有效值为 220 V的交流电源上.当变压器输出
电压调至最大时,负载 R上的功率为 2.0 kW.设此时原线
圈中电流有效值为 I1,负载两端电压的有效值为 U2,且变
压器是理想的,则 U2和 I1分别约为
( ).
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
图 4-8-5
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.380 V和 5.3 A B.380 V和 9.1 A
C.240 V和 5.3 A D.240 V和 9.1 A
解析 根据理想变压器电压比关系U1
U2=
n1
n2,代入数据解得副线
圈两端的电压有效值 U2=380 V,因理想变压器原、副线圈输
入和输出的功率相等,即P入=P出=U1I1,解得 I1=2× 103
220 A≈ 9.1
A,选项 B正确;选项 A、C、D错误.
答案 B
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
命题角度
视角一 直流电路的电功、电功率及动态分析
角度 1对电功、电功率的理解及计算 (2012· 浙江卷, 17 ;2012· 海南卷, 17)
角度 2直流电路的动态分析 (2011· 海南卷, 2 ; 2011· 北京卷, 17 ; 2013· 江苏卷, 4 ; 2013· 安徽卷, 19)
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
【典例 1 】 (2013· 安徽卷, 19) 用如图 4- 8- 6所示的电
路可以测量电阻的阻值.图中 Rx是待测电阻, R0是定值
电阻, 是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电
阻丝.闭合开关,改变滑动头 P 的位置,当通过电流表
的电流为零时,测得MP= l1, PN= l2,则 Rx的阻值
为
( ).
图 4- 8- 6
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.l1
l2R0 B.
l1
l1+l2R0
C.l2
l1R0 D.
l2
l1+l2R0
解析 设 R0、Rx与三者的结点为 Q,当通过电流表的电流为零
时,说明 φP=φQ,则 UR0=URMP,URx=URPN,IR0=IRx=I0,
IRMP=IRPN=I,故 I0R0=IRMP,I0Rx=IRPN.两式相除有R0
Rx=
RMP
RPN,所以 Rx=
RPN
RMPR0=
l2
l1R0,正确选项为 C.
答案 C
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
应考策略1.要熟练掌握串、并联电路的特点,知道这两种电路的电
压、电流及电功率的分配关系.2.动态分析的思维流程
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
应考组训1. ( 单选 )在研究微型电动机的性能时,应用如图 4- 8-
7所示的实验电路.当调节滑动变阻器 R并控制电动机停
止转动时,电流表和电压表的示数分别为 0.50 A和 2.0 V.
重新调节 R并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电
压表的示数分别为 2.0 A和 24.0 V.则这台电动机正常运
转时输出功率为
( ).
A. 32 W B. 44 W C. 47 W D. 48 W
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
图 4- 8- 7
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 电动机不转动,说明无机械能输出,它消耗的电能全部
转化为内能,此时的电动机就相当于一个纯电阻,根据电表读
数可知,电动机内阻 RM=2.0
0.50 Ω=4 Ω;当电动机恢复正常运
转时,为非纯电阻用电器,它消耗的电能等于内部电阻产生的
热能和输出的机械能之和,所以 P 出=P 总-P 热=(2.0× 24.0-
2.02× 4)W=32 W,选项 A正确.
答案 A
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
2.( 单选 )如图 4- 8- 8所示是测定小灯泡伏安特性的电路
图,电源电动势为 E,内阻不计,两电表可看做理想电表,
那么下列说法中正确的是
( ).
图 4- 8- 8
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.闭合电键前滑动变阻器的滑片应滑到最右端
B.该电路中的滑动变阻器采用的是限流式接法
C.将滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮
D.将滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变暗
解析 电路中滑动变阻器采用的是分压式接法,当滑动变阻器的滑片在最左端时,灯泡两端的电压为零,所以本题应选C.
答案 C
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
3. ( 单选 )如图 4- 8- 9所示为一直流电路,电源内阻不能
忽略,但 R0大于电源内阻,滑动变阻器的最大阻值小于
R,当滑动变阻器滑片 P从滑动变阻器的最右端滑向最左
端的过程中,下列说法正确的是
( ).
图 4- 8- 9
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.电压表的示数一直增大
B.电流表的示数一直增大
C.电阻 R0消耗的功率一直增大
D.电源的输出功率一直增大
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 滑动变阻器的最大阻值小于电阻 R ,在滑片 P 向左滑动的过程中,电路中的总电阻增大,总电流减小,电流表的
示数减小, B 项错误;电阻 R0 消耗的功率减小, C 项错误;
内电压一直减小,外电压一直增大, R0两端电压一直减小,
电压表示数增大, A 项正确;由于电源的内阻小于 R0 ,因
此在滑动变阻器滑动过程中电源的输出功率一直减小, D 项错误.答案 A
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
4.( 单选 )在如图 4- 8- 10所示的电路中,电源的电动势
为 E,内阻为 r,平行板电容器 C的两金属板水平放置,
R1和 R2为定值电阻, P为滑动变阻器 R的滑动触头, G
为灵敏电流表, A为理想电流表.开关 S闭合后, C的两
板间恰好有一质量为 m、电荷量为 q的油滴处于静止状态.
在 P向上移动的过程中,下列说法正确的是
( ).
图 4- 8- 10
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A. A 表的示数变大 B.油滴向上加速运动
C. G中有由 a→b 的电流 D.电源的输出功率一定变大
解析 油滴静止时,它所受的重力等于向上的电场力 F =
qE = qUC/d ,在 P 向上移动的过程中,滑动变阻器的有效电
阻变大,电路的总电阻变大,由闭合电路欧姆定律知电路的
总电流 I 变小,路端电压 U 外变大,则选项 A 错误;而电阻
R1两端的电压 U1= IR1变小,由 U 外= U1+ U 并,知 U 并变
大, UC= U 并变大,油滴所受电场力变大,将向上加速运动,
QC= CU 并变大,电容器 C 充电,电流方向由 b→a ,则选项
B 正确, C 错误;电源的输出功率变化不确定,选项 D 错误.答案 B
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
命题角度
视角二 交变电流的产生及描述
角度1
考查交变电流的产生、图象、公式及相关物理量
(2012·安徽卷, 23; 2013·山东卷, 17)
角度2
考查交变电流的“四值”的物理意义及其应用 (2012·北
京卷, 15; 2013·福建卷, 15)
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
【典例 2】 (2013·福建卷,15)如图 4-8-11 所示,实验室一台
手摇交流发电机,内阻 r=1.0 Ω,外接 R=9.0 Ω的电阻.闭
合开关 S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动
势 e=10 2sin 10πt (V),则( ).
图 4- 8- 11
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.该交变电流的频率为 10 Hz
B.该电动势的有效值为 10 2 V
C.外接电阻 R所消耗的电功率为 10 W
D.电路中理想交流电流表的示数为 1.0 A
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 由 e=10 2sin 10πt (V)知电动势的有效值 E 有=Em
2=
10 22
V=10 V,故 B 选项错误;电路中的理想电流表示数为
电流的有效值:I 有=E有
r+R=1.0 A,故 D选项正确;电阻 R消
耗的电功率 P=I2有R=9.0 W,故 C选项错误;交流电的角速度
ω=10π rad/s,所以频率 f=ω2π=5 Hz,故 A选项错误.
答案 D
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
应考策略交流电的产生及“四值”的应用1.交变电流的产生
磁通量最大⇐中性面 ⇒ 电流为零
⇓
线圈经过中性面时,电流变向一次
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
2 .交流电的“四值”的应用
(1)最大值⇒ Em=NBSω⇒ 计算电容器的耐压值
(2)瞬时值⇒ e=Emsin ωt⇒计算闪光电器的闪光时间等
(3)正、余弦交流电的有效值 ⇒ E=
Em
2⇒电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流
(4)平均值⇒ E=NΔΦΔt ⇒ 计算通过导体的电荷量
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
应考组训5.( 多选 )如图 4- 8- 12所示,一正方形线圈 abcd在匀强
磁场中绕垂直于磁感线的对称轴 OO′匀速转动,从 O向 O′
观察,线圈沿逆时针方向转动.已知匀强磁场的磁感应强
度为 B,线圈匝数为 n,边长为 l,电阻为 R,转动的角
速度为 ω.则线圈转至图示位置时
( ).
图 4- 8- 12
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.线圈中感应电流的方向为 abcda
B.线圈中的感应电流为nBl2ω
R
C.穿过线圈的磁通量为 0
D.穿过线圈磁通量的变化率为 0
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 感应电流方向为 adcba,A错误.感应电流 I=ER=
2nBlωl2
R
=nBl2ω
R ,B正确.线圈与磁场平行,穿过线圈磁通量为零,但
是磁通量变化率最大,C正确,D错误.
答案 BC
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
6. ( 单选 )如图 4- 8- 13甲为小型旋转电枢式交流发电
机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为 B的匀强磁场
中,绕垂直于磁场方向的固定轴 OO′匀速转动,线圈的
两端经集流环和电刷与 R= 10 Ω的电阻连接,与电阻 R
并联的交流电压表为理想电表,示数是 10 V.图 4- 8
- 13乙是矩形线圈磁通量 Φ随时间 t变化的图象.则
( ).
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
图 4 - 8 - 13
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.电阻 R上的热功率为 20 W
B. 0.02 s时 R两端的电压瞬时值为零
C . R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u = 14.1cos
100πt(V)
D.通过 R的电流 i随时间 t变化的规律是 i= cos 50πt(A)
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 电压表的示数为该电压的有效值,因此电阻 R 上的热功
率 P=U2
R=10 W,选项 A错误;由图象可知,0.02 s时,磁通
量为零,此时线圈处于垂直于中性面的位置,产生的电动势以
及路端电压应该是最大的,选项 B 错误;由图象知,该交流电
为余弦式变化的交流电,因此电压的最大值为 10 2 V,周期 T
=0.02 s,所以电压随时间的变化规律 u=Umcos 2πT t=14.1cos
100πt(V),选项 C正确;
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
通过 R的最大电流为 Im=Um
R = 2 A,因此电流随时间的变化
规律为 i=Imcos 2πT t=1.41cos 100πt(A),选项 D错误.所以答
案选 C.
答案 C
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
7. ( 单选 ) “某交流发电机给 220 V,60 W”灯泡供电,灯泡
两端的电压图象为如图 4- 8- 14所示,下列说法中正
确的是
( ).
图 4 - 8 - 14
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.交变电流的频率为 0.02 Hz
B.该灯泡不能正常工作
C.将一保险丝与该灯泡串联,为保证灯泡正常工作,其保
险丝的熔断电流不得小于 0.386 A
D.将一电容器与该灯泡并联,为保证电容器正常工作,电
容器的耐压值不得小于 311 V
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 交变电流的频率 f=1
20× 10-3 Hz=50 Hz,A项错误.交
变电压的有效值为311
2 V=220 V,故小灯泡正常发光,选项 B
错误.电容器两端的电压是交流电压的瞬时值,为保证电容器
正常工作,电容器的耐压值不得小于 311 V,故选项 D正确.保
险丝的熔断电流不得小于 I=60
220 A≈ 0.273 A,选项 C错误.
答案 D
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
命题角度
视角三 理想变压器及远距离输电
角度1
考查理想变压器基本规律的应用 (2012·课标全国卷,
17; 2011·课标全国卷, 17; 2012·海南卷, 4;
2013·广东卷, 16; 2013·天津卷, 4)
角度2
变压器多数题目与交变电流的图象、瞬时值表达式等
相结合进行综合考查 (2012·山东卷, 18; 2011·广东
卷, 19; 2011·江苏卷, 13; 2013·四川卷, 2)
角度3
变压器电压、电流及功率关系与远距离输电相结合进
行综合考查 (2012·重庆卷, 15; 2012·天津卷, 4)
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
【典例 3 】 (2013· 四川卷, 2)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 4- 8- 15所示,则
( ).
图 4- 8- 15
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.变压器输入功率约为 3.9 W
B.输出电压的最大值是 110 V
C.变压器原、副线圈匝数比是 1∶ 2
D.负载电流的函数表达式 i=0.05 sin(100 πt+π2)A
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 由题意知:U1=220 V,U2=110 V,所以n1
n2=
U1
U2=2∶ 1,
U2m=110 2 V,选项 B、C均错误.由图象可知:I2m=0.05 A,
T=0.02 s,则负载电流的表达式为 i=0.05 sin(100 πt)A,选项
D 错误.变压器的输入功率 P1=P2=I2U2=0.05
2× 110 W≈ 3.9
W,选项 A正确.
答案 A
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
应考策略1 .原、副线圈中各量的因果关系
(1) 电压关系: U1决定 U2
(2) 电流关系: I2决定 I1
(3) 功率关系: P2决定 P1
上述决定关系是由变压器的原理及能量守恒确定的.
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
2.变压器电路的动态分析技巧
(1)根据题意弄清变量和不变量;
(2)弄清动态变化过程中的决定关系,如:在原、副线圈匝
数比
n1
n2一定时,输出电压 U2由输入电压 U1决定;输入电
流 I1由输出电流 I2决定;输入功率 P1由输出功率 P2决定;
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
(3) 利用直流电路的动态分析方法分析,其思路过程可表示为:
由U1
U2=
n1
n2分析U2的情况
由I2=U2
R负分析I2的情况
由P2=I2U2分析输出功率情况
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
由P1=P2判定输入功率情况
由P1=I1U1分析I1的变化情况
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
应考组训8.(2011· 新课标全国卷, 17)( 单选 ) 如图 4- 8- 16所示,
一理想变压器原副线圈的匝数比为 1∶2;副线圈电路中接
有灯泡,灯泡的额定电压为 220 V,额定功率为 22 W;原
线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常
发光.若用 U和 I分别表示此时电压表和电流表的读数,
则
( ).
图 4- 8- 16
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.U=110 V,I=0.2 A
B.U=110 V,I=0.05 A
C.U=110 2 V,I=0.2 A
D.U=110 2 V,I=0.2 2 A
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 由于灯泡正常发光,故灯泡两端电压即副线圈两端电压
为 U2=220 V,通过灯泡的电流即副线圈中的电流为 I2=22 W220 V
=0.1 A.根据理想变压器电压关系 U1∶ U2=n1∶ n2,得 U1=
110 V,电流关系 I1∶ I2=n2∶ n1,得 I1=0.2 A,则 U=U1=110
V,I=I1=0.2 A.故选项 A正确,选项 B、C、D错误.
答案 A
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
9. ( 单选 )一个理想变压器,初级线圈的匝数为 n1, a、 b
接交流电源,次级线圈匝数为 n2,与负载电阻 R相连接,
R= 40 Ω.图 4- 8- 17中电压表的示数为 100 V,初
级线圈的电流为 0.4 A.下列说法正确的是
( ).
图 4 - 8 - 17
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.次级线圈中的电流的最大值为 1 A
B.初级和次级线圈的匝数比 n1∶n2= 2∶5
C.如果将另一个阻值为 R的电阻与负载电阻并联,图中电
流表的示数为 2 A
D.如果将另一个阻值为 R的电阻与负载电阻串联,变压器
消耗的电功率是 80 W
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 输送给变压器的功率
P1=I1U1=0.4× 100 W=40 W
因为 P1=P2,所以 P2=40 W①
P2=I22R②
由①②得 I2=1 A,故选项 A错误,C正确.
由n1
n2=
I2
I1得:
n1
n2=
10.4=
52,选项 B错误.
副线圈两个电阻串联时,消耗功率 P=U2
2
2R=20 W,故选项 D
错误.
答案 C
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
10. ( 多选 )某小型水电站的电能输送示意图如图 4- 8-
18甲所示,发电机通过升压变压器和降压变压器向用户
供电.已知输电线的总电阻为 r,降压变压器原、副线
圈的匝数比为 n3∶n4= n∶1,降压变压器的副线圈两端电
压如图 4- 8- 18乙所示,降压变压器的副线圈与阻
值 R0= 22 Ω的电阻组成闭合电路.若将变压器视为理
想变压器,则下列说法正确的是
( ).
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
图 4 - 8 - 18
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.发电机产生交流电的频率是 0.5 Hz
B.降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式 u=220 2sin
100πt V
C.通过 R0电流的最大值是 20 2 A
D.输电线损失的功率是100r
n2 W
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 变压器不改变交流电的频率,由图乙可知交流电的频率
f=1
2×10-2 Hz=50 Hz,A错误;由图乙知降压变压器的副线
圈两端电压的瞬时值表达式 u=220 2sin 100πt V,B正确;
通过 R0的电流最大值 Im=Um
R0=
220 222 A=10 2 A,有效值 I
=Im
2=10 A,C错误;根据变压器电流比关系可知通过输电线
的电流为 I3=n4
n3I=
10n A,输电线损失的功率为 P=I2
3r=100rn2
W,D正确.
答案 BD
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
失分点搜索失分点 1 :对交流电的产生、变化规律理解不透彻而出错.失分点 2 :对交流电图象的意义认识不清而出错.失分点 3 : “ ”对交变电流的 四值 理解不到位导致错误.
失分点 4 :不能正确地分析变压器的动态变化问题而出错.
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
易失分案例(2012· 福建理综, 14) 如图 4- 8- 19,理想变压器原线
圈输入电压 u= Umsin ωt,副线圈电路中 R0为定值电阻,
R 是滑动变阻器. 和 是理想交流电压表,示数分别用
U1和 U2 表示; 和 是理想交流电流表,示数分别用 I1
和 I2表示.下列说法正确的是
( ).
图 4 - 8 - 19
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A. I1和 I2表示电流的瞬时值
B. U1和 U2表示电压的最大值
C.滑片 P向下滑动过程中, U2不变、 I1变大
D.滑片 P向下滑动过程中, U2变小、 I1变小
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
易失分诊断
①不知道交流电压表、电流表测量的是交变电流的有效值――→导致
错选 A 或 B
②不清楚交变电流的制约关系,误认为滑片 P向下滑动过程
中,电阻减小,输出电压U和输入电压都变小,电流也变小――→导致
错选 D
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
正确解析 交流电表的示数为有效值,故 A、B两项均错误;
P 向下滑动过程中,R 变小,由于交流电源、原副线圈匝数不
变,U1、U2均不变,所以 I2=U2
R0+R变大,由
I1
I2=
n2
n1,得 I1=
n2
n1
I2变大,故 C项正确、D项错误.
答案 C
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
防范演练(2012· 山东理综, 18) 图 4- 8- 20甲是某燃气炉点火装
置的原理图.转换器将直流电压转换为图 4- 8- 20乙所
示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变
压器原、副线圈的匝数分别为 n1、 n2 , 为交流电压表.
当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5 000 V时,就会在钢
针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的
是
( ).
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
图 4 - 8 - 20
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
A.电压表的示数等于 5 V
B.电压表的示数等于52
V
C.实现点火的条件是n2
n1>1 000
D.实现点火的条件是n2
n1<1 000
真题思考体验真题思考体验 高考命题视角高考命题视角 考场失分防范考场失分防范
解析 由题 u-t图象知,交流电压的最大值 Um=5 V,所以电
压表的示数 U=Um
2=
52 V,故选项 A错误、选项 B正确;根
据U1
U2=
n1
n2得
n2
n1=
U2
U1,变压器副线圈电压的最大值 U2m=5 000 V
时,有效值 U2=U2m
2=
5 0002
V,所以点火的条件n2
n1>
5 0002
V
52 V=
1 000,故选项 C正确、选项 D错误.
答案 BC