備考高考物理一輪金牌訓練 第一部分 專題四 第2講 直流電路、交流電路和感應電路課件

第第2 2講講 直流電路、交流電路和感應電路直流電路、交流電路和感應電路1(雙選，2011 年廣東卷)圖 421(a)左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負載電路中 R55 ，A、V 為理想電流表和電壓表若原線圈接入如圖(b)所示的正弦交變電壓，)電壓表的示數(shù)為 110 V，下列表述正確的是(圖 421A電流表的示數(shù)為 2 AB原、副線圈匝數(shù)比為 1 2C電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D原線圈中交變電壓的頻率為 100 Hz答案：AC2(2011 年新課標卷)如圖 422，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為 1 2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為 220 V，額定功率為 22 W；原線圈電路中接有電壓表和電流表現(xiàn)閉合開關，燈泡正常發(fā)光若用 U 和 I 分別表)示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則(圖 422答案：A3(雙選，2010 年廣東卷)圖 423 是某種正弦式交變)BC電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的(圖 423A周期是 0.01 sC有效值是 220 VB最大值是 311 VD表達式 u220sin 100t(V)解析：選項 A 錯誤，周期是 0.02 s；選項 D 錯誤，應該用峰值，即把 220 換成 311.4(2009 年廣東卷)如圖 424 所示，電動勢為 E、內(nèi)阻不計的電源與三個燈泡和三個電阻相接，只合上開關 S1，三個燈泡都能正常工作，如果再合上 S2，則下列表述正確的是()C圖 424A電源輸出功率減小C通過 R1 上的電流增大BL1 上消耗的功率增大D通過 R3 上的電流增大5(雙選，2009 年山東卷)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖 425 所示發(fā)電機的輸出電壓為 200 V，輸電線總電阻為 r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為 n1、n2，降壓變壓器原副線匝數(shù)分別為 n3、n4(變壓器均為理想變壓器)要使額定電壓為 220 V 的用電器正常工作，則(圖 425C升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率答案：AD1從近兩年廣東高考來看，由于時間、分值和內(nèi)容的減少，感應電路并不復雜，主要考查楞次定律和左手定則，對直流電路，因電學實驗必考，故純直流電路考查閉合電路歐姆定律的題出現(xiàn)的可能性也較小2看交流電這部分內(nèi)容都是必考內(nèi)容，都出現(xiàn)在選擇題，主要考查交流電的一些概念，結(jié)合變壓器工作原理、遠距離輸電等3電磁感應也常常與直流電路結(jié)合在一起考，找到各自的分析方法和突破口尤為重要交流電基礎知識【例 1】(2011 年清華附中模擬)如圖 426 所示為理想變壓器原線圈所接交流電壓的波形圖原、副線圈匝數(shù)比n1n210 1，串聯(lián)在原線圈中電路中的電流表示數(shù)為 1 A，下列說法中不正確的是()圖 426答案：A(1)各種電表讀數(shù)，變壓器輸入輸出電壓，均指有效值，重點理解有效值；(2)結(jié)合變壓器相關知識，如功率關系，電壓電流及匝數(shù)關系1某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 55 9，原線圈所接電源電壓按圖 427 所示規(guī)律變化，副線圈接有一燈)泡，此時燈泡消耗的功率為 40 W，則下列判斷正確的是(圖 427答案：B變壓器與遠距離輸電【例2】有一臺內(nèi)阻為 1 的發(fā)電機，供給一學校照明用電，如圖 428 所示升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1 4，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 4 1，輸電線的總電阻為 4 .全校共有 22 個班，每班有“220 V 40 W”燈 6 盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則：圖 428(1)發(fā)電機的電動勢為多大？(2)發(fā)電機的輸出功率為多大？(3)輸電效率為多少？(1)以理想變壓器輸入輸出功率相等為主線；(2)弄清電壓電流決定關系，如當變壓器確定且輸入電壓一定時，無論負載如何變，則輸入輸出電壓不變，電流可變，輸入輸出功率也可變，但是輸出電流決定輸入電流，輸出功率決定輸入功率；(3)理解損失功率與輸電電壓及輸電電流的計算關系；(4)結(jié)合示意圖理解物理量及公式，把電壓、電流、功率等物理量在圖中能一一對應2某村在距村莊較遠的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機輸出功率為 9 kW，輸出電壓為 500 V，輸電線的總電阻為 10 ，允許線路損耗的功率為輸出功率的 4%.求：(1)村民和村辦小企業(yè)需要 220 V 電壓時，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少？(不計變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？解析：建立如圖 33 所示的遠距離輸電模型，要求變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，先要知道原、副線圈兩端的電壓之比本題可以線路上損耗的功率為突破口，先求出輸電線上的電流 I線，再根據(jù)輸出功率求出 U2，然后再求出 U3.圖 33所以升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比分別是 1 3 和 72 11.(2)若不用變壓器而由發(fā)電機直接輸送(模型如圖 34 所示)圖 34電磁感應電路的串并聯(lián)關系【例 3】(2011 年珠海模擬)如圖 429 所示，豎直平面內(nèi)有一寬 L1 米、足夠長的光滑矩形金屬導軌，電阻不計在導軌的上下邊分別接有電阻 R13 和 R26 .在 MN 上方及 CD 下方有水平方向的勻強磁場和，磁感應強度大小均為 B1 T現(xiàn)有質(zhì)量 m0.2 kg、電阻 r1 的導體棒 ab，在金屬導軌上從 MN 上方某處由靜止下落，下落過程中導體棒始終保持水平，與金屬導軌接觸良好當導體棒 ab 下落到快要接近 MN 時的速度大小為 v13 m/s.不計空氣阻力，g 取 10 m/s2.圖 429(1)求導體棒 ab 快要接近 MN 時的加速度大??；(2)若導體棒 ab 進入磁場后，棒中的電流大小始終保持不變，求磁場和之間的距離 h；(3)若將磁場的 CD 邊界略微下移，使導體棒 ab 剛進入磁場時速度大小變?yōu)?v29 m/s，要使棒在外力 F 作用下做 a3 m/s2 的勻加速直線運動，求所加外力 F 隨時間 t 變化的關系式答題規(guī)范解：(1)以導體棒為研究對象，棒在磁場 I 中切割磁感線，棒中產(chǎn)生感應電動勢 E，棒在重力和安培力作用下做加速運動由牛頓第二定律得：mgBILmaEBLv13 V(1)找準電源位置，哪段或哪部分相當于電源；(2)分清內(nèi)外電路，畫出等效串并聯(lián)電路圖，找出總電阻表達式；(3)找出題目最關鍵信息，如“靜止”、“勻速”等信息3如圖 4210 所示，光滑絕緣水平面上放置一均勻?qū)w制成的正方形線框 abcd，線框質(zhì)量為 m、電阻為 R、邊長為 L.有一方向豎直向下的有界磁場，磁場的磁感應強度為B，磁場區(qū)寬度大于 L，左邊界與 ab 邊平行線框在水平向右的拉力作用下垂直于邊界線穿過磁場區(qū)圖 4210(1)若線框以速度 v 勻速穿過磁場區(qū)，求線框在離開磁場時 ab 兩點間的電勢差；(2)若線框從靜止開始以恒定的加速度 a 運動，經(jīng)過 t1 時間 ab 邊開始進入磁場，求 cd 邊將要進入磁場時刻回路的電功率直流電路與含容電路問題【例 4】(2009 年江蘇卷)在如圖 4211 所示的閃光燈電路中，電源的電動勢為 E，電容器的電容為 C.當閃光燈兩端電壓達到擊穿電壓 U 時，閃光燈才有電流通過并發(fā)光正)常工作時，閃光燈周期性短暫閃光，則可以判定(圖 4211A電源的電動勢一定小于擊穿電壓B電容器所帶的最大電荷量一定為 CEC閃光燈閃光時，電容器所帶的電荷量一定增大D在一個閃光周期內(nèi)，通過電阻的電荷量與通過閃光燈的電荷量一定相等解析：理解此電路的工作過程是解決本題的關鍵電容器兩端的電壓與閃光燈兩端的電壓相等，當電源給電容器充電，達到閃光燈擊穿電壓 U 時，閃光燈被擊穿，電容器放電，放電后閃光燈兩端電壓小于 U，斷路，電源再次給電容器充電，達到電壓 U時，閃光燈又被擊穿，電容器放電，如此周期性充放電，使得閃光燈周期性短暫閃光要使得充電后達到電壓 U，則電源電動勢一定大于等于 U，A 項錯誤；電容器兩端的最大電壓為 U，故電容器所帶的最大電荷量為 CU，B 項錯誤；閃光燈閃光時電容器放電，所帶電荷量減少，C 項錯誤；充電時電荷通過 R，放電時電荷通過閃光燈，故充放電過程中通過電阻的電荷量與通過閃光燈的電荷量一定相等，D 項正確答案：D對于與電容器相關聯(lián)的試題，電容器穩(wěn)定后，在電容器處電路可看成是斷路，與電容器串聯(lián)的電阻不分壓可看成導線若要計算電容器中有關電量等的變化，則要先分析電容器兩端電壓的變化，再利用QCU 來計算具體方法是：(1)確定電容器和哪個電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓(2)當電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓，而與電容器串聯(lián)的電阻可看成導線(3)對于較復雜電路，需要將電容器兩端的電勢與基準點的電勢比較后才能確定電容器兩端的電壓4(雙選)在如圖 4212 所示的電路中，電源電動勢為 E、內(nèi)電阻為 r，C 為電容器，R0為定值電阻， R 為滑動變阻器開關閉合后，燈泡 L 能正常發(fā)光當滑動變阻器的)滑片向右移動時，下列判斷正確的是(圖 4212A燈泡 L 將變暗B燈泡 L 將變亮C電容器 C 的電荷量將減小D電容器 C 的電荷量將增大解析：滑片向右移動，總電阻增大，總電流減小，燈泡L 將變暗，電容器兩端電壓為外電壓，外電壓增大，故電容器 C 的電荷量將增大，AD 對答案：AD解決電磁感應及電路的問題其基本解題步驟是：(1)通過多角度的視圖，把磁場的空間分布弄清楚；(2)在求感應電動勢時，弄清是求平均電動勢還是瞬時電動勢，選擇合適的公式解題；(3)進行電路計算時要畫出等效電路圖做電路分析，然后求解；(4)主要運用楞次定律和閉合電路歐姆定律；