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- 2021-05-26 发布
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专题四 电磁感应与电路
考点
1
恒定电流与交变电流
[
高考定位
]
1
.
考查内容
(1)
电路功率的计算。
(2)
电路的动态过程分析。
(3)
含电容器的直流电路的分析与计算。
(4)
理想变压器的规律及应用。
(5)
二极管的单向导电性。
2
.
题型、难度
高考对本讲知识的考查题型主要为选择题,难度中档。
锁定命题方向
[
体验高考
]
1
.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
4
-
1
-
1
所示电路。开关
S
断开且电流稳定时,
C
所带的电荷量为
Q
1
;闭合开关
S
,电流再次稳定后,
C
所带的电荷量为
Q
2
。
Q
1
与
Q
2
的比值为
图
4
-
1
-
1
2
.一含有理想变压器的电路如图
4
-
1
-
2
所示,图中电阻
R
1
、
R
2
和
R
3
的阻值分别为
3Ω
、
1Ω
和
4Ω
,
A
为理想交流电流表,
U
为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关
S
断开时,电流表的示数为
I
;当
S
闭合时,电流表的示数为
4
I
。该变压器原、副线圈匝数比为
A
.
2
B
.
3
C
.
4
D
.
5
图
4
-
1
-
2
3
.如图
4
-
1
-
3
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
4
-
1
-
3
A
.当滑动变阻器的滑动触头
P
向上滑动时,
R
1
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
A
1
示数变大
D
.若闭合开关
S
,则电流表
A
1
示数变大,
A
2
示数变大
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,
R
1
消耗的功率变小,
A
错误;干路中的电流变小,
R
1
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
A
1
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,
R
1
两端的电压变大,并联电路的电压变小,通过
R
2
的电流变小,即电流表
A
2
示数变小,因变压器的功率变大,故电流表
A
1
示数变大,
D
错误。
答案
B
4
.如图
4
-
1
-
4
所示为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器
T
的原、副线圈匝数分别为
n
1
、
n
2
,在
T
的原线圈两端接入一电压
u
=
U
m
sin
ωt
的交流电源,若输送电功率为
P
,输电线的总电阻为
2
r
,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为
图
4
-
1
-
4
答案
C
【
必记要点
】
1
.
电源的功率和效率
(1)
电源的几个功率
①
电源的总功率:
P
总
=
EI
。
②
电源内部消耗的功率:
P
内
=
I
2
r
。
③
电源的输出功率:
P
出
=
IU
外
=
P
总
-
P
内
。
突破高频考点
考点一 直路电路的动态分析
(5)
P
出
与
R
的关系如图
4
-
1
-
5
所示。
图
4
-
1
-
5
[
例
1]
(2018
·
洛阳模拟
)
在如图
4
-
1
-
6
所示电路中,闭合开关
S
,当滑动变阻器
R
2
的滑动触头
P
向下滑动时,三个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用
I
,
U
1
、
U
2
表示。下列判断正确的是
图
4
-
1
-
6
A
.
I
减小,
U
1
增大
B
.
I
减小,
U
2
增大
C
.
I
增大,
U
1
增大
D
.
I
增大,
U
2
增大
[
答案
]
B
【
题组训练
】
1
.
(
直流电路动态分析
)
将阻值为非线性变化的滑动变阻器
R
2
接入图
4
-
1
-
7
甲的电路中,移动滑动变阻器滑动触头改变接入电路中的电阻丝长度
x
(
x
为图中
a
点与滑动触头之间的距离
)
,定值电阻
R
1
两端的电压
U
1
与
x
间的关系如图乙,
a
、
b
、
c
为滑动变阻器上等间距的三个点,电路中的电流表和电压表均为理想电表,当滑动触头从
a
点移动到
b
点和从
b
点移动到
c
点的这两个过程中,下列说法正确的是
图
4
-
1
-
7
A
.电流表
A
的示数变化量相等
B
.电压表
V
2
的示数变化量不相等
C
.电阻
R
1
的功率变化量相等
D
.电源的输出功率都不断增大
解析
根据欧姆定律得,电阻
R
1
两端的电压
U
1
=
IR
1
,由题图乙知,滑动触头从
a
点移动到
b
点和从
b
点移动到
c
点的两个过程中,电压
U
1
变化量相等,且
R
1
一定,则知电流的变化量相等,即电流表
A
示数变化量相等,故
A
正确;电压表
V
2
的示数
U
2
=
E
-
Ir
,由于电流
I
的变化量相等,且
E
、
r
一定,则
Δ
U
2
相等,故
B
错误;电阻
R
1
的功率
P
1
=
I
2
R
1
,
Δ
I
相等,而
I
减小,则知从
a
点移到
b
点功率变化量较大,故
C
错误;由题图乙知,
U
1
逐渐减小,则电路中电流减小,总电阻增大,但由于外电路总电阻与电源内阻的关系未知,无法确定电源的输出功率如何变化,故
D
错误。
答案
A
2
.
(
含电容二极管的动态分析
)
如图
4
-
1
-
8
所示,
R
0
为热敏电阻
(
温度降低,其电阻增大
)
,
D
为理想二极管
(
正向电阻为零,反向电阻无穷大
)
,平行板电容器中央有一带电液滴刚好静止,
M
点接地,开关
K
闭合。下列各项单独操作时可使带电液滴向上运动的是
图
4
-
1
-
8
阿
A
.滑动变阻器
R
的滑动触头
P
向上移动
B
.将热敏电阻
R
0
的温度降低
C
.开关
K
断开
D
.电容器的上极板向上移动
【
必记要点
】
1
.
线圈通过中性面时的特点
(1)
穿过线圈的磁通量最大。
(2)
线圈中的感应电动势为零。
(3)
线圈每经过中性面一次,感应电流的方向改变一次。
考点二 交变电流的产生和“四值”问题
【
题组训练
】
1
.
(
多选
)
(
交流电的产生
)
如图
4
-
1
-
9
所示,
M
为半圆形导线框,圆心为
O
M
;
N
是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为
O
N
;两导线框在同一竖直面
(
纸面
)
内;两圆弧半径相等;过直线
O
M
O
N
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
t
=
0
时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过
O
M
和
O
N
的轴,以相同的周期
T
逆时针匀速转动,则
图
4
-
1
-
9
答案
BC
2
.
(
交变电流的产生与描述
)
(2018
·
石家庄质检
)
如图
4
-
1
-
10
甲所示,在磁感应强度为
B
的匀强磁场中, 有一匝数为
n
,面积为
S
,总电阻为
r
的矩形线圈
abcd
绕轴
OO
′
以角速度
ω
匀速转动,矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻
R
形成闭合电路,回路中接有一理想交流电流表。图
4
-
1
-
10
乙是线圈转动过程中产生的感应电动势
e
随时间
t
变化的图象,则下列说法中正确的是
图
4
-
1
-
10
答案
D
图
4
-
1
-
11
答案
D
[
例
2]
(2018
·
河南联考
)
如图
4
-
1
-
12
所示,变压器输入有效值恒定的电压,副线圈匝数可调,输出电压通过输电线送给用户
(
电灯等用电器
)
,
R
表示输电线的电阻,则
图
4
-
1
-
12
A
.用电器增加时,变压器输出电压增大
B
.要提高用户的电压,滑动触头
P
应向上滑
C
.用电器增加时,输电线的热损耗减少
D
.用电器增加时,变压器的输入功率减小
[
答案
]
B
3
.理想变压器的动态分析的思路可表示为
图
4
-
1
-
13
A
.开关闭合后,灯泡
L
1
会变亮
B
.开关闭合后,
a
、
b
端输入功率变小
C
.开关闭合前,
R
1
、
R
2
消耗的功率相等
D
.开关闭合前,电源的输出功率为
5 W
答案
C
2
.
(
远距离输电
)
(2018
·
德州模拟
)
如图
4
-
1
-
14
所示为远距离输电的示意图,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。闭合开关
S
后
图
4
-
1
-
14
A
.升压变压器的输出电压增大
B
.降压变压器的输出电流减小
C
.输电线上损耗的功率增大
D
.输电线上交流电的频率减小
解析
根据输入电压决定输出电压,闭合开关
S
后,升压变压器的输出电压不变,选项
A
错误;闭合开关
S
后,负载增加,负载总电阻减小,降压变压器的输出电流增大,输电线上电流增大,输电线上损耗的功率增大,选项
B
错误、
C
正确;根据变压器不改变交变电流频率可知,输电线上交流电的频率不变,选项
D
错误。
答案
C
图
4
-
1
-
15
答案
D