1、第1讲 直流电路和交流电路,专题四 电磁感应和电路,考点一 有关电路基本概念的辨析,考点三 闭合电路的功率和效率问题,考点四 交变电流的产生和描述,考点二 直流电路的动态分析,考点五 变压器和远距离输电,真题研究,1.(2016浙江10月学考9)一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口.管中盐水柱长为40 cm时测得电阻为R.若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同.现将管中盐水柱均匀拉长至50 cm(盐水体积不变，仍充满橡胶管).则盐水柱电阻变为,1,2,3,4,5,答案,解析,2.(人教版选修31P58“思考与讨论”改编)如图1所示，A、B是材料相同、厚度相同、表面为正方
2、形的导体，但A的边长大于B，通过两导体的电流方向如图所示，此时A、B的电阻分别为R1、R2，则两个导体的电阻关系是 A.R1R2 B.R1R2 C.R1R2 D.无法判断,答案,模拟训练,1,2,3,4,5,图1,3.(人教版选修31P52第3题改编)如图2所示，两个电阻串联后接在电路中a、b两点，已知a、b两点间电压不变.某同学把一个实验室里的电压表并联在R1两端时，读数为5 V；将该电压表并联在R2两端时，读数为4 V，则a、b两点间电压 A.大于9 V B.等于9 V C.小于9 V D.无法确定,答案,1,2,3,4,5,图2,4.(人教版选修31P63第3题改编)太阳能电池由许多片电
3、池板组成.某电池板不接负载时两极间电压是6.0104 V，短路电流是3.0105 A，则这块电池板的内阻为 A.20 B.5 C.0.2 D.0.05 ,1,2,3,4,5,解析 电池板不接负载时两极间电压是6.0104 V，说明电池的电动势为6.0104 V，由I短 可得r20 .故A项正确.,答案,解析,5.(2017湖州市高二上期末)如图3所示为两节某品牌的不同型号干电池，其上均标有“1.5 V”字样，下列说法正确的是 A.两种型号的电池都有内阻而且一定相同 B.两种型号的电池储存的能量一定一样多 C.“1.5 V”表示电池供电时正负极之间的电压为1.5 V D.“1.5 V”表示电池供
4、电时每通过1 C的电量，有1.5 J的化学能转化为电能,答案,1,2,3,4,5,图3,命题预测,1.如图4所示的闭合电路中，R是半导体光敏电阻，R1为滑动变阻器.现用一束光照射光敏电阻，则下列说法错误的是 A.电压表读数变小 B.电流表读数变小 C.电源的总功率变大 D.电源内阻的功率变大,1,2,3,图4,答案,解析,解析 半导体光敏电阻的阻值随光照增加而减小，故用一束光照射光敏电阻时其阻值减小，则由闭合电路欧姆定律可知，电流增大，故电流表示数增大；则由PEI可知，电源的总功率变大，由PI2r可知，电源内阻的功率变大；因电流增大，则内电压和滑动变阻器两端电压增大，故电压表示数减小，故A、C
5、、D正确，B错误.,1,2,3,2.(人教版选修31P61演示改编)如图5所示电路中，电源内阻为r，当滑动变阻器R2的滑片P向右滑动时，电流表A及电压表V的示数的变化情况是 A.电流表A示数增大，电压表V示数增大 B.电流表A示数增大，电压表V示数减小 C.电流表A示数减小，电压表V示数增大 D.电流表A示数减小，电压表V示数减小,模拟训练,图5,答案,解析,1,2,3,3.小吴同学设计了一种烟雾警报装置，其设计原理如图6所示.M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的变化而变化，R为定值电阻.当装置所在区域出现烟雾且浓度增大时，将导致a、b两端电压减小，触发警报装置发出警报.则烟雾浓度增大时
6、A.RM增大，电流表示数增大 B.RM增大，电流表示数减小 C.RM减小，电流表示数增大 D.RM减小，电流表示数减小,解析 UEIr，U减小，E、r不变，故I增大，由I 得RM减小，故C项正确.,图6,1,2,3,答案,解析,规律总结,电路动态分析的两种方法 1.程序法：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化 固定支路 变化支路.2.极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论.,真题研究,1.(2017浙江11月选考12)小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如下表所示，则这些电器一天消耗的电能约为,A.6.1103 W
7、B.6.1102 J C.2.2104 W D.2.2107 J,1,2,3,4,5,6,答案,解析,解析 根据题表数据可知，每天消耗的电能为W2 kW1 h1.2 kW3 h0.1 kW2 h0.016 kW4 h0.009 kW24 h6.08 kWh2.2107 J，故D正确.,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,2.(2016浙江10月学考11)如图7为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V.机器人的锂电池容量为20 Ah.则机器人 A.额定工作电流为20 A B.充满电后最长工作时间为2 h C.电池充满电后总电量为7.2104 C D.以额定电流
8、工作时每秒消耗能量为20 J,答案,解析,图7,1,2,3,4,5,6,解析 根据PUI 可知，额定工作电流为2 A，选项A错. 电池的容量为20 Ah，即在额定电流为2 A的情况下工作时，能够工作的最长时间为10 h，选项B错误. 电池充满电后的总电量为QIt203 600 C7.2104 C，选项C正确. 在额定电流下，机器人功率为48 W，即每秒消耗能量为48 J，选项D错误.,3.(2016浙江4月学考12)如图8所示的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板的有效采光面积约0.3 m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3106 J.如果每天等效日照时间约为6 h，光电
9、池一天产生的电能可供30 W的路灯工作8 h.光电池的光电转换效率为 A.4.8% B.9.6% C.16% D.44%,解析 太阳能电池板每天(6 h)吸收的太阳能：W总0.331066 J5.4106 J，路灯正常工作，PP额30 W，路灯正常工作8 h消耗的电能：W有Pt30 W83 600 s8.64105 J，太阳能路灯利用太阳能的效率： 100%16%.,图8,1,2,3,4,5,6,答案,解析,4.(2017浙江名校协作体联考)如图9是某品牌吊扇的相关参数，假设吊扇的吊杆下方的转盘与扇叶的总质量为7 kg，则吊扇(g10 m/s2) A.吊扇的内电阻为880 B.以额定功率工作时
10、通过吊扇的电流为0.25 A C.正常工作时吊扇机械功率等于55 W D.正常工作时吊杆对转盘的拉力大于70 N,1,2,3,4,5,6,模拟训练,图9,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析 据PUI可知以额定功率工作时通过吊扇的电流为0.25 A，吊扇的内电阻、正常工作时吊扇机械功率无法计算；由于扇叶受到空气向上的反作用力，故正常工作时吊杆对转盘的拉力小于70 N.,5.(2017温州市9月选考)电动平衡车如今非常受年轻人的喜爱，已慢慢成为街头的一种时尚，如图10为某款电动平衡车，其部分参数见下表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率为60%，则该电动平衡车,图10,A.电池从完全没电
11、到充满电所需时间约为8.3 h B.最多能储存的能量为4.32105 J C.充满电后能工作5 h D.充满电后能工作3 h,1,2,3,4,5,6,答案,6.(2017浙江“七彩阳光”联考)电饭锅给我们的生活带来方便.电饭锅工作时有两种状态，一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是烧开后的保温状态.如图11是电饭锅的电路图，其中R1( 1)R2，则下列判断正确的是 A.自动开关S接通后，电饭锅处于保温状态 B.保温时的电流是加热时的一半 C.在保温状态下R2的功率是加热时的一半 D.电饭锅在保温状态下的功率是加热时的一半,1,2,3,4,5,6,答案,图11,命题预测,1.(多选)(2017浙
12、江名校协作体模拟)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图12所示，已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，则 A.电压表V的示数为220 V B.电路中的电流方向每秒改变100次 C.通过灯泡电流的最大值为2.2 A D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4 J,图12,答案,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,2.(多选)(人教版选修32P33第1题改编)为了培养学生的创造性，小郭老师让学生设计一个实验方案，检验出放在讲台上一只正在发光的白炽灯中通的是交流电(电流大小和方向随时间周期性变化)，还是直流电.同学们设计出许多方案，其中一种是：拿一个
13、蹄形磁铁靠近白炽灯，观察灯丝，通过现象进行判断.一位同学说“快拿磁铁来试一下”，关于这个实验，下列说法正确的是 A.如果发现灯丝弯曲，通的是交流电 B.如果发现灯丝颤动，通的是交流电 C.就“快拿磁铁来试一下”这一过程而言，属于科学探究中的“实验验证” D.通过灯丝所发生的现象来判断白炽灯中电流特征，学生们使用了“等效替代法”这种研究问题的方法,模拟训练,答案,1,2,3,4,3.(多选)如图13所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路.t1、t2时刻线框分别转到图甲(线框水平)、乙(线框与磁感线垂直)所示的位置，下列说法
14、正确的是 A.t1时刻穿过线框的磁通量最大 B.t1时刻电阻中的电流最大，方向从右向左 C.t2时刻穿过线框的磁通量变化率为0 D.t2时刻电阻中的电流最大，方向从右向左,1,2,3,4,图13,答案,解析,解析 t1时刻，穿过线框的磁通量为零，线框产生的感应电动势最大，电阻中的电流最大，根据楞次定律，通过电阻的电流方向从右向左，A错误，B正确； t2时刻，穿过线框的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，线框产生的感应电动势为零，电阻中的电流为零，C正确，D错误.,1,2,3,4,4.(多选)小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函数关系，如图14所示
15、.此线圈与一个R9 的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻r1 ，下列说法正确的是 A.交变电流的周期为0.2 s B.交变电流的频率为2.5 Hz C.发电机输出电压的有效值为9 V D.发电机输出的电功率为18 W,1,2,3,4,图14,答案,解析,1,2,3,4,解析 根据ut图可知此交流电的周期为T0.4 s，选项A错误；,规律总结,1.中性面及其特点,(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次.,2.正弦式交变电流图象(从中性面位置开始计时，如图15)图15,命题预测,1.(多选)如图16所示，理想变压器原、副线圈的匝
16、数比为101，b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1220 sin 100t(V).下列说法中正确的是 B.当单刀双掷开关与a连接时，副线圈电压的有效值为22 V C.单刀双掷开关与a连接时，在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大,图16,1,2,3,4,答案,解析,单刀双掷开关与a连接，滑片P向上移动时，电压表示数变大，选项C错误；,1,2,3,4,2.(多选)(人教版选修32P
17、50第2题改编)某发电站采用高压输电向外输送电能.若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R线.则下列说法正确的是,模拟训练,答案,1,2,3,4,3.(多选)(人教版选修32P44第5题改编)如图17是街头变压器通过降压给用户供电的示意图.变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动(可视为不变).输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R1表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的阻值减小(滑动片向下移).如果变压器上的能量损失可忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化正确的是 A.电流表A1的读数变小 B.电流表A
18、2的读数变大 C.电压表V3的读数变小 D.电压表V2的读数变小,答案,图17,1,2,3,4,4.(多选)如图18所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为101，原线圈接入正弦式交变电流，电流表A、电压表V均为理想电表，R是光敏电阻(其阻值随光的强度增大而减小)、L是理想线圈、D是灯泡.下列说法正确的是 A.若电压表V的示数为6 V，则输入电压的峰值为60 V B.有光照射R时，电流表A的示数变大 C.若抽出L中的铁芯，灯D变亮 D.若输入电压的峰值保持不变，频率变大，则灯D变亮,答案,解析,图18,1,2,3,4,抽出L中的铁芯，理想线圈自感系数减小，对电流的阻碍减小，所以灯D变亮，故选
19、项C正确； 若输入电压的峰值保持不变，则有效值不变，匝数不变，则副线圈电压不变，频率变大，L的阻碍作用变大，故灯D变暗，故选项D错误.,1,2,3,4,规律总结,1.关于理想变压器的四点说明 (1)变压器不能改变直流电压. (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率. (3)理想变压器本身不消耗能量. (4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值.,2.基本关系式中物理量之间的决定关系,3.远距离输电问题 (1)远距离输电示意图(如图19所示)图19,(2)输电线路功率损失的计算方法 P损PP，P为输送的功率，P为用户所得功率.,P损UI线，U为在输电线路上损失的电压，I线为输电线路上的电流.,
