第9講恒定電流和交變電流1.(2014·四川理綜，1)如圖1所示，甲是遠距離輸電線路的示意圖，乙是發電機輸出電壓隨時間變化的圖像，則(

)圖1A.用戶用電器上交流電的頻率是100HzB.發電機輸出交流電的電壓有效值是500VC.輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數比決定D.當用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小答案D2.(2015·四川理綜，4)小型手搖發電機線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉動，如圖2所示。矩形線圈ab邊和cd邊產生的感應電動勢的最大值都為e0，不計線圈電阻，則發電機輸出電壓(

)圖2答案D3.(2014·新課標全國卷Ⅱ，21)如圖3所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2。原線圈通過一理想電流表

接正弦交流電源，一個二極管和阻值為R的負載電阻串聯后接到副線圈的兩端。假設該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大。用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd

，則(

)圖3A.Uab∶Ucd＝n1∶n2B.增大負載電阻的阻值R，電流表的讀數變小C.負載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D.將二極管短路，電流表的讀數加倍答案BD4.(2015·新課標全國卷Ⅰ，16)一理想變壓器的原、副線圈的匝數比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側接在電壓為220V的正弦交流電源上，如圖4所示。設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則(

)圖4答案A主要題型：選擇題知識熱點(1)應用串、并聯電路規律以及歐姆定律對電路進行動態分析及對電功率的分析與計算。(2)交變電流的產生、圖像以及“四值”應用的考查。(3)理想變壓器“三個關系”的考查。(4)理想變壓器與遠距離輸電問題的綜合考查。思想方法(1)程序法(2)等效法(3)分析推理法(4)守恒法考向一直流電路的分析核心知識規律方法1.閉合電路動態變化的原因(1)當外電路的任何一個電阻增大(或減小)時，電路的總電阻一定增大(或減小)。(2)若電鍵的通斷使串聯的用電器增多，總電阻增大；若電鍵的通斷使并聯的支路增多，總電阻減小。(3)熱敏電阻或光敏電阻的阻值變化。2.閉合電路動態分析的方法基本思路是“局部→整體→局部”流程圖：1.按如圖5所示的電路連接各元件后，閉合開關S，L1、L2兩燈泡都能發光。在保證燈泡安全的前提下，當滑動變阻器的滑片向左移動時，下列判斷正確的是(

)圖5A.L1燈亮度不變

B.L1燈變亮C.L2燈功率變小

D.L2燈變亮解析滑動變阻器的滑片向左移動時，電路中的總電阻減小，總電流增大，則L2燈變亮，L2燈功率變大。路端電壓減小，又L2燈兩端的電壓增大，故并聯電路兩端的電壓減小，則L1燈兩端的電壓減小，L1燈變暗。選項D正確。答案D2.(2014·天津卷，2)如圖6所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置，閉合電鍵S，電路達到穩定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。如果僅改變下列某一個條件，油滴仍能靜止不動的是(

)圖6A.增大R1的阻值

B.增大R2的阻值C.增大兩板間的距離

D.斷開電鍵S答案B3.(2015·北京模擬反饋)將如圖7所示裝置安裝在沿直軌道運動的火車車廂中，使桿沿軌道方向固定，就可以對火車運動的加速度進行檢測。閉合開關S，當系統靜止時，穿在光滑絕緣桿上的小球停在O點，固定在小球上的變阻器滑片停在變阻器BC的正中央，此時，電壓表指針指在表盤刻度中央。當火車在水平方向有加速度時，小球在光滑絕緣桿上移動，滑片P隨之在變阻器上移動，電壓表指針發生偏轉。已知當火車向左加速運動時，電壓表的指針向右偏。則(

)A.電壓表指針向左偏，說明火車可能在向右做加速運動B.電壓表指針向右偏，說明火車可能在向右做加速運動C.電壓表指針向左偏，說明火車可能在向右做減速運動D.電壓表指針向右偏，說明火車可能在向右做減速運動圖7解析電壓表指針向左偏，說明火車加速度向右，火車可能在向右做加速運動，也可能在向左做減速運動，選項A正確，C錯誤；電壓表指針向右偏，說明加速度向左，火車可能在向左做加速運動，也可能在向右做減速運動，選項B錯誤，D正確。答案AD4.(2015·四川成都一診)如圖8所示的電路中，電源的電動勢E和內阻r一定，A、B為平行板電容器的兩塊正對金屬板，R1為光敏電阻。當R2的滑動觸頭P在a端時，閉合開關S，此時電流表A和電壓表V的示數分別為I和U。以下說法正確的是(

)圖8A.若僅將R2的滑動觸頭P向b端移動，則I不變，U增大B.若僅增大A、B板間距離，則電容器所帶電荷量減少C.若僅用更強的光照射R1，則I增大，U增大，電容器所帶電荷量增加D.若僅用更強的光照射R1，則U變化量的絕對值與I變化量的絕對值的比值不變答案BD5.(2015·江蘇蘇州調研)如圖9所示，曲線C1、C2分別是純直流電路中內、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線，由該圖可知下列說法正確的是(

)圖9A.電源的電動勢為4VB.電源的內阻為2ΩC.電源輸出功率最大值為8WD.電源被短路時，電源消耗的功率為16W答案AD考向二交變電流的產生及描述核心知識1.1.交流電“四值”的應用規律方法(1)最大值：分析電容器的耐壓值；(2)瞬時值：計算閃光電器的閃光時間、線圈某時刻的受力情況；(3)有效值：電表的讀數及計算電熱、電功、電功率及保險絲的熔斷電流；(4)平均值：計算通過電路截面的電荷量。2.書寫交變電流瞬時值表達式的基本思路(1)確定正弦式交變電流的峰值，根據已知圖像讀出或由公式Em＝nBSω求出相應峰值。(2)明確線圈的初始位置，找出對應的函數關系式。①若線圈從中性面位置開始轉動，e＝Emsinωt②若線圈從垂直中性面位置開始轉動，e＝Emcosωt1.(2015·四川成都新津中學考試)一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速運動，線圈平面位于如圖10甲所示的勻強磁場中。通過線圈內的磁通量Φ隨時間的變化規律如圖乙所示。下列說法正確的是(

)圖10A.t1、t3時刻通過線圈的磁通量變化率最大B.t2、t4時刻線圈中感應電流方向改變C.t1、t3時刻線圈中感應電流方向改變D.t2、t4時刻線圈中感應電動勢最小解析t1、t3時刻磁通量最大，磁通量的變化率為零，這兩個時刻感應電流方向改變，t2、t4時刻感應電動勢最大，選項A、B、D錯誤，C正確。答案C2.(2015·山東青島二中測試)一交流電流的圖像如圖11所示，由圖可知(

)圖11A.用電流表測該電流其示數為14.1AB.該交流電流的頻率為50HzC.該交流電流通過10Ω電阻時，電阻消耗的電功率為1000WD.該交流電流瞬時值表達式為i＝14.1sin(628t)A解析根據圖像知交流電的有效值為10A，則電流表示數為有效值10A，A項錯誤；周期T＝0.01s，頻率為100Hz，B項錯誤；通過10Ω的電阻，電功率P＝I2R＝1000W，C項正確；瞬時值表達式為i＝Imsinωt＝14.1sin(200πt)A＝14.1sin(628t)A，D項正確。答案CD3.(2015·河北衡水中學質檢)如圖12甲為小型旋轉電樞式交流發電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉動，線圈的兩端經集流環的電刷與R＝10Ω的電阻連接，與電阻R并聯的交流電壓表為理想電表，示數是10V。圖乙是矩形線圈磁通量Φ隨時間t變化的圖像。則下列說法正確的是(

)圖12A.電阻R上的電功率為20WB.0.02s時R兩端的電壓瞬時值為零C.R兩端的電壓u隨時間t變化的規律是u＝14.1cos(100πt)VD.通過R的電流i隨時間t變化的規律是i＝cos(50πt)A解析由矩形線圈磁通量Φ隨時間t變化的圖像可知產生的交變電流周期為0.02s，R兩端的電壓u隨時間t變化的規律是u＝14.1cos(100πt)V，選項C正確；0.02s時線框中磁通量為零，R兩端的電壓瞬時值最大，為14.1V；電阻R上的電功率為10W，選項A、B錯誤；通過R的電流i隨時間t變化的規律是i＝1.41cos(100πt)A，選項D錯誤。答案C圖13答案B5.(2015·遼寧沈陽期末)在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，如圖乙所示，產生的交變電動勢隨時間變化規律的圖像如圖14甲所示，已知發電機線圈內阻為1.0Ω，外接一只電阻為9.0Ω的燈泡，則(

)圖14A.電壓表V的示數為20VB.電路中的電流方向每秒改變5次C.燈泡實際消耗的功率為36WD.電動勢隨時間變化的瞬時值表達式為e＝20cos(5πt)V答案C考向三變壓器和遠距離輸電問題核心知識1.理想變壓器的基本規律2.遠距離輸電回路1：發電機回路P1＝I1U1回路2：輸送電路I2＝I3＝IR，U2＝U3＋UR，P2＝PR＋P3回路3：輸出電路I4＝I用，U4＝U用，P4＝P用規律方法1.理想變壓器問題中的兩個“弄清”(1)弄清變量和不變量。如原線圈電壓不變，原、副線圈的匝數比不變，其他物理量可隨電路的變化而發生變化。(2)弄清動態變化過程中的決定關系，如U2由U1決定，P1、I1由P2、I2決定。2.理想變壓器問題的分析流程1.在變電所，經常要用交流電表去監測電網上的強電流，使用的儀器是電流互感器，如圖所示的四個圖中，能正確反映其工作原理的是(

)解析電流互感器是測電流的，應串聯在火線上，故選項B、D錯誤；由變壓器電流關系n1I1＝n2I2，要使I2＜I1，須n2＞n1，故選項A正確。A圖15A.10VB.20VC.15VD.14.1V答案D3.(2015·安徽蚌埠三縣聯誼二模)如圖16所示，理想變壓器原線圈的匝數n1＝1100匝，副線圈的匝數n2＝110匝，R0、R1、R2均為定值電阻，原線圈接如圖所示的交變電壓，開始開關S處于斷開狀態，下列說法中正確的是(

)圖16A.電壓表示數為22VB.當開關S閉合后，電壓表示數變大C.當開關S閉合后，電流表示數變大D.當開關S閉合后，變壓器的輸入功率減小答案C4.(2015·廣東理綜，15)如圖17為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導氣管，視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數不變，調節觸頭P，使輸出電壓有效值由220V降至110V，調節前后(

)圖17A.副線圈中的電流比為1∶2B.副線圈輸出功率比為2∶1C.副線圈的接入匝數比為2∶1D.原線圈輸入功率比為1∶2答案C5.(2015·北京海淀區期末)如圖18是自耦變壓器的示意圖，負載變化時輸入電壓不會有大的波動，輸電線的電阻用R0表示。如果變壓器上的能量損失可以忽略，以下說法正確的是(

)圖18A.開關S1接a，閉合開關S后，電壓表V示數減小，電流表A示數增大B.開關S1接a，閉合開關S后，原線圈輸入功率減小C.斷開開關S，開關S1接a時電流表的示數為I1，開關S1接b時電流表的示數為I2，則I1＞I2D.斷開開關S，開關S1接a時原線圈輸入功率為P1，開關S1接b時原線圈輸入功率為P2，則P1＜P2答案AD圖19解析降壓變壓器副線圈兩端交變電壓的有效值為220V，負載電阻R0為11Ω，所以通過R0的電流的有效值是20A，選項A錯誤；降壓變壓器T2的原、副線圈匝數之比為4∶1，所以降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為4∶1，選項B正確；升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線上損失的電壓，選項C錯誤；升壓變壓器T1的輸出功率等于降壓變壓器T2的輸入功率加上輸電線上損失的功率，選項D正確。答案BD解決遠距離高壓輸電問題的兩個關鍵點：(1)抓住輸電的兩端——電源和用電器；分析一條線——輸電線；研究兩次電壓變換——升壓和降壓。(2)以變壓器為界，將整個輸電線路劃分為幾個獨立的回路進行分析，注意原、副線圈的電壓、電流與匝數的關系及輸入功率和輸出功率的關系。高頻考點九通過理想變壓器考查交流電路的分析與計算高考一般是將交變電流的產生、圖像、“四值”問題，理想變壓器，電能輸送等其中幾個點綜合在一起考查。要滿分解答應注意以下三點：(1)交變電流的產生過程及表達形式。(2)交變電流的圖像和交變電流的“四值”的應用。(3)理想變壓器的原理及遠距輸電的過程。1.(6分)(2015·南昌市二模)如圖20所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數為N，內阻不計，繞OO′軸在水平方向的磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度ω做勻速轉動，從圖示位置開始計時。矩形線圈通過滑環接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有可調電阻R，下列判斷正確的是(

)圖20審題流程第一步：抓關鍵點→獲取信息第二步：分析選項→找解題依據正