【備戰(zhàn)2013】高考物理 考前30天沖刺押題系列 2.9 交直流電路

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1、 【備戰(zhàn)2012】高考物理 考前30天沖刺押題系列 2.9 交直流電路 【高考地位】 直流和交流電路專題包括恒定電流和交變電流兩部分，恒定電流部分的主要知識點有部分電路歐姆定律、電阻定律、電阻串聯(lián)和并聯(lián)、電源的電動勢和內(nèi)阻、閉合電路的歐姆定律、電功與焦耳定律，復習重點應集中在動態(tài)電路、電路故障的檢測、含容電路和含(理想或非理想)電表電路問題以及直流電路中能量轉化等問題的分析上．交變電流部分主要知識點有交變電流的產(chǎn)生、交變電流的圖象、交變電流的表述(瞬時值、有效值和峰值)、理想變壓器及遠距離輸電等． 因高考實驗部分必考電路實驗，所以直流電路通常以選擇題的形式考查或不考，交流電路的問題通

2、常都是通過選擇題形式考查． 電磁感應專題包括電磁感應現(xiàn)象、磁通量、法拉第電磁感應定律、楞次定律、自感、渦流等知識點．楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用是電磁感應問題的重點，易涉及牛頓運動定律、路端電壓、電功和電熱等力電綜合問題．從近幾年的課標高考試題看，電磁感應和電路是高考的一個熱點問題，一般以選擇題或計算題的形式出現(xiàn)． 預測2013年高考涉及電磁感應與電路的考題主要表現(xiàn)為以下幾種形式： 1．有關電路能量或直流電路的動態(tài)分析的選擇題，要特別關注日常電器和新型導體材料(如熱敏電阻和光敏電阻等)； 2．結合生產(chǎn)與生活及近代科技的新情景，考查交變電流的產(chǎn)生原理、變壓器原理與含理想變壓器的交變

3、電路動態(tài)分析問題、遠距離輸電問題，考查形式為選擇題； 3．結合電磁感應的圖象綜合考查楞次定律和法拉第電磁感應定律應用的選擇題； 4．以“導軌＋導體棒”模型為載體，聯(lián)系法拉第電磁感應定律、楞次定律、安培力、直流電路知識、磁場知識等多個考點的電磁感應綜合題，也可結合運動圖象或電學圖象進行考查．命題形式為計算題． 【解題策略】 一 直流電路中的“動態(tài)變化”分析 【例1】 (2012·上海單科，17)直流電路如圖9－2所示，在滑動變阻器的滑片P向右移動時，電源的(　　)． 圖9－2 A．總功率一定減小 B．效率一定增大 C．內(nèi)部損耗功率一定減小 D．輸出功率一定先增大后減小

4、 【變式】如圖9－3所示，開關S接通后，將滑動變阻器的滑片P向a端移動時，各電表的示數(shù)變化情況是(　　)． 圖9－3 A．V1減小，V2減小，A1增大，A2增大 B．V1增大，V2增大，A1減小，A2減小 C．V1減小，V2增大，A1減小，A2增大 D．V1增大，V2減小，A1增大，A2減小, 【得分技巧】 1．電路中不論是串聯(lián)部分還是并聯(lián)部分，只有一個電阻的阻值變大(變小)時，整個電路的總電阻也變大(變小)； 2．根據(jù)總電阻的變化，由閉合電路歐姆定律可判斷總電流、路端電壓的變化； 3．由總電流和路端電壓的變化判斷固定電阻部分的電壓變化； 4．由固定電阻部分的電壓變化，

5、最后確定變化電阻的電壓、電流的變化． 二 交變電流的描述及“四值”的應用 【例2】 (2012·廣東理綜，19)某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為e＝50 sin 100πt(V)．對此電動勢，下列表述正確的有(　　)．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．最大值是50 V B．頻率是100 Hz C．有效值是25 V D．周期是0.02 s 【變式】如圖9－4甲所示，一矩形線框在勻強磁場中繞軸OO′勻速轉動，產(chǎn)生的交變電流輸出電壓的變化規(guī)律如圖9－4乙所示，對此下列說法正確的是(　　)． 圖9－4 A．該交變電流的方向每秒改變200次 B．該

6、交變電流的變化規(guī)律可表示為u＝5 sin(200 πt)V C．在0.01 s的時刻，穿過線框的磁通量為0 D．若某一氖泡的兩端電壓達到 V時便可發(fā)光，把圖示的交變電流接在該氖泡的兩端，氖泡便可一直發(fā)光,借題發(fā)揮 【解題技巧】 (1)解決交變電流的產(chǎn)生問題，要把線圈在勻強磁場中的位置與圖象上的時刻對應好，理解幾個特殊位置的、E及電流方向的特點． (2)區(qū)分交變電流的最大值、瞬時值、有效值和平均值． (3)―→ 　　　　　　　　　　 　　　　 (4)交變電流的表達式求有關的物理量． 【特別提醒】 交變電流瞬時值表達式書寫的基本思路 (1)確定正余弦交變電流的峰值，根據(jù)已

7、知圖象或由公式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(shù)關系式． 如：①線圈從中性面開始計時，則i－t關系為正弦函數(shù)，函數(shù)表達式為i＝Imsin ωt. ②線圈從垂直中性面開始計時，則i－t關系為余弦函數(shù)，函數(shù)表達式為i＝Imcos ωt. 三 有關變壓器問題的分析 圖9－5 【例3】 (2012·福建理綜，14)如圖9－5所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsin ωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器.和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．下列說法正確的是(　　)． A．I1和

8、I2表示電流的瞬時值 B．U1和U2表示電壓的最大值 C．滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大 D．滑片P向下滑動過程中，U2變小、I1變小 【答案】C　 【解析】交流電表的示數(shù)為有效值，故A、B兩項均錯誤；P向下滑動過程中，R變小，由于交流電源、原副線圈匝數(shù)不變，U1、U2均不變，所以I2＝變大，由＝，得I1＝I2變大，故C項正確、D項錯誤． 【變式】據(jù)泰國《世界日報》報道，由于受洪水影響，2011年10月27日至31日泰國全國放“水災特別假”．泰國政府在受災區(qū)建起臨時供電系統(tǒng)，它由發(fā)電機和副線圈匝數(shù)可調(diào)的變壓器組成，如圖9－6所示，電動機內(nèi)阻、輸電線的電阻和變壓器內(nèi)阻均可忽

9、略不計．滑動觸頭P置于a處時，用電器恰好正常工作．下列情況正確的是(　　)． 圖9－6 A．當發(fā)電機輸出的電壓發(fā)生波動，使V1示數(shù)小于正常值時，應使滑動觸頭P向下滑動 B．當發(fā)電機、用電器正常工作時，觸頭位置不變，如果突然增加用電器，則A1的讀數(shù)變大，A2的讀數(shù)變大 C．當用電器增加時，為保證正常工作，滑動觸頭P應向上滑動 D．當發(fā)電機、用電器正常工作時，觸頭位置不變，如果突然增加用電器，則V1、V2的讀數(shù)都不變, 【解題技巧】 1．理想變壓器動態(tài)分析的兩種情況及注意事項 (1)一類是負載電阻不變，原、副線圈的電壓U1、U2，電流I1、I2隨匝數(shù)比的變化而變化的情況； (

10、2)另一類是匝數(shù)比不變，上述各量隨負載電阻的變化而變化的情況． 不論哪種情況，處理此類問題都要注意兩點： ①根據(jù)題意分清變量和不變量；②要弄清“誰決定誰”的制約關系——對電壓而言，有輸入才有輸出，故輸入決定輸出；對電流、電功(率)而言，有輸出才有輸入，故輸出決定輸入． 2．動態(tài)分析問題的思路程序 四　遠距離輸電 【例4】 (2012·天津理綜，4)通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R.當副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，則P1和分別為(　　

11、)． A.， B.R， C.， D.R， 【變式】 “風雨同‘舟’，堅強不‘曲’”，舟曲特大泥石流發(fā)生后，全國人民伸出了援助之手．某公司向災區(qū)捐贈一批柴油發(fā)電機．該柴油發(fā)電機說明書的部分內(nèi)容如表所示．現(xiàn)在用一臺該型號的柴油發(fā)電機給災民臨時安置區(qū)供電(如圖9－7所示)，發(fā)電機到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導線．該型導線單位長度的電阻為2.5×10－4 Ω.安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW，當這些家 用電器都正常工作時．下列說法正確的是(　　). 型號 AED6500 S 最大輸出功率 60 kW 輸出電壓范圍 220 V

12、～300 V 圖9－7 A．輸電線路中的電流為20 A B．輸電線路損失的電功率為8 000 W C．發(fā)電機實際輸出電壓是300 V D．如果該柴油發(fā)電機發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是260 V 【解題技巧】 1．對高壓輸電問題，應按“發(fā)電機―→升壓變壓器―→遠距離輸電線―→降壓變壓器―→用電器”這樣的順序，或從“用電器”倒推到“發(fā)電機”一步一步進行分析，故解決此類問題的關鍵是要畫出輸電線路圖． 2．計算線路功率損耗時應用P損＝IR線，其中I線可以由公式P輸出＝I線U輸出求出，而公式P損＝U線I線和P損＝則不常用，原因是在一般情況下，輸電線分擔的電壓不易求出，且易

13、將輸電線分擔的電壓和輸電電壓混淆而出錯． 【方法技巧】 技法1　程序思維法 程序思維法是按照事物發(fā)展的一般規(guī)律流程進行正向思維的一種方法．處理直流電路動態(tài)變化問題的基本思路是電路結構的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路→變化支路． 圖9－8 【例1】如圖9－8所示電路中，閉合電鍵S，當滑動變阻器的滑動觸頭P從最高端向下滑動時(　　)． A．電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)變大 B．電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)變小 C．電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)先變小后變大 D．電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)先變大后變小 技法

14、2　篩選排除法 當選擇題提供的幾個選項之間是相互矛盾的，可根據(jù)題設條件、備選選項的形式靈活運用物理知識，分析、推理逐步排除不合理選項，最終留下符合題干要求的選項．此法是解答選擇題的基本技巧和方法，是使用頻率最高的方法． 圖9－9 【例2】如圖9－9 所示，M、N是平行板電容器的兩個極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部，閉合電鍵S，小球靜止時受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，關于F的大小判斷正確的是(　　)． A．保持R1不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變大 B．保持R1不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變小 C．保持R2不變，緩慢

15、增大R1時，F(xiàn)將變大 D．保持R2不變，緩慢增大R1時，F(xiàn)將變小 技法3　利用結論法：即“串反并同”法 所謂“串反”，即某一電阻增大(減小)時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓都減小(增大)；所謂“并同”，即某一電阻增大(減小)時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓都增大(減小)． 【例3】 G為靈敏電流計(電路圖如圖9－10所示)，當電鍵S閉合時，在電容器的平行板間恰好有一帶電微粒處于靜止狀態(tài)．則下列說法正確的是(　　)． 圖9－10 A．將R2的滑片向下移動的過程中，微粒向上加速運動，G中有從上向下的電流 B．將R2的滑片向下移動的過程中，微粒向下加速運

16、動，G中有從下向上的電流 C．將R2的滑片向下移動的過程中，微粒仍靜止不動，G中有從下向上的電流 D．將S斷開后，微粒仍保持靜止狀態(tài)，G中無電流通過 【答案】 B　 【解析】當R2的滑片向下移動時，由“串反并同”法知電容器兩端電壓減小，微粒受到的電場力減小，微粒向下加速運動中；極板電壓變小，說明電容器放電，G中電流方向從下向上，B正確；A、C錯誤；將S斷開后，電容器放電，G中有電流，電壓減小，電場力減小，微粒向下運動，D錯誤． 技法4　極限思維法 極限思維法是把某個物理量推向極端，即極大或極小的極限位置，并以此作出科學的推理分析，從而給出判斷或?qū)С鲆话憬Y論．當題目要求定性地判斷某一

17、具體的物理量的變化情況或變化趨勢時，可假設其他變量為極端的情況，從而就能較快地弄清該物理量的變化趨勢，達到研究的目的． 圖9－11 【例4】 在圖9－11所示的電路中，電源的電動勢恒定，要想使燈泡L變暗，可以(　　)． A．增大R1的阻值 B．減小R1的阻值 C．增大R2的阻值 D．減小R2的阻值 【專家預測】 1．美國科學家Willard S．Boyle與George E．Smith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲2009年度諾貝爾物理學獎．CCD是將光學量轉變成電學量的傳感器．下列器件可作為傳感器的有(　　)． A．發(fā)光二極管 B．熱敏電阻 C．霍爾元件

18、 D．干電池 解析　發(fā)光二極管有單向?qū)щ娦?，A錯；熱敏電阻和霍爾元件都可作為傳感器，B、C對；干電池是電源，D錯． 答案　BC 2．家用電器即使沒有使用，只要插頭插在電源上處于待機狀態(tài)，就會消耗電能．根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)，估算這些電器待機1天耗電約為(　　). 家用電器 1臺臺式電腦 1臺平板電視機 1臺空調(diào) 1臺洗衣機 待機功率(瓦) 4 1 4 2 A.0.3度 B．0.6度 C．0.9度 D．1.2度 解析　1 kW·h＝103×3 600 J＝3.6×106 J，這些用電器一天耗電W＝Pt＝(4＋1＋4＋2)×24×3 600 J＝9

19、.5×105 J＝0.3 kW·h.故A正確，B、C、D錯誤． 答案　A 3．如圖9-17所示的交流電路中，理想變壓器原線圈輸入電壓為U1，輸入功率為P1，輸出功率為P2，各交流電表均為理想電表．當滑動變阻器R的滑片P向下移動時(　　)． 圖9-17 A．燈L變亮 B．各個電表讀數(shù)均變大 C．因為U1不變，所以P1不變 D．P1變大，且始終有P1＝P2 4.如圖9-18所示的電路，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R為可變電阻，其余為定值電阻．則開關S閉合后，當R變小時，以下說法正確的是(　　)． 圖9-18 A．R1的功率變大 B．R2的功率變大 C．R3的功率變

20、大 D．R4的功率變大 5．在勻強磁場中，一矩形金屬框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，如圖9-19(甲)所示，產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如圖9-19(乙)所示，則(　　)． 圖9-19 A．t＝0.005 s時線框的磁通量變化率為零 B．t＝0.01 s時線框平面與中性面重合 C．線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311 V D．線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為100 Hz 解析　由圖象知，該交變電流電動勢峰值為311 V，交變電動勢頻率為f＝50 Hz，C、D錯；t＝0.005 s時，e＝311 V，磁通量變化最快，t＝0.01 s時，e＝0，磁通量最大，線圈處于中性面位置，A錯、B對．

21、 答案　B 6．如圖9-20所示，50匝矩形閉合導線框ABCD處于磁感應強度大小B＝ T的水平勻強磁場中，線框面積S＝0.5 m2，線框電阻不計．線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω＝200 rad/s勻速轉動，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220 V　60 W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10 A，下列說法正確的是(　　)． 圖9-20 A．圖示位置穿過線框的磁通量變化率不為零 B．線框中產(chǎn)生交變電壓的表達式為u＝500sin 200t V C．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為50∶11 D．允許變壓器輸出的最大功率為2 200 W 7.現(xiàn)在，低碳

22、環(huán)保問題已引起廣大人民群眾的普遍關注，深圳市民林先生歷時4年，于2010年1月20日自主研發(fā)出一種磁懸浮風力發(fā)電機，該機在沒有任何機械摩擦的情況下，依靠風力推動電機轉動并切割磁感線發(fā)出交流電．其發(fā)電原理可以簡化為，一個矩形線圈繞在其平面內(nèi)并且垂直于勻強磁場的軸做勻速轉動而產(chǎn)生感應電動勢，產(chǎn)生的感應電動勢圖象如圖9-21所示，并且接在原副線圈匝數(shù)比為＝的理想變壓器原線圈兩端，則(　　)． 圖9-21 A．變壓器副線圈兩端的電壓為U2＝110 V B．感應電動勢的瞬時值表達式為e＝22sin 10πt(V) C．t＝0.005 s時穿過線圈平面的磁通量最大 D．t＝0.005 s時線

23、圈平面和磁場方向平行 8．如圖9-22甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按余弦規(guī)律變化．下列說法正確的是(　　)． 圖9-22 A．圖甲表示交流電，圖乙表示直流電 B．兩種電壓的有效值相等 C．圖甲所示電壓的瞬時表達式為u＝200sin(100πt＋π)V D．圖甲所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為50∶1的變壓器變壓后，周期變?yōu)?.1 s 解析　本題考查交流電相關知識．由圖象可以看出兩電流方向隨時間做周期性變化，故都為交流電，選項A錯誤；由U＝可知題圖甲交流電的有效值為U＝100 V，題圖乙中交流電大小不變?yōu)?00 V，故選項B正確；從圖中可以看出其相位差為－，選項C錯誤；變

24、壓器只改變電壓而不改變交流電的頻率，選項D錯誤． 答案　B 9．一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖9-23甲所示，副線圈所接電路如圖9-23乙所示，P為滑動變阻器的觸頭．下列說法正確的是(　　)． 甲　　　　　　　　　　乙 圖9-23 A．該交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝310sin(50πt)V B．副線圈輸出電壓的有效值為31 V C．P向右移動時，副線圈兩端電壓的最大值將增大 D．P向右移動時，變壓器的輸出功率增加 10．為保證用戶電壓穩(wěn)定在220 V，變電所需適時進行調(diào)壓，圖9-24甲為調(diào)壓變壓器示意圖．保持輸入電壓u1不

25、變，當滑動接頭P上下移動時可改變輸出電壓．某次檢測得到用戶電壓u2隨時間t變化的曲線如圖9-24乙所示．以下正確的是(　　)． 圖9-24 A．u2＝190sin(50πt)V B．u2＝190sin(100πt)V C．為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應將P適當下移 D．為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應將P適當上移 11．如圖9-25所示是原、副線圈都有中間抽頭的理想變壓器，在原線圈上通過一個單刀雙擲開關S1與一只電流表A連接，在副線圈上通過另一個單刀雙擲開關S2與一個定值電阻R0相連接，通過S1、S2可以改變原、副線圈的匝數(shù)．在原線圈上加一電壓為U1的交流電后： ①當S1接

26、a，S2接c時，電流表的示數(shù)為I1；②當S1接a，S2接d時，電流表的示數(shù)為I2；③當S1接b，S2接c時，電流表的示數(shù)為I3；④當S1接b，S2接d時，電流表的示數(shù)為I4，則(　　)． 圖9-25 A．I1＝I2 B．I1＝I4 C．I2＝I3 D．I2＝I4 12．如圖9-26甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝5∶1，電阻R＝20 Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關．原線圈接正弦交變電源，輸入電壓U隨時間的變化關系如圖9-26乙所示．現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光．下列說法正確的是(　　)． 圖9-26 A．輸入電壓U的表達式U＝20sin(50πt)V B．只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光 C．只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大 D．若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W 18