高考物理二轮广东专用专题突破word版训练专题Word文档格式.docx
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P出=UI=P总-P内
(2)电源的效率η=×
100%=×
100%
3.交流电的“四值”
(1)最大值Em=NBSω.
(2)瞬时值e=NBSωsin_ωt.
(3)有效值:
正弦式交流电的有效值E=;
非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应,用等效的思想来求解.计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值.
(4)平均值:
=n,常用来计算通过电路的电荷量.
4.理想变压器的基本关系式
(1)功率关系:
P入=P出.
(2)电压关系:
=.
(3)电流关系:
只有一个副线圈时=.
直流电路动态分析方法
(1)程序法:
基本思路是“部分→整体→部分”.即从阻值的变化入手,由串、并联规律判定R总的变化情况,再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况,最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况.
(2)结论法——“并同串反”:
“并同”:
指某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小).
“串反”:
指某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大).
考向1 直流电路的动态分析
例1 (单选)如图1所示,平行金属板中带电质点P原来处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,R1的阻值和电源内阻r相等.当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则( )
图1
A.R3上消耗的功率逐渐增大
B.电流表读数减小,电压表读数增大
C.电源的输出功率逐渐增大
D.质点P将向上运动
审题突破 当R4的滑片向b端移动时,其电阻如何变化?
电容器两极板间电压和哪部分电路电压相等?
如何分析电源的输出功率变化情况?
解析 滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,R4的阻值越来越小,故并联电路的总电阻减小,根据串联电路的分压规律可得:
R3的电压减小,消耗的功率减小,故A错误;
电容器电压等于R3的,故也减小,所以质点P将向下运动,所以D错误;
外电路总电阻减小,所以干路电流I1增大,而R3的电流I3减小,根据I1=I3+IA,可得电流表读数IA增大,所以B错误;
因R1的阻值和电源内阻r相等,故外电路电阻大于电源内阻,且逐渐减小,由输出功率与外电阻的关系可得:
电源的输出功率在增大,所以C正确.
答案 C
(单选)某同学准备用一种金属丝制作一只电阻温度计.他先通过实验描绘出一段金属丝的U-I曲线,如图2甲所示.再将该金属丝与某一定值电阻R0串联接在电路中,用电压表(电压表的内阻远大于金属丝的电阻)与金属丝并联,并在电压表的表盘上标注温度值,制成电阻温度计,如图乙所示.下列说法中正确的是( )
图2
A.从图甲可知,该金属丝的阻值随温度的升高而减小
B.图乙中电压表的指针偏转角越大,温度值越小
C.选用不同阻值的R0可以改变温度计的量程,R0越大,量程越大
D.温度越高,电源消耗的功率越大
解析 从图甲可知,图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的大小,故该金属丝的阻值随温度的升高而增大,所以A错误;
图乙中电压表的指针偏转角越大,说明RT的阻值越大,即温度越高,所以B错误;
若R0越大,电压表要偏转同样的角度,需RT的阻值更大,即温度更高,量程越大,所以C正确;
温度越高,RT的阻值越大,电路电流越小,所以电源消耗的功率P=EI越小,故D错误.
考向2 交流电的产生和描述
例2 (双选)如图3甲为小型旋转电枢式交流发电机,电阻为r=2Ω矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接,右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0=Ω,滑动片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0、R2=,其他电阻不计.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,闭合开关S,线圈转动过程中理想交流电压表示数是10V,图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图象,则下列说法正确的是( )
图3
A.电阻R2上的热功率为W
B.0.02s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零
C.线圈产生的e随时间t变化的规律是
e=10cos100πt(V)
D.线圈开始转动到t=s的过程中,通过R1的电荷量为C
解析 R总=R1++=R0=10Ω,I=A=1A,UR2=V,根据公式P=得电阻R2上的热功率为PR2=W,故A正确;
0.02s通过线圈的磁通量为零,感应电动势最大,故B错误;
T=0.02s,ω==100πrad/s,E=10V+1×
2V=12V,e=12cos100πt(V),故C错误;
电动势的最大值为Em=12V=nBSω,Φm=BS=(Wb),Φ=sin100πt(Wb),线圈开始转动到t=s的过程中,通过电阻的电量为=C,故D正确.
答案 AD
以题说法 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.
2.交流电“四值”的应用
(1)最大值:
分析电容器的耐压值;
(2)瞬时值:
计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况;
电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流;
计算通过电路截面的电荷量.
(双选)(2014·
天津·
7)如图4甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示,则( )
图4
A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合
B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3
C.曲线a表示的交变电动势频率为25Hz
D.曲线b表示的交变电动势有效值为10V
答案 AC
解析 A.从图象可知,两次转动都是从中性面开始计时的,故A正确.B.从图象可知,曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为2∶3,则转速之比为3∶2,故B错误.C.由图象可知曲线a的周期Ta=4×
10-2s,则曲线a表示的交变电动势频率fa==25Hz,故C正确.D.交变电动势的最大值Em=NBSω,则曲线a、b表示的交变电动势的峰值之比为Ema∶Emb=ωa∶ωb=3∶2,即Emb=Ema=10V,故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有=V=5V,D错误.
考向3 变压器和远距离输电问题
例3 (单选)如图5为学校配电房向各个教室的供电示意图,T为理想变压器,V1、A1为监控市电供电端的电压表和电流表,V2、A2为监控校内变压器的输出电压表和电流表,R1、R2为教室的负载电阻,V3、A3为教室内的监控电压表和电流表,配电房和教室间有相当长的一段距离,则当开关S闭合时( )
图5
A.电流表A1、A2和A3的示数都变大
B.只有电流表A1的示数变大
C.电压表V3的示数变小
D.电压表V2和V3的示数都变小
解析 开关S闭合,负载的总电阻减小,又副线圈的电压U2不变,所以副线圈的电流增大,电流表A2示数变大,根据变流规律可得原线圈电流增大,电流表A1示数增大,配电房和教室间有相当长的一段距离,导线所耗电压增大,故并联电路的电压减小,即电压表V3示数减小,所以电流表A3的示数减小,所以A、B错误,C正确;
副线圈电压不变,即V2示数不变,所以D错误.
以题说法 理想变压器动态分析的两种情况
1.负载电阻不变,讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况.
2.匝数比不变,讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况.
不论哪种情况,要注意两点:
一、根据题意分清变量和不变量;
二、弄清“谁决定谁”的制约关系.对电压而言,输入决定输出;
对电流、电功(率)而言,输出决定输入.
(单选)(2014·
江苏·
3)远距离输电的原理图如图6所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是( )
图6
A.=B.I2=
C.I1U1=IRD.I1U1=I2U2
答案 D
解析 根据理想变压器的工作原理得I1U1=I2U2、=.U2不是加在R两端的电压,故I2≠,而I1U1等于R上消耗的功率IR与下一级变压器的输入功率之和.选项D正确.
考向4 交变电流的综合问题分析
例4 (双选)如图7甲是小型交流发电机的示意图,两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为理想交流电流表,V为理想交流电压表.内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压,副线圈接有可调电阻R,从图示位置开始计时,发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )
图7
A.电压表的示数为10V
B.0.01s时发电机线圈平面与磁场方向垂直
C.若P的位置向上移动、R的大小不变时,电流表读数将减小
D.若P的位置不变、R的大小不变,而把发电机线圈的转速增大一倍,则变压器的输入功率将增大到原来的4倍
审题突破 由题图乙可知交流电的哪些信息?
P的位置向上移动,原、副线圈的电压有何变化?
解析 电压表显示的为有效值,示数为10V,A正确;
0.01s时感应电动势最大,故线圈平面与磁场方向平行,故B错误;
若P的位置向上移动,匝数比减小,副线圈电压增大,R的大小不变时,电流表读数将增大,故C错误;
若P的位置不变、R的大小不变,而把发电机线圈的转速增大一倍,电压增大为原来的2倍,则变压器的输入功率将增大到原来的4倍,故D正确.
以题说法 交变电流的综合问题,涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值的计算,与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等,解答时应注意以下两点:
1.分清交流电路“四值”的不同计算方法和物理意义.
2.学会将直流电路、闭合电路欧姆定律的知识应用在交流电路中.
(双选)如图8所示,边长为L、匝数为N,电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动,轴OO′垂直于磁感线,在线圈外接一含有理想变压器的电路,变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以恒定角速度ω转动,下列判断正确的是( )
图8
A.在图示位置时线框中磁通量为零,感应电动势最大
B.当可变电阻R的滑片P向上滑动时,电压表V2的示数变大
C.电压表V1示数等于NBωL2
D.变压器的输入与输出功率之比为1∶1
解析 当线框转到如图所示位置,穿过线框的磁通量为0,但线框中产生的感应电动势最大,故选项A正确;
电压表V2测量的是副线圈的电压,副线圈电压由原线圈电压决定,与负载电阻变化无关,故选项B错误;
电压表V1示数为有效值,等于u1==,故选项C错误;
理想变压器输入功率等于输出功率,则选项D正确.
(限时:
40分钟)
题组1 直流电路的动态分析
1.(单选)(2014·
2)如图1所示,电路中R1