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