18版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题10直流与交流教案18022713.pdf

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1、1 。 。 。 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 专题十直流与交流 知识结构互联 核心要点回扣 1闭合电路的欧姆定律 (1)I E Rr .(2)U路EIr. 2交变电流的“四值” (1) 最大值：EmNBS. (2) 瞬时值：eEmsin_ t. (3) 有效值：由电流的热效应定义求解 (4) 平均值：En t . 3理想变压器的四个基本关系 (1) 功率关系：P入P出 (2) 电压关系： U1 U2 n1 n2. (3) 电流关系： I1 I2 n2 n1. (4) 频率关系：f1f2. 考点 1 直流电路的分析与计算 2 ( 对应学生用书第51 页) 品真题感悟

2、高考 考题统计 五年 1 考： 2016 年卷 T17 考情分析 1该考点单独命题较少，多与实验综合在一起考查 2命题点多考查电路的结构、串、并联特点、电容器电容的计算等内容 3要熟练掌握串、并联电路电压与电阻关系，电容、电压、电荷量的关系 4不会简化电路结构，电容器的连接方式不清、不明白电容的电路相当于断路易造成错解 1 ( 直流电路的计算 )(2016 卷T17) 阻值相等的四个电阻、 电容器C及电池E( 内阻可忽略 ) 连接成如图10-1 所示电路 开关 S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关 S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为 ( ) 图 10-1

3、 A. 2 5 B. 1 2 C. 3 5 D. 2 3 C 断开 S和闭合 S后等效电路分别如图甲、乙所示 根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1 1 5E ， U2 1 3E ，C所带的电荷量QCU，则Q1Q235，选项C正确 在第 1 题中，若将电路调换为如图10-2 所示，电源的内阻不计，电动势为12 V ，R1 3 8 ，R24 ，电容C40 F，则下列说法正确的是( ) 图 10-2 A开关断开时，电容器不带电 B将开关闭合，电容器充电 C将开关闭合后，稳定时电容器的电荷量为4.8 10 14 C D若现开关处于闭合状态，将开关S 断开，到再次稳定后

4、，通过R1的总电荷量为 3.2 10 4 C 【解析】开关断开时，电容器两端电压不为零，电容器带电，A项错误；将开关闭 合，电容器两端电压变小，电容器放电，B项错误；将开关闭合后，稳定时电容器的 电荷量为QUC44010 6 C1.6 104 C ，C 项错误；若开关现处于闭合状 态， 将开关 S断开，再次稳定后，通过R1的总电荷量 Q| U| C(12 4)4010 6 C3.2 104 C，D项正确 【答案】D 释疑难类题通法 1明确 1个定律、 2 个关系 (1) 闭合电路的欧姆定律：I E Rr . (2) 路端电压与电流的关系：UEIr. (3) 路端电压与负载的关系 UIR R R

5、r E 1 1 r R E，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小 2明确引起电路动态变化的原因 (1) 滑动变阻器、热敏电阻或光敏电阻的阻值变化 (2) 某支路开关闭合或断开 3闭合电路动态分析的两种常用方法 (1) 程序分析法：流程如下 4 (2) 利用结论法：即“串反并同”法 “串反”即某一电阻增大( 减小 ) 时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两 端电压、消耗的电功率都减小( 增大 ) ； “并同”即某一电阻增大( 减小 ) 时，与它并联与间接并联的电阻中的电流、两 端的电压、消耗的电功率都增大( 减小 ) 对考向高效速练 考向 1 直流电路的动态分析 1(2017钦州

6、市港区月考) 在如图 10-3 所示的电路中，电池的电动势为E，内电阻为r， R1、R2为两个阻值固定的电阻，当可变电阻R的滑片向下移动时，理想电流表的示数I 和理想电压表的示数U将( ) 【导学号： 19624120】 图 10-3 AI变小，U变大BI变大，U变小 CI变小，U变小DI变大，U变大 B 当R的滑动触头P向下移动时， 变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小， 根据闭合电路欧姆定律分析得知总电流I增大 电压表测量路端电压U， 而UEIr， I增大，E、r不变，则U变小 设变阻器R2两端电压为U，则UEI(R1r) ，I增大，其他量不变，则U变 小，通过R2的电流变小，而总电

7、流变大，则电流表的示数I变大故B正确 (2017吉林大学附中模拟) 如图所示电路中， 电流表 A和电压表V均可视为理 想电表现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，下列说法正确的是( ) A电流表A的示数变小，电压表V的示数变大 B小灯泡L 变亮 C电容器C上电荷量减少 D电源的总功率变大 A 闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大， 5 根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流I减小， 则小灯泡L变暗， 电流表 A的示 数变小电压表的示数UEI(RLr) ，I减小，其他量不变，则U增大，即电压表 V的示数变大，故A 正确， B错误电容器的电压等于变阻器两端的电

8、压，即等于电 压表的示数，U增大，由QCU，知电容器C上的电荷量增多，故C错误电源的总 功率PEI，I减小，则电源的总功率变小，故D错误 考向 2 直流电路的计算 2(2017中卫市一模) 机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温室效 应”的重要因素之一电动汽车因其无尾气排放且噪声小等因素，正在逐渐被人们接 受某国产品牌电动汽车的铭牌如下，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压， 则下列说法正确的是( ) 规格后轮驱动直流电动机 车型： 60电动汽车电动机额定输出功率：1 675 W 整车质量： 400 kg额定转速： 600 r/min 蓄电池 ( 容量It800 Ah ，输

9、出电压U36 V)额定工作电压/ 电流： 36 V/50 A A.电动汽车正常工作时消耗的电功率1 675 W B电动机的内阻为0.5 C蓄电池充满电后储存的电能不小于2.8810 4 J D充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16 h D 电动汽车正常工作时消耗的电功率为：PU额I 额3650 W 1 800 W，故 A错 误；电动机内阻的发热功率为：P热PP出(1 800 1 675) W 125 W，则电动机 内阻为：r P热 I 2 125 2 500 0.05 ，故 B 错误；蓄电池充满电后储存的电能为：W UIt8003 60036 J 1.0410 8 J ，故 C错误；在额

10、定功率下连续行驶最长时 间为：t UIt U额I额 80036 3650 h 16 h ，故 D正确 ( 多选)(2016 湖北八校二联) 在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V ， 内阻不计， L1、 L2为相 同规格的小灯泡， 这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻， 阻值为 7.5 . 当开关 S闭合后 ( ) 6 AL1的电阻为 1 12 BL1消耗的电功率为7.5 W CL2的电阻为 7.5 DL2消耗的电功率为0.3 W CDS 闭合后， L1两端的电压为3.0 V， 由乙图可知， I10.25 A ，故P10.75 W ，R1 12 ，A、B 均错 误；L2与R及

11、电源串联，把R和电源等效成电动势为 3 V，内阻为7.5 的新电源，在图乙中作出新电源 的I-U图线，如图，两图线的交点表示出了此时L2 两端的电压与通过的电流的大小，由图知U2 1.5 V，I20.2 A，所以R2 U2 I2 1.5 0.2 7.5 ，P2U2I21.5 0.2 W 0.3 W，C、D正确 考点 2 交变电流的产生与描述 ( 对应学生用书第52 页) 品真题感悟高考 考题统计 五年 1 考： 2016 年卷 T21 考情分析 1该考点单独命题较少，常与变压器结合在一起命题 2考查的重点是交变电流的变化规律及有效值的意义和计算 3要掌握电磁感应现象产生的原因，法拉第电磁感应定

12、律及交变电流中的基本概念和常用 物理量 4感应电动势产生及大小的计算，特别是切割类中的有效长度易错 2(交流电的产生及有效值的计算)( 多选)(2016 卷T21) 如图 10-4 所示，M为半圆形导线 框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面( 纸 面) 内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸 面现使线框M、N在t 0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面且过OM和ON的轴， 以相同的周期T逆时针匀速转动，则( ) 7 图 10-4 A两导线框中均会产生正弦交流电 B两导线框中感应电流的周期都等于T C在t T 8时，

13、两导线框中产生的感应电动势相等 D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 题眼点拨 “半圆形导线框”说明转初过程中一直有感应电流；“扇形导线 框”说明转动过程中只有一半时间内有感应电流；“半径相等”说明有效切割长度 相同 BC 两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项A错误；导线 框的转动周期为T，则感应电流的周期也为T，选项 B正确；在tT 8时，切割磁感线 的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项C正确；M导线框中一直 有感应电流，N导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时， 感应电流的有效值不相等，选项D错误 在第 2 题中，

14、若改成如图10-5 所示的情景 单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感 应强度为B的水平有界匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与其中心线重合 的竖直固定转轴OO以角速度 匀速转动，固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界试 写出线框中感应电流的瞬时值表达式并画出i-t图象 ( 图中位置为计时位置) 图 10-5 【解析】线框中产生电动势的最大值Em1 2B S，则Im Em R BS 2R 因图中位置为中性面，故电流瞬时值表达式为 iImsin tB S 2R sin t i-t图象如图所示 【答案】见解析 释疑难类题通法 8 解决交变电流的产生和描述的基本思路 (1) 两个特殊位置的特点 线

15、圈平面与中性面重合时，SB， 最大， t 0，e0，i0，电流方向将发 生改变 线圈平面与中性面垂直时，SB，0， t 最大，e最大，i最大，电流方向不 改变 (2) 书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式EmnBS 求出相应峰值 明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式 a若线圈从中性面位置开始转动，则i-t图象为正弦函数图象，函数式为iImsin t. b若线圈从垂直中性面位置开始转动，则i-t图象为余弦函数图象，函数式为i Imcos t. 对考向高效速练 考向 1 交变电流的产生 3( 多选 ) 小型发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈

16、abcd，bc边长度为L1，磁极间的 磁场可视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO， 线圈以角速度 绕OO匀速转动， 如图 10-6 所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈 电阻，下列说法正确的是( ) 【导学号： 19624121】 图 10-6 Aab边长度为L 2e0 BL1 B产生的交变电流的周期是2 C若从中性面开始计时，则发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e2Ne0sin t D发电机线圈从垂直中性面位置转动90的过程中，产生的感应电动势的平均 值是 2Ne0 AC 由题意可知， 线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，由e0BLv 9 B

17、L L1 2 ，解得L 2e0 BL1，选项 A正确； T 2 ，选项 B错误；对单匝矩形线圈，其 感应电动势最大值为2e0，发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总感应电动势最大 值为 2Ne0，从中性面开始计时，则感应电动势的瞬时值表达式为e2Ne0sin t，选 项 C正确；发电机线圈从垂直中性面位置转动90的过程中，磁通量变化量为 BLL1 2e0 ，时间 t T 4 2 ，产生的感应电动势平均值是E N t 4Ne 0 ，选项 D错误 考向 2 交变电流的“四值”问题 4( 多选)(2016 天津河东区二模) 如图 10-7 所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水 平方向的匀强磁场中

18、，线框面积为S，电阻为R. 线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以 角速度 从中性面开始匀速转动，线框转过 6 时的感应电流为I，下列说法正确的是 ( ) 图 10-7 A线框中感应电流的有效值为2I B线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为 2IR C从中性面开始转过 2 的过程中，通过导线横截面的电荷量为 2I D线框转动一周的过程中，产生的热量为 8I 2R BC 由EmnBS，从中性面开始计时，则电流i nBS R sin t，当 t 6 时电 流为I，则InBS 2R ， 则 2I nBS R ；由 nBS R 2I为电流的最大值， 则线框中感应电流的有效值为 2I 2 2 I，故 A

19、错误；转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为BS 2IR n，因 n 1，则 B正 确；从中性面开始转过 2 的过程中，通过导线横截面的电荷量为 BS tRt BS R 2I ，则C 10 正确；电流的有效值为2I， 线框转动一周的过程中，产生的热量为Q(2I) 2R 2 4RI 2 ，则 D错误 (2016张掖模拟) 电动机的内电阻r2 ，与R8 的电阻串联接在线圈 上，如图所示已知线圈面积为 2 20 m 2，共 100 匝，线圈的电阻为 2 ，线圈在B 2 T 的匀强磁场中绕OO以转速n600 r/min匀速转动，在合上开关S 后电动机正常工作 时，电压表的示数为100 V则下列说法正确的

20、是( ) A电路中电流的最大值为52 A B电路中电流的最大值为102 A C电动机正常工作时的输出功率为1 000 W D电动机正常工作时的输出功率为8002 W B 线圈的角速度 20 rad/s，电动势的最大值EmNBS 2002 V ，有效值 E Em 2 200 V，电路中的电流I EU Rr线圈 10 A ，电流的最大值为Im 102 A，选 项 A错误， B正确；电动机正常工作时的输出功率为P出UII 2r 800 W，选项 C、 D错误 考向 3 交变电流的图象问题 5( 多选)(2016 湖南衡阳联考) 如图 10-8 甲所示， 在匀强磁场中， 一矩形金属线圈两次分 别以不同

21、的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势如图乙中曲线a、b 所示，则下列说法正确的是( ) 【导学号： 19624122】 11 图 10-8 A曲线a表示的交变电动势瞬时值ea36sin 25 t V B曲线b表示的交变电动势最大值为28.8 V Ct510 2 s 时，曲线 a、b对应的感应电动势大小之比为322 Dt610 2 s 时，曲线 a对应线框的磁通量最大，曲线b对应线框的磁通量为0 AC 由图乙可知，Em a36 V，a2 Ta 2 810 2 rad/s25 rad/s，则曲线a表 示的交变电动势瞬时值eaEmasin at36sin 25tV，故 A正确； 由图乙

22、知曲线a、 b表示的交变电流的周期之比为Tab(810 2) (12102) 23，由 2 T 可知abTbTa32，所以曲线a、b表示的交变电动势的最大值之比为 EmaEmbNBSaNBSba b32，又知Ema 36 V，则Emb24 V，故 B错误； 曲线a表示的交变电动势瞬时值ea36sin 25 t V ，曲线b表示的交变电动势瞬时 值eb24sin 2 1210 2tV， 将t510 2 s 代入，得ea 182 V，eb12 V， |ea| eb 322，故 C正确；由图乙知t610 2 s 时， a的电动势最大，对应线框的磁 通量为 0，b的电动势为0，对应线框的磁通量最大，故

23、D错误 ( 多选 ) 如图甲所示， 将阻值为R5 的电阻接到内阻不计的正弦交流电源上， 电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中对此，下列说法正确的是 ( ) 12 A电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u2.5sin 200t(V) B在t 0.01 s时刻穿过线圈的磁通量为 1 80 Wb C如图丙所示，若此交变电流由一矩形导线框在匀强磁场中匀速转动产生，当导线 框的转速提高一倍后，电流表的示数为1 A D这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值的比为 1 2 ABD读取i-t图象信息电流最大值为Im0.5 A 、周期为T0.01 s. 理解函数关系式角速度为2 T 200 ra

24、d/s， 电阻R两端电压最大值为UmImR2.5 V ，则有u 2.5sin 200t(V) ，故选 A. 又有UmBS，在t0.01 s时刻穿过线圈的磁通量为mBS Um 1 80 Wb ，故选 B. 当转速提高一倍，则 提高一倍，则Um 2BS，变为原 来的 2 倍，则电流有效值也变为原来的2 倍，为 2 Im 22 0.5 2 A1 A，的示数 为有效值，故不选C. 图乙的正弦交流电的电流有效值为 0.5 2 A，图丁所示的交变电流虽然方向发生变化， 但大小恒为0.5 A ，其有效值为0.5 A ，其比值为 0.5 2 0.5 1 2 ，故选 D. 考点 3 变压器问题 ( 对应学生用书

25、第53 页) 品真题感悟高考 考题统计 五年 4 考： 13 2016 年卷 T16、卷 T192015 年卷 T16 2014 年卷 T21 考情分析 1该考点是本专题的命题热点，理想变压器的原理、基本规律的应用、电路结构的变化及 分析与计算是主要命题角度 2熟练掌握理想变压器的“三种关系”，能用直流电路动态分析方法结合变压器制约关系 分析动态问题是突破该考点的关键 3变压器“电压比”中电压是指变压器两端的电压 4公式 I1 I2 n2 n1仅用于“一原一副”的情况“一原多副”要结合功率关系求解 5变压器动态变化类要看清电路结构，找到变化原因，分清变量、不变量 3( 变压器的基本关系 )(2

26、016 卷T16) 一含有理想变压器的电路如图10-9 所示，图中电 阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和 4 ，为理想交流电流表，U为正弦交流 电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当 S闭合时， 电流表的示数为4I. 该变压器原、副线圈匝数比为( ) 【导学号： 19624123】 图 10-9 A2 B 3 C4 D 5 题眼点拨 “S 断开”说明副线圈R2、R3串联；“S闭合”说明副线圈电阻R3 被短路；“理想变压器”说明电源输出功率等于R1与副线圈消耗的功率之和 B 设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈 电流为I时，副线

27、圈电流为kI；原线圈电流为4I时，副线圈电流为4kI. 根据变压器 的输入功率等于输出功率得 UII 2R 1(kI) 2( R2R3) 4UI(4I) 2R 1(4kI) 2R 2 联立两式代入数据解得k3 选项 B正确 4( 变压器的基本关系)( 多选)(2016 卷T19) 如图 10-10 所示，理想变压器原、副线圈分 别接有额定电压相同的灯泡a和b. 当输入电压U为灯泡额定电压的10 倍时，两灯泡均 能正常发光下列说法正确的是( ) 14 图 10-10 A原、副线圈匝数比为91 B原、副线圈匝数比为19 C此时a和b的电功率之比为91 D此时a和b的电功率之比为19 AD 设灯泡的

28、额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10 倍时灯泡正常发光，则 变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为91，选项 A正确，选项 B错误； 由 9U0IaU0Ib得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍， 根据PUI， a、b灯泡的电功率之比为19，选项C错误，选项D正确 在第 4 题中，将两额定电压相同的灯泡a、b换为电阻值相同的两个定值电阻 如图 10-11 所示已知理想变压器的原、副线圈的匝数比为31 ，原线圈一侧接在电 压为 220 V 的正弦交流电源上，设副线圈回路中电阻两端的电压为U. 原、副线圈回路中 电阻消耗的功率的比值为k，则 ( ) 图 10-11 AU

29、66 V ，k 1 9 BU22 V ，k1 9 CU66 V ，k 1 3 DU22 V ，k1 3 【解析】设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则 I1 I2 n 2 n1 1 3，故 kI 2 1R I 2 2R 1 9. 设原线 圈两端的电压为U1，则 U1 U n1 n2 3 1， 故 U13U，而原线圈上电阻分担的电压为 1 3U ，故U 3 3U220 V，解得U66 V 选项 A正确 【答案】A 5( 变压器的动态分析)( 多选) (2014 卷T21) 如图 10-12 所示，一理想变压器原、副线 圈的匝数分别为n1、n2. 原线圈通过一理想电流表? 接正弦交流电源，一个二

30、极管和阻 值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻 为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则 ( ) 【导学号： 19624124】 15 图 10-12 AUabUcdn1n2 B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大 D将二极管短路，电流表的读数加倍 题眼点拨 “二极管正向电阻为零，反向电阻无穷大”说明一个周期T内R中只 有 T 2时间有电流通过；“将二极管短路”说明 R两端电压为正弦式交变电压 BD 变压器的变压比 U1 U2 n1 n2，其中 U1、U2是变压器原、副线圈两端

31、的电压U1Uab， 由于二极管的单向导电特性，UcdU2，选项 A错误增大负载电阻R的阻值，负载的 电功率减小，由于P入P出，且P入I1Uab，所以原线圈上的电流I1减小，即电流表 的读数变小，选项B正确c、d端的电压由输入电压Uab决定，负载电阻R的阻值变 小时，Ucd不变，选项C错误根据变压器上的能量关系有E输入E输出，在一个周期T 的时间内， 二极管未短路时有UabI1TU 2 R T 20( U为副线圈两端的电压) ，二极管短路 时有UabI2T U 2 RT，由以上两式得 I22I1，选项 D正确 熟技巧类题通法 变压器分析与计算的两点技巧 1理想变压器问题中的两个“理清” (1)

32、理清变量和不变量如原线圈电压不变，原、副线圈的匝数比不变，其他物理量 可随电路的变化而发生变化 (2) 理清动态变化过程中的决定关系，即U2由U1决定，P1、I1由P2、I2决定 2理想变压器问题的分析流程 (1) 由 U1 U2 n1 n2分析 U2的情况； (2) 由I2 U2 R分析 I2的情况； (3) 由P1P2I2U2判断输入功率的情况； (4) 由P1I1U1分析I1的变化情况 对考向高效速练 16 考向 1 变压器的基本关系 6. (2017 北京高考) 如图10-13所示，理想变压器的原线圈接在u 2202sin 100t(V) 的交流电源上，副线圈接有R55 的负载电阻，原

33、、副线圈匝数之比为 21，电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是( ) 【导学号： 19624125】 图 10-13 A原线圈的输入功率为2202 W B电流表的读数为1 A C电压表的读数为1102 V D副线圈输出交流电的周期为50 s B 理想变压器原线圈两端电压的有效值为U1220 V， U1 U2 n1 n2得 U2 n2U1 n1 110 V， 即电压表的读数为110 V，通过负载电阻的电流I2 U2 R 110 55 A2 A ，则副线圈的输 出功率PU2I21102 W 220 W ，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为 220 W ，故选项A、C错误 由n1I1n2

34、I2得I1 n2I2 n1 1 A，即电流表的读数为1 A，选项 B正确 由u2202sin 100t(V) 可知，角速度100 rad/s ，原线圈所接交流电的周 期T2 0.02 s ，副线圈输出交流电的周期不变，仍为0.02 s ，选项 D错误 考向 2 变压器的动态分析 7 (2017鸡西市模拟) 某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图10-14 所示电路，A、B为理想变压器，灯L1、L2相同且阻值不变保持A的输入电压不变，开 关 S断开时，灯L1正常发光则 ( ) 图 10-14 A仅闭合S，L1变亮 B仅闭合S，A的输入功率变小 17 C仅将滑片P上移， L1变亮

35、D仅将滑片P上移，A的输入功率变小 D 闭合 S，则消耗功率增大，B副线圈中电流增大，B原线圈电流也增大，则R上 损失的电压和功率增大，则B输入电压UB1UA2IR，减小，灯泡两端电压UB2减小， 故灯泡会变暗，故A 错误；由上分析知A的输入电流增大，电压不变，根据PUI 知输入功率增大，故 B错误；仅将滑片P上移，A副线圈匝数减小，则输出电压减小， B的输入电压减小，灯泡电压也减小， 故 L1变暗，消耗功率减小， 则A输入功率减小， 故 C错误， D正确 (2017晋城市三模) 如图 1 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为21， 副线圈线路由理想电压表、理想电流表、理想二极管、电阻R及电容

36、器连接组成，R 55 ，原线圈a、b端接入如图2 所示的交变电流，则下列说法正确的是( ) A电流表的示数为2 A B电压表的示数为110 V C若只增大原线圈输入交流电的频率，则电流表的示数变大 D若只增大原线圈输入交流电的频率，则电压表的示数变小 C 原线圈两端的输入电压的有效值为220 V，根据 U1 U2 n 1 n2可得 U2110 V，由于理想 二极管反向电阻无穷大，故相当于断路， 故交变电流只有半个周期通过，根据电流的 热效应可得 U 2 2 R T 2 U 2 R T，解得U 552 V，由于流过电流表的电流为流过电阻 和电容器的电流之和，因无法求得流过电容器的电流，故无法求得

37、电流表的电流，故 A、B 错误；若只增大原线圈输入交流电的频率，电容器的容抗减小，故副线圈回路 中总的电阻减小，根据I U R总 可知，电流增大，故C 正确；若只增大原线圈输入交 流电的频率，电压表的示数不变，故D错误 热点模型解读| 输电模型 ( 对应学生用书第55 页) 考 题 2016卷T162014卷T212014浙江高考T15 18 模 型 展 示 模 型 解 读 (1) 输电过程的电压关系： U2U3Ur，即升压变压器副线圈两端电压U2等于降压变压器原线圈两端电压U3与输电 线上的电压Ur之和 . (2) 输电过程功率的关系： P1P2Pr，即升压变压器原、副线圈功率P1等于降压变

38、压器原、副线圈功率P2与输电 线损失功率Pr之和；输电线上损失功率PrI 2 2r，其中输电电流I2 P1 U2. (3) 解题过程中应注意变压器原、副线圈之间电流、电压、功率的制约关系. 典例 如图 10-15 所示为远距离输电的原理图，升压变压器的变压比为m，降压变压器的 变压比为n，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出 的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数减小了U，则下列判断正确 的是 ( ) 图 10-15 A电流表A2的示数增大了 U R B电流表A1的示数增大了 nU R C电流表V1的示数减小了U D输电线损失的功率增加了( nU

39、R ) 2R 解题指导 此题属于远距离输电过程中的变压器动态分析模型，理想变压器满足原 副线圈电压、电压变化量与匝数成正比，电流的变化量与匝数成反比 B 电压表 V2的示数减小了U， 根据变压器的变压比可知降压变压器输入电压减小 19 了 U3nU，由于升压变压器输入电压不变，因此输电线上的电压增大了nU， 因此电流表A1的示数增大了 nU R ， B正确；根据变流比， 电流表 A2的示数增大了 n 2 U R ， A 错误；由于发电机的输出电压不变，因此升压变压器的输出电压不变，电压表V1 的示数不变，C错误；设原来输电线上的电流为I，则输电线损失的功率增加了(I nU R ) 2R I 2

40、R ，不等于 ( nU R ) 2R ，D错误 拓展应用 (2016黄冈中学模拟) 一般发电机组输出的电压在十千伏上下，不符合远距离 输电的要求要在发电站内用升压变压器，升压到几百千伏后再向远距离输电到达几 百公里甚至几千公里之外的用电区之后，再经“一次高压变电站”“二次变电站”降 压已知经低压变电站降压变压器( 可视为理想变压器) 后供给某小区居民的交流电u 2202sin 100t V，该变压器原、副线圈匝数比为501，则 ( ) 【导学号： 19624126】 A原线圈上的电压为11 0002 V B原线圈中电流的频率是100 Hz C原线圈使用的导线应该比副线圈的要粗 D采用高压输电有

41、利于减少输电线路中的损耗 D 供给某小区居民的交流电u2202sin 100 t V，最大值为2202 V ，故输出 电压有效值为220 V， 根据变压比公式 U1 U2 n1 n2，输入电压为： U150220 1 V11 000 V， 故 A错误；交流电u2202sin 100tV，故频率f 100 2 Hz 50 Hz，故 B错误； 变压器原、副线圈的电流比等于匝数之反比，即 I1 I2 n2 n1 1 50，副线圈的电流大于原线 圈的电流， 所以副线圈的导线粗，故C错误； 在输送电功率一定的情况下，根据公式 PUI，高压输电有利于减小输电电流，电功率损耗PI 2r 也会减小， 故 D正确