文档内容
押江苏卷 8 题
恒定电流 交变电流、电磁振荡
考点内容 考情分析
考点一 直流电路与含容电路的分析与计算 几何光学主要考察光的折射、全反射的理解与
考点二 电路动态分析 计算;光的干涉原理主要考察双缝干涉原理及
考点三 交变电流的产生及四值 明暗条纹的判断;光电效应一般考察对爱因斯
坦光电效应方程的理解、光电效应图像的理
考点四 变压器的分析和计算
解。
考点五 电磁震荡
考向一、直流电路的分析与计算
1.闭合电路欧姆定律的三个公式
(1)E=U +U ;(任意电路)
外 内
(2)E=U +Ir;(任意电路)
外
① E=I(R+r)。(纯电阻电路)
2.动态电路分析的三种方法
(1)程序法:部分电路阻值变化→电路总电阻 R 变化→干路电流I变化→路端电压U变化→各支路电
总
流、电压变化,即R →R →I →U →。
局 总 总 端
(2)串反并同法:所谓“串反”,即某一电阻阻值增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、
两端的电压、电功率都减小(增大).所谓“并同”,即某一电阻阻值增大(减小)时,与它并联或间接并联的电
阻中的电流、两端的电压、电功率都增大(减小)。
(3)极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,使
滑动变阻器接入电路的电阻最大或电阻为零去讨论。
3.电容器的特点
(1)只有当电容器充、放电时,电容器所在支路中才会有电流,当电路稳定时,电容器所在的支路相当于
断路。
(2)电路稳定时,与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,电容器两端的电压等于与
之并联的电阻两端的电压。
4.电功率(1)当R一定、r变化(针对不同电源)时,由P =知,r越大,P 越小。
出 出
(2)当r一定、R变化时,P 随R的变化情况可通过下面两个图像进行分析。
出
短路I=,P =0
出
P -R图像 P =R 断路I=0,P =0
出 出 出
当R=r时,P 最大,P =
出 出
短路I=,P =0
出
P -I图像 P =EI-I2r 断路I=0,P =0
出 出 出
当I=时,P 最大,P =
出 出
考向二、交变电流
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.有效值的计算
(1)正弦式交变电流:E=,I=,U=。
(2)非正弦式交变电流:计算有效值时,要根据电流的热效应,即“一个周期”内“相同电阻”上产生
“相同热量”,然后分段求和列式,求得有效值。
3.正弦式交流电“四值”的应用
表达式 应用
最大值 E =nBSω 计算电容器的耐压值
m
瞬时值 e=E sin ωt 计算某时刻所受安培力
m
有效值 E= 电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流
平均值 = 计算通过导体的电荷量
4.变压器中的制约关系
电压 副线圈的电压U=U,由原线圈的电压U 和匝数比决定
2 1 1
制约关系 功率 原线圈的输入功率P 由副线圈的输出功率P 决定
1 2
电流 原线圈电流I=I 由副线圈电流I 和匝数比决定
1 2 2
5.远距离输电问题
(1)理清三个回路(2)抓住两个联系
①理想的升压变压器中线圈1(匝数为n)和线圈2(匝数为n)中各个量间的关系是=,=,P=P.
1 2 1 2
②理想的降压变压器中线圈3(匝数为n)和线圈4(匝数为n)中各个量间的关系是=,=,P=P.
3 4 3 4
(3)掌握一个守恒:能量守恒关系式P=P +P。
1 损 3
(4)输电线路功率损失的四个表达式
①输送功率是指升压变压器输出的功率,损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率.两者关系是 P =P
损
-P′(P为输送功率,P′为用户所得功率)。
②P =I 2R =,I 为输电线路上的电流,ΔU为输电线路上损失的电压,R 为输电线路电阻。
损 线 线 线 线
P =ΔU·I 。
损 线
考向三、电磁振荡和电磁波
1.电磁振荡:T=2π,电流为0时电场能最大,电流最大时磁场能最大。
2.麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场。
3.电磁波传播不需要介质,在介质中传播时速度与介质材料和电磁波频率有关。
4.电磁波谱:按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱.按波长由长到短排列的
电磁波谱为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
电磁波传播不需要介质,在介质中传播时速度与介质材料和电磁波频率有关。
考点一 直流电路与含容电路的分析与计算
1.纯电阻电路:U=IR=·R=,当R增大时,U增大;
2.特殊情况:①当外电路断路时,I=0,U=E;②当外电路短路时,I =,U=0。
短
【真题精讲】
1.(2023·海南·高考真题)如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为C,闭合开关
K,待电路稳定后,电容器上电荷量为( )A.CE B. C. D.
【巩固训练】
1.(2020·全国·高考真题)图(a)所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电
压UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中,正确
的是( )
A. B. C. D.
考点二 电路动态分析
1.(程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路。
分析时:串联电路注意分析电压关系,并联电路注意分析电流关系
2.(结论法:“串反并同”,应用条件为电源内阻不为零。
①所谓“串反”,即某一电阻的阻值增大时,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,反之则增大.
②所谓“并同”,即某一电阻的阻值增大时,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,反之则减小。
【真题精讲】
1.(2022·北京·高考真题)某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示,电路中的 和 ,
其中一个是定值电阻,另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。水位越高,对压力传感器的压力越大,压
力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于 时,控制开关自动开启低水位预警;当a、b两端的电压小于 ( 、 为定值)时,控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是( )
A.
B. 为压力传感器
C.若定值电阻的阻值越大,开启高水位预警时的水位越低
D.若定值电阻的阻值越大,开启低水位预警时的水位越高
【巩固训练】
1.(2014·天津·高考真题)如图所示,电路中R 、R 均为可变电阻,电源内阻不能忽略.平行板电容器C
1 2
的极板水平放置.闭合电键S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动. 如果仅改变下列某一个
条件,油滴仍能静止不动的是( )
A.增大R 的阻值 B.增大R 的阻值
1 2
C.增大两板间的距离 D.断开电键S
考点三 交变电流的产生及四值
1.正弦式交变电流:有效值是最大值的,即E=,I=,U=。
2.非正弦式交变电流:计算有效值时,要根据电流的热效应,即“一个周期”内“相同电阻”上产生“相
同热量”,然后分段求和列式,求得有效值。
【真题精讲】
1.(2022·浙江1月卷·T9)如图所示,甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况,摇动手
柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动;乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况,皮带轮带动固定在转轴
两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是( )
A. 甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
B. 乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场C. 甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电
D. 乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电
【巩固训练】
1.(2023·湖南·高考真题)(多选)某同学自制了一个手摇交流发电机,如图所示。大轮与小轮通过皮带
传动(皮带不打滑),半径之比为 ,小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为 的
正方形,共 匝,总阻值为 。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为 的匀强磁场。 大轮以角速度 匀速转
动,带动小轮及线圈绕转轴转动,转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为 的灯
泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是( )
A.线圈转动的角速度为
B.灯泡两端电压有效值为
C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为 的多匝正方形线圈,则灯泡两端电压有效值
为
D.若仅将小轮半径变为原来的两倍,则灯泡变得更亮
考点四 变压器的分析和计算
1.输送功率是指升压变压器输出的功率,损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关系是P =
损
P-P′(P为输送功率,P′为用户所得功率)。
2.P =I 2R =,I 为输电线路上的电流,ΔU为输电线路上损失的电压,R 为输电线路电阻。
损 线 线 线 线
P =ΔU·I 。
损 线
【真题精讲】
1.(2023·海南·高考真题)(多选)下图是工厂利用 的交流电给 照明灯供电的电
路,变压器原线圈匝数为1100匝,下列说法正确的是( )
A.电源电压有效值为 B.交变电流的周期为
C.副线圈匝数为180匝 D.副线圈匝数为240匝
【巩固训练】
3.(2023·山东·高考真题)某节能储能输电网络如图所示,发电机的输出电压U= 250V,输出功率
1500kW。降压变压器的匝数比n:n= 50:1,输电线总电阻R= 62.5Ω。其余线路电阻不计,用户端电压U=
3 4 4
220V,功率88kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.发电机的输出电流为368A B.输电线上损失的功率为4.8kW
C.输送给储能站的功率为408kW D.升压变压器的匝数比n:n= 1:44
1 2
2.(2023·天津·高考真题)下图为输电线为用户输电的情景,电路中升压变压器 和降压变压器 都认为
是理想变压器,中间输电电路电阻为R,下列说法正确的有( )
A. 输出电压与 输入电压相等
B. 输出功率大于 输入功率
C.若用户接入的用电器增多,则R功率降低
D.若用户接入的用电器增多,则 输出功率降低
1.(2023·江苏盐城·阜宁县东沟中学校考三模)空气炸锅的等效简化电路图如图所示,电源的电动势为
6V,电源的内阻不计,小风扇 M的额定电压为6V,额定功率为3W,线圈内阻为r = 1Ω,电阻R= R=
1 2
10Ω,则下列说法中正确的是( )
A.只闭合开关S,小风扇正常工作时电流为6A
1
B.只闭合开关S,小风扇正常工作时发热功率为2.75W
1
C.同时闭合开关S 和S,若小风扇正常工作,则通过电阻R 的电流为0.3A
1 2 1
D.同时闭合开关S 和S,若小风扇正常工作,则电阻R 消耗的功率为3.6W
1 2 12.(2023·江苏·模拟预测)如图,电路两端电压恒为6V,M、N两个小灯泡的额定电压均为3V,额定功
率P =3W,P =1W,调节可变电阻R,使两灯皆正常发光且电路中消耗的总功率最小,应该是图中哪种连接方式
M N
( )
A. B.
C. D.
3.(2023·江苏·模拟预测)四盏灯连接如图所示,灯L 、L 上标有“110V、100W”,灯L 、L 标有
1 2 3 4
“110V、40W”,当在A、B两点加上220V电压时,在这四盏灯中实际消耗功率最小和最大的灯泡分别是(
)
A.L和L B.L 和L C.L 和L D.L 和L
l 2 1 3 3 4 2 4
4.(2023·江苏·统考二模)1916年,斯泰瓦和托尔曼发现不带电的闭合金属圆线圈绕通过圆心且垂直于线
圈平面的轴转动,在转速变化时,线圈中会有电流通过。这一现象可解释为:当线圈转速变化时,由于惯性,
自由电子与线圈有相对运动。取金属线圈为参照物,正离子晶格相对静止,由于惯性影响,可等效为自由电子
受到一个沿线圈切线方向的“力”F ,但正离子晶格对自由电子的作用力 F 不允许自由电子无限制地增大速
1 2
度,F 和F 会达到平衡,其效果是自由电子相对金属线圈有定向运动。已知 F 与线圈角速度的变化率a成正
1 2 1
比,F 与自由电子相对正离子晶格的速度成正比。下列说法正确的是( )
2
A.若线圈加速转动,a越小,电流越大,且方向与线圈转动方向相反
B.若线圈加速转动,a越小,电流越小,且方向与线圈转动方向相同
C.若线圈减速转动,a越大,电流越大,且方向与线圈转动方向相同
D.若线圈减速转动,a越大,电流越小,且方向与线圈转动方向相反
5.(2023秋·江苏无锡·高三统考期末)如图所示为某款扫地机器人,其内置锂电池容量为 5000mA·h,在
一般情况下,充满一次电可供其正常工作的时间为 150min。已知该扫地机器人的额定功率为30W,则下列说法
正确的是( )
A.扫地机器人正常工作时的电流是0.2A
B.扫地机器人正常工作时的电压为15VC.扫地机器人正常工作150min消耗的电能为3.6×105J
D.扫地机器人电动机的内阻为7.5
6.(2023·江苏南京·校考模拟预测)交警使用的某型号酒精测试仪如图甲,其工作原理如图乙所示,传感
器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为 E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表。
当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变小
B.电压表的示数变小,电流表的示数变小
C.酒精气体浓度越大,电源的输出功率越大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
7.(2023·江苏南通·统考二模)1917年斯泰瓦和托尔曼发现加速转动的金属环中产生了电流。正离子被金
属晶格束缚相对金属环静止,而电子由于惯性相对金属环运动,正离子和电子的运动共同产生电流。如图所
示,金属环绕过圆心O且垂直于环平面的轴顺时针转动,则( )
A.若匀速转动,圆环中会产生恒定电流 B.若匀速转动,转速越大圆环中电流越大
C.若加速转动,圆环中有顺时针方向电流 D.若加速转动,O处的磁场方向垂直纸面向外
8.(2023·江苏南京·统考三模)某牧场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水量增加时滑片下
移,电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.若选择电压表,水量增多时电压表示数变大
B.若选择电流表,水量增多时电流表示数变小C.若选择电流表,与电压表相比,电路更节能
D.若选择电压表,增加 可提高灵敏度
9.(2023春·江苏扬州·高三扬州中学校考阶段练习)其兴建小组利用压敏电阻制作一台电子秤,其内部电
路如图所示, 是保护电阻, 是调零电阻,压敏电阻值R随压力F变化规律为 (k、C为常量,
)。现对电流表的刻度盘进行改装,使得电流表满偏时对应的物体质量为零,则( )
A.刻度盘标注的质量刻度均匀
B.若使用前质量示数大于零,应将 的滑片向右滑动
C.电子秤的示数越大,电源的总功率越大
D.若电池的内阻增大,但仍能调零,则称量值仍准确
10.(2023秋·江苏扬州·高三校联考期末)合肥工业大学科研团队成功研制出兼具自修复性和高导电性的
弹性导体,其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示,电压表和电流表是理想电表,a、b两点之间连接一
弹性导体。在中间悬挂重物后,下列说法不正确的是( )
A.弹性导体电阻变大
B.定值电阻R的功率变小
C.电压表示数变大
D.弹性导体消耗的功率一定变大
11.(2023春·江苏镇江·高三统考开学考试)地磅工作原理图如图所示,地磅空载时变阻器滑片P位于A
点,满载时滑片P位于B点,弹簧始终处于弹性限度内。下列说法错误的是( )A.电压表两端电压与被测汽车的质量成正比
B.若将一个电阻与电压表串联,可增大地磅量程
C.若称量值偏小,可在 上并联一个电阻进行校正
D.电池长时间使用后,称量值会偏小
11.(2023秋·江苏镇江·高三统考开学考试)如图所示是某报警装置的部分电路示意图,其中 R 为光敏电
3
阻,其阻值随光强增大而减小,a、b接报警器。当R 被光照射时,电流表示数I和R 两端电压U与未被光照前
3 1
相比( )
A.I变大, U变大 B.I变小,U变大
C.I变大, U变小 D.I变小,U变小
12.(2023秋·江苏常州·高三江苏省前黄高级中学校考阶段练习)如图所示,电源电动势为E,内阻为r。
电路中的R 、R 分别为总阻值一定的滑动变阻器,R 为定值电阻,R 为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减
2 3 0 1
小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是( )
A.在只逐渐增大光照强度的过程中,电阻R 消耗的电功率变大,电源消耗的总功率变大
0
B.只调节电阻R 的滑动端P 向上端移动的过程中,R 消耗的功率变大,电阻R 中有向上的电流
3 2 1 3
C.只调节电阻R 的滑动端P 向上端移动的过程中,电压表示数变大,带电微粒向上运动
2 1
D.若断开开关S,电容器所带电荷量变小,带电微粒向上运动13.(2023·江苏扬州·统考三模)远距离输电的原理图如图所示,发电机的输出功率为P,输电线上损失的
功率为P ,变压器均为理想变压器,下列关系式正确的是( )
线
A. B.
C. D.
14.(2023·江苏扬州·扬州市新华中学校考三模)如图所示甲是产生交流电的示意图,图乙是其产生的正
弦交流电输入到图丙的理想变压器,变压器的开关S接1时原、副线圈中的匝数之比为 ,二极管正向导电
电阻不计,所有电表都是理想电表,则下列判断正确的是( )
A.电压表的示数为10V
B.若只将S从1拨到2,电流表示数增大
C.在0~0.01s内穿过线圈的磁通量变化为 Wb
D.若只将滑动变阻器的滑片向下滑动,则电流表示数减小,电压表示数增大
15.(2023秋·江苏·高三校联考开学考试)钳形电流表是电机运行和维修工作中最常用的测量仪表之一,
其工作部分主要由电流表和电流互感器组成。电流互感器铁芯制成活动开口,且呈钳形,用手柄来控制开合,
图甲、乙为钳形电流表的实物图和内部结构图,已知次级线圈匝数n=200匝,某次测量时电流表示数为5mA,
电流互感器可看成理想变压器,电流表为理想电流表。则下列说法正确的是( )A.钳形电流表既可以测量交变电流,又可以测量直流电流
B.通电导线中的被测电流为1A
C.若只改变被测通电导线中交变电流的频率,电流表的示数也将改变
D.若被测通电导线在钳形口绕2圈,电流表示数变为2.5mA
16.(2023·江苏·模拟预测)两彼此正对的相同金属圆环竖直放置在竖直向下、磁感应强度为 匀强磁
场中,圆环半径为 、相距 ,用导线将环与匝数比为4∶1的理想变压器相连,变压器输出端接一阻值为
灯泡,让导体杆沿两环内侧做角速度为 的匀速圆周运动,圆环电阻不计,杆长为 ,电阻为
,则灯泡( )
A.两端电压为 B.两端电压为
C.两端电压为 D.两端电压为
17.(2023·江苏·模拟预测)某国产“超薄磁吸无线充电器”的充电功率为 30W,同时支持360°磁力吸
附,可直接吸附在手机上进行无线充电。该充电器的工作原理如图所示,当充电器上的发射线圈通入正弦式交
变电流后,就会在接收线圈中感应出电流,实现为手机电池充电。某次测试时,该充电器接入电压瞬时值
V的交流电源,发射线圈和接收线圈的匝数之比为22:1,不计能量损耗,下列说法正确
的是( )
A.接收线圈中电流产生的磁场恒定不变B.接收线圈中电流的频率为100HzC.接收线圈两端电压的有效值为 VD.接收线圈中的电流为3A
18.(2023秋·江苏盐城·高三盐城中学校考开学考试)远距离输电的原理图如图所示,T 、T 为理想变压
1 2
器,其原、副线圈匝数比分别为1∶10和10∶1,输电线路的总电阻R=10Ω,A是额定电压为220V、额定功率为
1100W的用电器。要使用电器A正常工作,则变压器T 的输入电压为( )
1
A.215V B.220.5V C.225V D.230V
19.(2023春·江苏扬州·高三扬州市新华中学校考开学考试)学校实验室有一台教学用发电机,输出的交
变电压如图甲所示,将其接在如图乙所示的理想变压器的 a、b两端,闭合开关S,四只相同灯泡均正常发光,
下列说法中正确的是( )
A.图甲所示的交变电压瞬时值表达式为
B.变压器原、副线圈的匝数比为1:3
C.小灯泡的额定电压为9V
D.若断开开关S,灯泡L 变亮、L 变暗
1 2
20.(2023秋·江苏南通·高三统考期末)如图所示, 右侧空间有垂直纸面向里的匀强磁场B,面积为S
的金属“ ”形线框 与电压表接触良好,线框绕 以角速度 匀速转动,则电压表示数为( )
A. B. C. D.0