第1課 恒定電流和交變電流

1、第1課恒定電流和交變電流考點(diǎn)一 直流電路1電功和電熱：電功WqUUIt；電熱QI2Rt.(1)對(duì)純電阻電路，電功等于電熱電流流經(jīng)純電阻電路，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：WQUItI2Rtt.(2)對(duì)非純電阻電路(如電動(dòng)機(jī)和電解槽)，由于W>Q，這時(shí)電功只能用WUIt計(jì)算，電熱只能用QI2Rt計(jì)算2閉合電路的歐姆定律(1)EUUr；(2)I(I與R之間的關(guān)系)；(3)UEIr(U與I之間的關(guān)系)；(4)UE(U與R之間的關(guān)系)注意：當(dāng)外電路斷開時(shí)(I0)，路端電壓U等于電動(dòng)勢(shì)E，但用電壓表直接測(cè)量，則讀數(shù)卻略小于電動(dòng)勢(shì)(因?yàn)橛形⑷蹼娏髁鬟^電源而導(dǎo)致內(nèi)壓降)若用理想電壓表測(cè)量，則讀數(shù)等于電動(dòng)勢(shì)

2、，在進(jìn)行斷路故障分析時(shí)，常用此結(jié)論進(jìn)行判斷，即何處斷路，何處兩端電壓等于電動(dòng)勢(shì)當(dāng)外電路短路時(shí)(R0，因而U外0)，電流最大，為Im(不允許出現(xiàn)這種情況，因?yàn)闀?huì)把電源燒壞)3電源的功率(1)電源的功率P：電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率計(jì)算式：PIE(普遍適用)；PI2(Rr)(只適用于外電路為純電阻的電路)(2)電源內(nèi)阻消耗的功率P內(nèi)：電源內(nèi)阻的熱功率計(jì)算式：P內(nèi)I2r.(3)電源的輸出功率P外：外電路上消耗的功率計(jì)算式：P外IU(普遍適用)；P外I2R(只適用于外電路為純電阻的電路)(4)電源的輸出功率(P外)與外電阻R的關(guān)系：P外IU，P外隨R變化的關(guān)系圖象如圖所示，當(dāng)外電阻與內(nèi)電阻相等

3、時(shí)，輸出功率最大4含容電路的分析技巧電容器兩極間的電壓等于與電容器并聯(lián)的電阻兩端的電壓，與電容器串聯(lián)的電阻兩端的電壓一定為零考點(diǎn)二 1中性面(1)線圈通過中性面時(shí)，磁感線垂直于該時(shí)刻的線圈平面，所以磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零(2)線圈平面每次轉(zhuǎn)過中性面時(shí)，線圈中感應(yīng)電流方向改變一次，轉(zhuǎn)動(dòng)一周則線圈兩次通過中性面，故一個(gè)周期內(nèi)線圈中電流方向改變兩次(3)線圈平面處于跟中性面垂直的位置時(shí)，線圈平面平行于磁感線，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均最大，電流方向不變2交變電流的描述(1)峰值：EmNBS.當(dāng)線圈平面跟磁感線平行時(shí)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)最大(2)有效值

4、：根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義，讓交變電流和恒定電流通過同樣阻值的電阻，如果它們?cè)谝粋€(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，該恒定電流的值就是交變電流的有效值注意：交變電流的有效值反映的是交變電流產(chǎn)生熱效應(yīng)的平均效果正弦式交變電流的有效值與最大值之間的關(guān)系是EEm，UUm，IIm.(3)瞬時(shí)值：從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsin t，uUmsin t，iImsin t.3變壓器原理(1)電壓關(guān)系：，即對(duì)同一變壓器的任意兩個(gè)線圈，都有電壓與匝數(shù)成正比(2)功率關(guān)系：無論有幾個(gè)副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和(3)電流關(guān)系：對(duì)只有一個(gè)副線圈的變壓器，通過原副線圈的電流與原副線圈的匝數(shù)

5、成反比，即；對(duì)有多個(gè)副線圈的變壓器，則I1n1I2n2I3n3I4n4.(4)變壓器中的決定關(guān)系：在匝數(shù)比一定的情況下，理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定，輸入電流由輸出電流決定，輸入功率由輸出功率決定課時(shí)過關(guān)(A卷) 一、單項(xiàng)選擇題1(2015·江蘇高考)一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220 V交變電流改為110 V，已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝數(shù)為(B)A200 B400C1 600 D3 200解析：根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律，可求副線圈匝數(shù)為400，所以B正確2如圖所示的電路中，當(dāng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，A、B兩燈亮度的變化情況為(A) AA燈和B燈都變

6、亮BA燈和B燈都變暗CA燈變亮，B燈變暗DA燈變暗，B燈變亮解析：R1電阻變大，總電阻變大，總電流變小，內(nèi)電壓變小，外電壓變大，A燈變亮，A燈電流變大，電阻R2電流變小，電阻R2電壓變小，B燈電壓變大，B燈變亮3(2015·廣東高考)如圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220 V降至110 V調(diào)節(jié)前后(C)A副線圈中的電流比為12B副線圈輸出功率比為21C副線圈的接入匝數(shù)比為21D原線圈輸入功率比為12解析：通過調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220 V降至110 V，輸出

7、電壓減少為原來的一半，根據(jù)歐姆定律I，在電阻不變時(shí)，調(diào)節(jié)前后副線圈輸出電流之比為I2前I2后U2前U2后21，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器原理U1U2n1n2，在原線圈電壓和匝數(shù)不變的情況下，副線圈接入匝數(shù)也應(yīng)該變?yōu)樵瓉淼囊话?，接入匝?shù)比n2前n2后U2前U2后21，選項(xiàng)C正確；根據(jù)功率PUI，得到調(diào)節(jié)前后副線圈輸出功率之比P2前P2后U2前I2前U2后I2后41，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，所以原線圈的輸入功率之比P1前P1后P2前P2后41，選項(xiàng)D錯(cuò)誤4如圖，實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r1.0 ，外接R9.0 的電阻閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生

8、的電動(dòng)勢(shì)e10sin 10 t(V)，則(D) A該交變電流的頻率為10 HzB該電動(dòng)勢(shì)的有效值為10 VC外接電阻R所消耗的電功率為10 WD電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0 A解析：據(jù)2f知該交流電的頻率為5 Hz，A錯(cuò)；該交流電電動(dòng)勢(shì)的最大值為10 V，有效值E10 V，B錯(cuò)；I1.0 A，PI2R9 W，C錯(cuò)，D對(duì)5如圖所示的調(diào)壓器，滑動(dòng)觸頭P和Q都可以調(diào)節(jié)，在輸入交變電壓一定的條件下，要使輸出電壓增大，輸入電流增大，下列做法正確的是(C)AQ不動(dòng)，P向下移動(dòng)BQ不動(dòng)，P向上移動(dòng)CP不動(dòng)，Q向下移動(dòng)DP不動(dòng)，Q向上移動(dòng)解析：Q不動(dòng)，P動(dòng)，輸出電壓不會(huì)變化，Q動(dòng)，P不動(dòng)，輸出電壓變化，

9、輸出功率也變化，所以選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題6在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，閉合開關(guān)S，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，電容器C所帶電荷量為Q，R2上消耗的功率為P2，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從圖示位置向a端移動(dòng)一些，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，則與P移動(dòng)前相比(BC)AU變小 BI變小CQ增大 DP2變大解析：設(shè)滑動(dòng)變阻器實(shí)際連入電路的阻值為R，對(duì)回路由閉合電路歐姆定律有I，滑動(dòng)觸頭向a端移動(dòng)，則R增大，I變小，R2功率P2(P2I2R2)變小，電壓表示數(shù)U(UEIrIR2)變大，電容器所帶電荷量Q(QCU)變大故本題正確選項(xiàng)為B、C.7如圖甲所

10、示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1100匝，副線圈匝數(shù)n250匝，電阻R10 ，是交流電壓表，原線圈加上如圖乙所示的交流電，則下列說法正確的是(BD)A流經(jīng)電阻的電流的頻率為100 HzB的示數(shù)為10 VC流經(jīng)R的電流方向每秒改變50次D電阻R上每秒產(chǎn)生的熱量為10 J解析：由如題圖乙所示的交流電圖象可知，電流周期為0.02 s，頻率為50 Hz，變壓器不改變交變電流的頻率，所以流經(jīng)電阻的電流的頻率為50 Hz，流經(jīng)R的電流方向每秒改變100次，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器變壓公式，的示數(shù)為10 V，選項(xiàng)B正確；電阻R上每秒產(chǎn)生的熱量為Qt10 J，選項(xiàng)D正確8(2014·南京一模)如圖所

11、示，正方形線框abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，每邊電阻均為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞cd軸以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，c、d兩點(diǎn)與外電路相連，外電路電阻也為r，則下列說法中正確的是(BD)AS斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)為BL2BS斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)為BL2CS閉合時(shí)，電流表讀數(shù)為BL2DS閉合時(shí)，電流表讀數(shù)為解析：線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為EBS，當(dāng)S斷開時(shí)，線框ab邊是電源，其余三邊是外電路，電壓表的示數(shù)是cd兩端電壓的有效值，UcdBL2，A錯(cuò)誤，B正確；S閉合時(shí)，整個(gè)外電路的結(jié)構(gòu)是電阻r與cd邊并聯(lián)再與ad、bc邊串聯(lián)，流過電阻r的電流即電流表的示數(shù)等于電路中總電流的一半，IA·，C錯(cuò)誤，D正確9(20

12、15·天津高考)如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭Q來調(diào)節(jié)在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則(BC)A保持Q的位置不變，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大B保持Q的位置不變，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小C保持P的位置不變，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大D保持P的位置不動(dòng)將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小解析：保持Q的位置不變時(shí)，輸出電壓U2不變，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電阻增大，副線圈電流變小，則原線圈電流也減小，電流表讀數(shù)變小，B正確將Q向上滑動(dòng)時(shí)，輸出電壓U2變大，保持P的位置

13、不變，電阻不變，副線圈電流變大，則原線圈電流也變大，電流表讀數(shù)變大，C正確課時(shí)過關(guān)(B卷) 一、單項(xiàng)選擇題1直流電路如圖所示，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電源的(A) A總功率一定減小B效率一定減小C內(nèi)部損耗功率一定增大D輸出功率一定先增大后減小解析： 滑片P向右移動(dòng)時(shí)外電路電阻R外增大，由閉合電路歐姆定律知總電流減小，由P總EI可得P總減小，故選項(xiàng)A正確；根據(jù)可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由P內(nèi)I2r可知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由P輸R外圖象，因不知道R外的初始值與r的關(guān)系，所以無法判斷P輸?shù)淖兓闆r，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2如圖所示的電路，閉合開關(guān)S，a、b、c三盞燈均能發(fā)光，電源電動(dòng)勢(shì)E恒定且內(nèi)阻r不可忽略，現(xiàn)將變阻器

14、R的滑片稍向上滑動(dòng)一些，三盞燈亮度變化的情況是(B)Aa燈變亮，b燈和c燈變暗Ba燈和c燈變亮，b燈變暗Ca燈和c燈變暗，b燈變亮Da燈和b燈變暗，c燈變亮解析：滑片上移，R減小，電路總電阻減小，I增大，a燈變亮，同時(shí)Ir以及Ua增大，Ub減小，b燈變暗，Ib減小，則IcIIb增大，c燈變亮，選項(xiàng)B正確3(2015·福建高考)如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2.在T的原線圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為(C)A. B.C4r D4

15、r解析：原線圈電壓的有效值：U1，根據(jù)可求：U2，又因?yàn)槭抢硐胱儔浩?，所以T的副線圈的電流功率等于輸入功率P，所以輸電線上電流I，導(dǎo)線上損耗的電功率PI22r4r2，所以C正確；A、B、D錯(cuò)誤4遠(yuǎn)距離輸電，原來采用2 200 V輸電，輸電線上損失的電功率為P，在保持輸送電功率和輸電線電阻不變的條件下，現(xiàn)采用22 kV輸電，則輸電線上損失的電功率將變?yōu)?A) A.P B.PC10P D100P解析：電壓變?yōu)樵瓉淼?0倍，電流變?yōu)樵瓉淼?.1倍，輸電線上損失的電功率變?yōu)?.01倍，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤平方反比規(guī)律有三個(gè)，另外還有萬有引力定律、庫侖定律5如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過輸

16、電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R.開始時(shí)，開關(guān)S斷開，當(dāng)S接通后(C)A副線圈兩端從M、N的輸出電壓減小B副線圈輸電線等效電阻R兩端的電壓降減小C通過燈泡L1的電流減小D原線圈中的電流減小解析：原、副線圈電壓比等于線圈匝數(shù)比，線圈匝數(shù)比沒有變化，原線圈兩端的電壓沒有變化，故M、N的輸出電壓不變，A錯(cuò)誤；S接通后負(fù)載電阻阻值減小，故總電阻減小，總電流變大，R兩端的電壓降變大，L1兩端的電壓減小，通過L1的電流減小，B錯(cuò)誤、C正確；輸出功率PIU，I變大，U不變，可知P變大，故輸入功率變大，原線圈中的電流變大，D錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題6一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)

17、動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，下列說法正確的有(ABC) At1時(shí)刻線圈位于中性面Bt2時(shí)刻通過線圈的磁通量最小C電動(dòng)勢(shì)的有效值為D一個(gè)周期內(nèi)交變電流的方向改變一次解析：電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，在中性面，磁通量最大，A正確，B正確；一個(gè)周期電流方向改變2次，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；正弦交變電流電動(dòng)勢(shì)有效值E，C正確7一個(gè)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示由圖可知(AD)A該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u100sin 50t(V)B0.01 s末線圈處于中性面的位置C該交流電電壓的有效值為100 VD若將該交流電壓加在阻值為R100 的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50

18、W解析：0.01 s末電壓最大，線圈處于垂直中性面的位置，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；有效值為50 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)圖象知A正確；根據(jù)P可確定，D正確8(2015·海南高考)如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為41，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R11R0，是理想電壓表；現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時(shí)電壓表讀數(shù)為5.0 V，則(AD)A此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為34 VB此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24 VC原線圈兩端原來的電壓有效值約為68 VD原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V解析：當(dāng)負(fù)

19、載電阻的阻值減小為R5R0時(shí)，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律，R兩端電壓為R0兩端電壓的5倍，因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量R兩端的電壓，所以UR0×51 V，故副線圈兩端電壓為U26 V，根據(jù)公式可得此時(shí)原線圈兩端電壓的有效值為U124 V，所以此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24 V34 V，A正確B錯(cuò)誤；因?yàn)樽兓^程中變壓器的輸入電流不變，所以對(duì)于副線圈中變化前后電流也不變，則變化后電壓U2IR05IR06IR0，變化前，U2IR011IR012IR0，所以U22U212 V，根據(jù)公式可得原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V，D正確C錯(cuò)誤9如圖所示，一理想變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n11 000匝，n2200匝，原線圈中接一交變電源，交變電源電壓u220sin 100t(V)副線圈中接一電動(dòng)機(jī)，電阻為11 ，電流表A2示數(shù)為1 A，電表對(duì)電路的影響忽略不計(jì)下列說法正確的是(BC)A此交流電的頻率為100 HzB電流表A1示數(shù)為0.2 AC此電動(dòng)機(jī)輸出功率為33 WD電