專(zhuān)題七專(zhuān)題七××直流電路與交流電路命題趨勢(shì)命題趨勢(shì)本專(zhuān)題內(nèi)容在近幾年高考中命題較少，直流電路重點(diǎn)考查電路功率的計(jì)算、動(dòng)態(tài)過(guò)程分析等；變壓器、交流電路部分由于與日常生活、生產(chǎn)緊密結(jié)合，常以選擇題的形式出現(xiàn)?？键c(diǎn)清單考點(diǎn)清單一、直流電路二、正弦交變電流的“四值”三、理想變壓器各物理量間的制約關(guān)系精題集訓(xùn)精題集訓(xùn)（70分鐘）經(jīng)典訓(xùn)練題經(jīng)典訓(xùn)練題1．(多選)如圖所示，電路中閉合開(kāi)關(guān)S后，燈泡L1和L2均正常發(fā)光。由于某種原因L2的燈絲突然燒斷，其余用電器均未損壞。電路再次穩(wěn)定后，下列說(shuō)法正確的是()A．電流表示數(shù)變大B．電容器C所帶電荷量不變C．電源的輸出功率一定變大D．電源的工作效率一定變大【答案】AD【解析】燈泡L2的燈絲燒斷，外電路電阻變大，電源輸出電流減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電源路端電壓U＝E－Ir，即電源路端電壓增大，由歐姆定律可知燈泡L1中電流增大，電流表示數(shù)變大，A正確；電源路端電壓增大，電容器兩端電壓增大，由C＝eq\f(Q,U)可知，電容器所帶電荷量增多，B錯(cuò)誤；由于題述沒(méi)有給出電源內(nèi)阻與燈泡電阻的關(guān)系，不能判斷出電源的輸出功率的變化趨勢(shì)，C錯(cuò)誤；根據(jù)η＝eq\f(U,E)×100%，可知電源的工作效率η一定變大，D正確。2．(2021·浙江1月選考物理·T16)(多選)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其他電阻不計(jì)，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)一周()A．框內(nèi)電流方向不變B．電動(dòng)勢(shì)的最大值為UmC．流過(guò)電阻的電荷量為SKIPIF1<0D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<0【答案】BD【解析】當(dāng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，框內(nèi)電流方向每經(jīng)過(guò)中性面一次都要變化一次，則A錯(cuò)誤；由圖乙可知，電動(dòng)勢(shì)的最大值為Um，B正確；線圈轉(zhuǎn)過(guò)半周，則流過(guò)電阻的電荷量SKIPIF1<0，則金屬框轉(zhuǎn)過(guò)一周流過(guò)電阻的電荷量SKIPIF1<0，C錯(cuò)誤；因Um＝BωL2，則SKIPIF1<0，金屬框轉(zhuǎn)過(guò)一周電阻產(chǎn)生的焦耳熱SKIPIF1<0，D正確。高頻易錯(cuò)題高頻易錯(cuò)題1.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電路中的R2、R3分別為總阻值一定的滑動(dòng)變阻器，R0為定值電阻，R1為光敏電阻(其阻值隨光照強(qiáng)度增大而減小)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說(shuō)法中正確的是()A．只逐漸增大R1的光照強(qiáng)度，電阻R0消耗的電功率變大，電阻R3中有向上的電流B．只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動(dòng)端P2向上端移動(dòng)，電源消耗的功率變大，電阻R3中有向上的電流C．只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端P1向下端移動(dòng)，電壓表示數(shù)變大，帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)D．若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，電容器所帶電荷量變大，帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】只逐漸增大R1的光照強(qiáng)度，R1的阻值減小，總電阻減小，總電流增大，電阻R0消耗的電功率變大，R2兩端的電壓變大，電容器兩端的電壓增大，電容器充電，電容器所帶電荷量變大，所以R3中有向上的電流，故A正確；電路穩(wěn)定時(shí)，電容器相當(dāng)于斷路，只調(diào)節(jié)R3的滑動(dòng)端P2向上端移動(dòng)時(shí)，對(duì)電路沒(méi)有影響，故B錯(cuò)誤；只調(diào)節(jié)R2的滑動(dòng)端P1向下端移動(dòng)時(shí)，與電容器并聯(lián)部分的電阻變大，所以電容器兩端的電壓變大，電場(chǎng)力變大，帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，電容器放電，電容器所帶電荷量變小，電容器兩端電壓變小，兩極板間電場(chǎng)變小，帶電微粒所受電場(chǎng)力減小，合力向下，則帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。2．(多選)如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，原線圈的輸入電壓u隨時(shí)間t變化圖象如圖乙所示，D為理想二極管，R為電阻箱，當(dāng)電阻箱阻值R＝11Ω時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．原線圈的輸入電壓頻率為50HzB．電阻箱R兩端電壓的有效值為11VC．電阻箱R消耗的功率為22WD．若電阻箱R阻值變小，原線圈中的電流減小【答案】AC【解析】由題圖可知，T＝0.02s，f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故A正確；原線圈電壓的有效值U1＝220V，由變壓比可知，副線圈兩端的電壓U2＝22V，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，由電流的熱效?yīng)可知，eq\f(U\o\al(,R2),R)T＝eq\f(222,R)·eq\f(T,2)，得UR＝11eq\r(2)V，故B錯(cuò)誤；由熱功率P＝eq\f(U\o\al(,R2),R)＝22W可知，電阻箱R消耗的功率為22W，故C正確；若電阻箱R阻值變小，由于原線圈電壓不變和變壓器匝數(shù)比不變，所以副線圈的電壓不變，所以副線圈電流變大，則原線圈電流變大，故D錯(cuò)誤。精準(zhǔn)預(yù)測(cè)題精準(zhǔn)預(yù)測(cè)題1．如圖所示的電路中，小燈泡L電阻不變，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，R1＞r，將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，則()A．電壓表的示數(shù)變小B．燈的亮度變小C．電源的輸出功率變大D．電源的效率升高【答案】C【解析】將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，變阻器R3接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，故總電流I變大，根據(jù)U＝E－Ir可知路端電壓減??；根據(jù)歐姆定律可知電阻R1兩端的電壓增加，即電壓表的示數(shù)變大，故并聯(lián)部分的電壓U＝U－IR1減小，根據(jù)歐姆定律可知通過(guò)R2的電流減小，根據(jù)并聯(lián)分流可知電流表的示數(shù)變大，即燈的電流變大，根據(jù)P＝I2R可知燈的功率變大，所以燈的亮度變亮，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)外電路電阻接近電源內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率增加，當(dāng)內(nèi)阻等于外阻時(shí)，電源的輸出功率最大，由于R1＞r，所以外電路的總電阻總大于電源的內(nèi)阻，在外電路的總電阻減小的過(guò)程中電源的輸出功率在變大，故C正確；電源的效率SKIPIF1<0，變阻器R3接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，路端電壓減小，所以電源的效率減小，故D錯(cuò)誤。2．在如圖所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動(dòng)勢(shì)為E。內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，C為電容器，A﹑V分別為理想安培表和伏特表。在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P自b端向a端滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)降低B．伏特表示數(shù)變小C．安培表示數(shù)變大D．電容器C所帶電荷量減小【答案】B【解析】在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自b端向a端滑動(dòng)的過(guò)程中，變阻器接入電路的電阻增大，外電路總電阻增大，干路電流I減小，電阻R1兩端電壓減小，則電壓表示數(shù)減小，B正確；根據(jù)外電路中順著電流方向，電勢(shì)降低，可知a的電勢(shì)大于零，且a點(diǎn)的電勢(shì)等于R2兩端的電壓。電阻R2兩端的電壓U2＝E－I(R1＋r)，I減小，則U2變大，則a點(diǎn)的電勢(shì)升高，A錯(cuò)誤；U2變大，通過(guò)R2的電流I2增大。通過(guò)電流表的電流IA＝I－I2，I減小，I2增大，則IA減小，即電流表示數(shù)減小，C錯(cuò)誤；電容器C的電壓等于電阻R2兩端的電壓，則電容器板間電壓變大，由Q＝CU知電容器C所帶電荷量增多，D錯(cuò)誤。3．(多選)如圖所示的電路中，R1、R2、R3均為定值電阻，R4、R5為滑動(dòng)變阻器，D為二極管，平行板電容器C的上下極板水平，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2處于閉合狀態(tài)時(shí)，一帶電液滴在電容器極板間恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說(shuō)法正確的是()A．保持開(kāi)關(guān)S1和S2閉合，僅增大R4連入電路中的阻值，帶電液滴將向下運(yùn)動(dòng)B．保持開(kāi)關(guān)S1和S2閉合，僅減小R5連入電路中的阻值，帶電液滴將向下運(yùn)動(dòng)C．保持開(kāi)關(guān)S1閉合，斷開(kāi)S2，其余電阻不變，帶電液滴將向下運(yùn)動(dòng)D．同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1和S2，將電容器下極板往上移一小段距離，帶電液滴向下運(yùn)動(dòng)【答案】AD【解析】保持開(kāi)關(guān)S1和S2閉合，僅增大R4連入電路中的阻值，回路總電阻增大，總電流減小，R2的電壓減小，電容器電壓減小，電場(chǎng)力減小，帶電液滴將向下運(yùn)動(dòng)，A正確；保持開(kāi)關(guān)S1和S2閉合，R5中無(wú)電流，僅減小R5連入電路中的阻值，對(duì)電路無(wú)影響，電容器兩端電壓不變，帶電液滴仍然靜止，B錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)S1和S2都閉合時(shí)，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，斷開(kāi)S2，其余電阻不變，對(duì)電路無(wú)影響，電容器電壓不變，帶電液滴仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，C錯(cuò)誤；同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1和S2，電容器通過(guò)R2、R5放電，電容器兩端電壓快速減小，電場(chǎng)力快速減小，無(wú)論將電容器下極板往上移動(dòng)一小段距離還是往下移動(dòng)一小段距離，帶電液滴都向下運(yùn)動(dòng)，D正確。4．(多選)如圖甲所示的電路中，變壓器為理想變壓器，交流電流表為理想電表，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，兩只規(guī)格為“6V3W”的燈泡均正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是()A．電阻R的功率為6WB．電流表的示數(shù)為0.5AC．原、副線圈匝數(shù)之比為3∶1D．副線圈中電流方向1s內(nèi)改變50次【答案】AC【解析】由圖乙可知，交流電的有效值U＝24V，由于原副線圈所接燈泡均能正常發(fā)光，則回路內(nèi)電流SKIPIF1<0A，變壓器原線圈分到的電壓U1＝U－UL＝18V，副線圈燈泡也正常發(fā)光，故U2＝UL＝6V，故原副線圈的匝數(shù)之比為3∶1，原線圈的電功率P1＝U1I1＝9W，副線圈電功率P1＝PL＋PR＝3W＋PR，又因?yàn)镻1＝P2，解得PR＝6W，故A、C正確；副線圈中電阻R的電壓UR＝U2＝6V，由P＝UI得IR＝1A，則電流表的示數(shù)為1A，故B錯(cuò)誤；交流電壓0.01s改變一次，副線圈中電流0.01s改變一次，即副線圈中電流方向1s內(nèi)改變100次，故D錯(cuò)誤。5．科學(xué)中心某款手搖點(diǎn)火器原理如圖所示。當(dāng)鋼針和金屬板間瞬時(shí)電壓超過(guò)5000V時(shí)可以產(chǎn)生電火花。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為0.2T，手搖發(fā)電機(jī)線圈的面積為0.25m2，共50匝，不計(jì)內(nèi)阻。變壓器為理想變壓器，其原副線圈匝數(shù)比為1∶100。下列說(shuō)法正確的是()A．線圈轉(zhuǎn)速等于2r/s時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花B．線圈轉(zhuǎn)速等于4r/s時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花C．電壓表的示數(shù)為5V時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花D．電壓表的示數(shù)為25V時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花【答案】B【解析】線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電，設(shè)轉(zhuǎn)速為n，則發(fā)電機(jī)的最大電動(dòng)勢(shì)Em＝NBSω＝NBS?2πn，發(fā)電機(jī)的最大電動(dòng)勢(shì)等于變壓器的輸入線圈電壓的最大值，U1m＝Em，根據(jù)變壓器兩端的匝數(shù)比等于電壓比，有SKIPIF1<0，鋼針和金屬板間瞬時(shí)電壓超過(guò)5000V時(shí)可以產(chǎn)生電火花，現(xiàn)令U2m＝5000V，聯(lián)立解得U1m＝50V，SKIPIF1<0，故線圈轉(zhuǎn)速等于4r/s時(shí)，副線圈的電壓最大值超過(guò)了5000V，能產(chǎn)生電火花，故A錯(cuò)誤，B正確；電壓表的示數(shù)為原線圈兩端的電壓有效值，剛點(diǎn)火時(shí)SKIPIF1<0V，5V和25V均小于25eq\r(2)V，則不能達(dá)到點(diǎn)火電壓，故CD錯(cuò)誤。6．小明分別按圖1和圖2電路探究遠(yuǎn)距離輸電的輸電損耗，將長(zhǎng)導(dǎo)線卷成相同的兩卷A、B來(lái)模擬輸電線路，忽略導(dǎo)線的自感作用。其中T1為理想升壓變壓器，T2為理想降壓變壓器，兩次實(shí)驗(yàn)中使用的燈泡相同，燈泡的電壓相等兩次實(shí)驗(yàn)中()A．都接直流電源B．A兩端的電壓相等C．A損耗的功率相等D．圖1中A的電流較大【答案】D【解析】由于變壓器只能改變交變電流，因此圖2中不可能接直流電源，A錯(cuò)誤；T2是降壓變壓器，根據(jù)SKIPIF1<0，由于流過(guò)兩個(gè)燈的電流相等，可知圖2中流過(guò)A的電流較小，加在圖2中A兩端的電壓較低，圖2中A消耗的功率較小，BC錯(cuò)誤，D正確。7．如圖，理想變壓器原線圈匝數(shù)為1100匝，接有一阻值為R的電阻，電壓表V1示數(shù)為110.0V。副線圈接有一個(gè)阻值恒為RL的燈泡，繞過(guò)鐵芯的單匝線圈接有一理想電壓表V2，示數(shù)為0.10V。已知RL∶R＝4∶1，則副線圈的匝數(shù)為()A．225B．550C．2200D．4400【答案】C【解析】假設(shè)理想變壓器原線圈的輸入電壓為U，根據(jù)理想變壓器線圈兩端電壓之比為線圈匝數(shù)之比可知，原線圈兩端電壓和V2滿足SKIPIF1<0，解得原線圈輸入電壓U＝220V，理想變壓器原副線圈電流之比等于線圈匝數(shù)的反比，原線圈電流I1和通過(guò)燈泡的電流I2滿足eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，定值電阻R滿足歐姆定律SKIPIF1<0，則通過(guò)燈泡的電流SKIPIF1<0，結(jié)合RL∶R＝4∶1可知副線圈電壓為SKIPIF1<0，原線圈與副線圈的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比SKIPIF1<0，代入U(xiǎn)2得副線圈得匝數(shù)n2＝2200。8．如圖（a）所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶5，定值電阻R1的阻值為10Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為50Ω，定值電阻R3的阻值為10Ω，圖中電表均為理想電表。原線圈輸入如圖（b）所示的交變電流，其有效值不隨負(fù)載變化。當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值由50Ω減小到0的過(guò)程中()A．電流表的示數(shù)為5AB．通過(guò)R2的電流減小C．電壓表的示數(shù)減小D．R2和R3的總電功率先增大后減小【答案】C【解析】由圖（b）所示的交變電流，可得其有效值SKIPIF1<0，即電流表的示數(shù)為7.1A，故A錯(cuò)誤；可知原副線圈兩端的總電流不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值由50Ω減小到0，此時(shí)副線圈的總電阻減小，則副線圈兩端的電壓減小，即電壓表的示數(shù)減??；根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知R1兩端的電壓減小，則通過(guò)R1的電流減小，根據(jù)并聯(lián)分流可知，通過(guò)R2和R3的電流增大；故B錯(cuò)誤，C正確；設(shè)通過(guò)R2和R3的電流為I2，則根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得SKIPIF1<0，則R2和R3的總電功率SKIPIF1<0，可得R2和R3的總電功率隨R2減小而增大，故D錯(cuò)誤。9．如圖甲所示，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流輸入理想變壓器的原線圈，發(fā)電機(jī)取兩種不同的轉(zhuǎn)速，使其電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙中a、b所示，則下列說(shuō)法正確的是()A．曲線b表示的交變電流的電動(dòng)勢(shì)有效值為10VB．曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈角速度之比為3∶2C．線圈轉(zhuǎn)速不變，將原線圈滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡變亮D．P位置不變，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值變大時(shí)，變壓器的輸入功率變大【答案】B【解析】由圖乙可知a的周期Ta＝4×10－2s，b的周期Tb＝6×10－2s，根據(jù)ω＝eq\f(2π,T)，角速度比ωa∶ωb＝3∶2，B正確；由圖乙可知曲線a表示的交變電流的電動(dòng)勢(shì)最大值為15V，根據(jù)Em＝NBSω，可得Ema∶Emb＝3∶2，則曲線b表示的交變電流的電動(dòng)勢(shì)的最大值為10V，有效值為5eq\r(2)V，A錯(cuò)誤；僅將原線圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí)，原線圈的匝數(shù)變大，根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸出電壓減小，故燈泡會(huì)變暗，C錯(cuò)誤；P位置不變，副線圈電壓不變，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值變大時(shí)，輸出功率P＝eq\f(U2,R)，變小，輸入功率也變小，D錯(cuò)誤。10．如圖甲所示為一交變電壓隨時(shí)間變化的圖象，每個(gè)周期內(nèi)，前二分之一周期電壓恒定，后二分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化。若將此交流電連接成如圖乙所示的電路，A、V分別為理想交流電流表和理想交流電壓表，電阻R阻值為100Ω，則()A．理想交流電壓表讀數(shù)為2