第2課時(shí)直流電路和交流電路專題復(fù)習(xí)定位解決問題本專題主要復(fù)習(xí)直流電路和交流電路的相關(guān)知識和規(guī)律應(yīng)用。高考重點(diǎn)閉合電路歐姆定律的應(yīng)用；電路中的能量問題；交流電的產(chǎn)生和描述；變壓器和遠(yuǎn)距離輸電。題型難度本專題以選擇題的形式命題，對直流電路的考查較少，考查重點(diǎn)在于交流電的性質(zhì)和特點(diǎn)的分析，變壓器的原理及規(guī)律的應(yīng)用，題目考查點(diǎn)單一，難度較小。1.純電阻電路和非純電阻電路(1)純電阻電路：電功W＝UIt，電功率P＝UI，且電能全部轉(zhuǎn)化為電熱，有W＝Q＝UIt＝eq\f(U2,R)t＝I2Rt，P＝UI＝eq\f(U2,R)＝I2R。(2)非純電阻電路：電功W＝UIt，電功率P＝UI，電熱Q＝I2Rt，電熱功率P熱＝I2R，電功大于電熱，即W>Q，故求電功、電功率只能用W＝UIt、P＝UI，求電熱、電熱功率只能用Q＝I2Rt、P熱＝I2R。2.電源的功率和效率(1)電源的幾個(gè)功率①電源的總功率：P總＝EI。②電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)＝I2r。③電源的輸出功率：P出＝UI＝P總－P內(nèi)。(2)電源的效率η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(U,E)×100%。3.交流電的“四值”(1)最大值Em＝NωBS，電容器的擊穿電壓指最大值。(2)瞬時(shí)值(從中性面開始計(jì)時(shí))e＝NωBSsin__ωt。(3)有效值：正弦式交流電的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))；非正弦式交流電的有效值必須根據(jù)電流的熱效應(yīng)，用等效的思想來求解。計(jì)算交流電路的電功、電功率和測定交流電路的電壓、電流都是指有效值。(4)平均值：eq\o(E,\s\up6(－))＝neq\f(ΔΦ,Δt)，常用來計(jì)算通過電路的電荷量。4.理想變壓器的基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P入＝P出。(2)電壓關(guān)系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)。1.直流電路動態(tài)分析方法(1)程序法：基本思路是“部分→整體→部分”。即從阻值的變化入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判定R總的變化情況，再由閉合電路歐姆定律判斷I總和U端的變化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判斷各部分的變化情況。(2)結(jié)論法——“串反并同”“串反”：指某一電阻增大(減小)時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大)?！安⑼保褐改骋浑娮柙龃?減小)時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(減小)。2.變壓器和遠(yuǎn)距離輸電的分析技巧(1)變壓器副線圈的電流和功率決定原線圈的電流和功率；(2)遠(yuǎn)距離輸電問題分析的關(guān)鍵是求中間回路電流的大小。高考題型1閉合電路歐姆定律及電路動態(tài)分析1.直流電路動態(tài)分析方法(1)程序法。(2)“串反并同”法。(3)極限法。2.電容器的特點(diǎn)(1)只有當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電容器支路中才會有電流，當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電容器所在的支路相當(dāng)于斷路。(2)電路穩(wěn)定時(shí)，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓?！纠?】(多選)(2021·遼寧省名校聯(lián)盟開學(xué)考)如圖1所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b端移動時(shí)，則()圖1A.電壓表讀數(shù)減小 B.電流表讀數(shù)減小C.質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動 D.R3上消耗的功率逐漸增大答案AC解析當(dāng)滑片向b移動時(shí)，滑動變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減小，干路電流增大，路端電壓減小，R1兩端的電壓增大，R3兩端的電壓減小，由歐姆定律可知流過R3的電流減小，則流過R2的電流增大，即電流表示數(shù)增大，R2兩端電壓增大，R4兩端電壓減小，即電壓表示數(shù)減小，故A正確，B錯(cuò)誤；電容器兩端電壓減小，電荷受到的向上電場力減小，則重力大于電場力，電荷向下運(yùn)動，故C正確；R3兩端的電壓減小，由P＝eq\f(U2,R)可知，R3上消耗的功率減小，故D錯(cuò)誤。【拓展訓(xùn)練1】(多選)(2021·福建寧德市第一次質(zhì)檢)某汽車的電源與啟動電機(jī)、車燈連接的簡化電路如圖2所示。當(dāng)汽車啟動時(shí)，開關(guān)S閉合，啟動電機(jī)開始工作，車燈變暗，則車燈()圖2A.車燈的電流變小 B.路端電壓變小C.電路的總電流變小 D.電源的總功率變小答案AB解析S閉合，燈與電動機(jī)并聯(lián)，電路總電阻減小，干路電流I增大，電源內(nèi)電壓增大、則路端電壓減小，車燈電流I燈＝eq\f(U,R燈)減小，電源的總功率EI變大，選項(xiàng)A、B正確?！就卣褂?xùn)練2】(2021·新高考八省大聯(lián)考廣東區(qū)模擬)催化燃燒式氣體傳感器可以檢測一氧化碳?xì)怏w，當(dāng)一氧化碳?xì)怏w達(dá)到一定的濃度，傳感器中的檢測片燃燒，使檢測片溫度上升、檢測片的電阻增加，如圖3所示電路中，R為催化燃燒式氣體傳感器的檢測片。當(dāng)環(huán)境一氧化碳?xì)怏w達(dá)到一定濃度，會發(fā)現(xiàn)()圖3A.電壓表、電流表示數(shù)均減小B.電壓表，電流表示數(shù)均增大C.電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大D.電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)減小答案D解析由題意知當(dāng)環(huán)境一氧化碳?xì)怏w達(dá)到一定濃度，R增大，總電阻增大，則總電流減小，內(nèi)電壓減小，根據(jù)U＝E－U內(nèi)，可知路端電壓增大，因此電壓表V示數(shù)增大，通過滑動變阻器的電流增大，則電流表A示數(shù)減小。故選項(xiàng)D正確。高考題型2電路中的功率和效率問題【例2】(多選)(2021·山東青島市黃島區(qū)期末)“抗疫”期間，關(guān)鍵區(qū)域用機(jī)器人運(yùn)送防疫物資，從而降低了感染的風(fēng)險(xiǎn)。某機(jī)器人電動機(jī)的額定工作電壓為36V，正常工作時(shí)的額定功率為90W，其所用鋰電池的容量為5000mA·h，當(dāng)機(jī)器人工作到電池剩余容量為總?cè)萘康?0%時(shí)會停止工作，然后自動充電，下列說法正確的是()A.機(jī)器人正常工作時(shí)的電流為2.5AB.機(jī)器人的內(nèi)電阻為14.4ΩC.機(jī)器人可以連續(xù)正常工作的時(shí)間為108minD.機(jī)器人充滿電后正常工作總共消耗的電能為6.48×105J答案AC解析機(jī)器人正常工作時(shí)的電流為I＝eq\f(P,U)＝eq\f(90,36)A＝2.5A，選項(xiàng)A正確；根據(jù)題中條件無法求解機(jī)器人的內(nèi)電阻，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；機(jī)器人可以連續(xù)正常工作的時(shí)間為t＝eq\f(5000×10－3×90%,2.5)h＝1.8h＝108min，選項(xiàng)C正確；機(jī)器人充滿電后正常工作總共消耗的電能為E＝Pt＝90×1.8×3600J＝5.832×105J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【拓展訓(xùn)練3】(2021·北京市朝陽區(qū)期末)下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，不計(jì)自身機(jī)械損耗，若該車在額定狀態(tài)下以最大速度行駛，則下列選項(xiàng)正確的是()自重40kg額定電壓48V載重75kg額定電流12A最大行駛速度20km/h額定輸出功率400WA.電動機(jī)的輸入功率為576W B.電動機(jī)的線圈電阻為4ΩC.該車獲得的牽引力為104N D.該車受到的阻力為20N答案A解析電動機(jī)的輸入功率P＝UI＝48×12W＝576W，故A正確；電動機(jī)正常工作時(shí)是非純電阻電路，不能用歐姆定律求內(nèi)阻，故B錯(cuò)誤；電動車速度最大時(shí)，牽引力等于阻力，由P出＝Fvm＝Ffvm，可得F＝Ff＝eq\f(P出,vm)＝72N，故C、D錯(cuò)誤?！就卣褂?xùn)練4】(多選)(2021·江蘇南通市平潮中學(xué)期末)如圖4所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1為定值電阻(R1>r)，R2為可變電阻，C為電容器，閉合開關(guān)后改變R2的阻值，則()圖4A.增大R2的阻值，電阻R1上的電壓也增大B.增大R2的阻值，電容器C上的電荷量增加C.當(dāng)R2＝0時(shí)，電源的輸出功率最大D.當(dāng)R2＝0時(shí)，電源的效率最大答案BC解析當(dāng)R2增大時(shí)，電路總電阻增大，電流減小。R1兩端電壓U1＝IR1，I減小，U1減?。桓鶕?jù)閉合電路歐姆定律可知，電阻R2兩端的電壓U2＝E－I(R1＋r)，電流減小，故U2增加，電容器兩端電壓也增加，故電容器上的電荷量增加，故A錯(cuò)誤，B正確；外電路電阻與內(nèi)阻越接近，電源輸出功率越大。由于R1>r，故當(dāng)R2＝0時(shí)，電源輸出功率最大，電源的效率η＝eq\f(R1＋R2,R1＋R2＋r)可知，R2越小，效率越低，故C正確，D錯(cuò)誤。高考題型3交流電的產(chǎn)生和描述【例3】(2021·1月福建省新高考適應(yīng)性考試，1)一手搖交流發(fā)電機(jī)線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸位于線圈平面內(nèi)，并與磁場方向垂直。產(chǎn)生的交變電流i隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖5所示，則()圖5A.該交變電流頻率是0.4HzB.該交變電流有效值是0.8AC.t＝0.1s時(shí)，穿過線圈平面的磁通量最小D.該交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式是i＝0.8eq\r(2)sin(5πt)A答案C解析由題圖可知，該交變電流的周期T＝0.4s，則頻率為f＝eq\f(1,T)＝2.5Hz，故A錯(cuò)誤；該交變電流的最大值Im＝0.8A，則有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.4eq\r(2)A，故B錯(cuò)誤；t＝0.1s時(shí)，電流最大，說明線圈與磁場方向平行，穿過線圈的磁通量為零，故C正確；線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝eq\f(2π,T)＝5πrad/s，該交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝0.8sin(5πt)A，故D錯(cuò)誤?！就卣褂?xùn)練5】(2021·6月浙江選考，5)如圖6所示，虛線是正弦交流電的圖像，實(shí)線是另一交流電的圖像，它們的周期T和最大值Um相同，則實(shí)線所對應(yīng)的交流電的有效值U滿足()圖6A.U＝eq\f(Um,2) B.U＝eq\f(\r(2)Um,2)C.U>eq\f(\r(2)Um,2) D.U<eq\f(\r(2)Um,2)答案D解析虛線是正弦交流電的圖像，其有效值為U有效值＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(\r(2)Um,2)，由圖可知，在任意時(shí)刻，實(shí)線所代表的交流電的瞬時(shí)值都不大于虛線表示的正弦交流電的瞬時(shí)值，則實(shí)線所代表的交流電的有效值小于虛線表示的正弦交流電的有效值，則U<eq\f(\r(2)Um,2)，故選D?！就卣褂?xùn)練6】(2021·寧夏吳忠市4月二模)一個(gè)阻值為r＝2Ω的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，周期為T，從中性面開始計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝eq\f(1,12)T時(shí)，感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值為5eq\r(2)V，該線圈與一阻值為R＝8Ω的電阻組成閉合回路，下列說法正確的是()A.電動勢的有效值為10eq\r(2)VB.用交流電壓表測R電壓時(shí)讀數(shù)為10VC.電阻R的熱功率為16WD.矩形線圈發(fā)熱功率為2W答案D解析根據(jù)交變電壓的瞬時(shí)值u＝Umsinωt，得5eq\r(2)＝Umsineq\f(2π,T)·eq\f(T,12)，所以Um＝10eq\r(2)V，有效值U＝10V，A錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律得U外＝eq\f(U,R＋r)R＝8V，B錯(cuò)誤；電路中電流I＝eq\f(U,R＋r)＝1A，電阻R的熱功率為PR＝I2R＝8W，C錯(cuò)誤；矩形線圈熱功率Pr＝I2r＝2W，D正確。高考題型4變壓器和遠(yuǎn)距離輸電1.理想變壓器動態(tài)分析(1)負(fù)載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況。(2)匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負(fù)載電阻的變化情況。2.理想變壓器問題分析技巧(1)根據(jù)題意分清變量和不變量。(2)弄清“誰決定誰”的制約關(guān)系，對電壓而言，輸入決定輸出；對電流、電功(率)而言，輸出決定輸入。3.遠(yuǎn)距離輸電問題的解題關(guān)鍵(1)整個(gè)輸電線路由三個(gè)回路組成，回路間通過變壓器建立聯(lián)系。(2)關(guān)鍵是通過分析，利用題目條件，首先求出中間回路的電流?！纠?】(多選)(2021·河北省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試，8)如圖7，發(fā)電機(jī)的矩形線圈長為2L、寬為L，匝數(shù)為N，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n0、n1和n2，兩個(gè)副線圈分別接有電阻R1和R2。當(dāng)發(fā)電機(jī)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，理想電流表讀數(shù)為I。不計(jì)線圈電阻，下列說法正確的是()圖7A.通過電阻R2的電流為eq\f(n1I,n2)B.電阻R2兩端的電壓為eq\f(n2IR1,n1)C.n0與n1的比值為eq\f(\r(2)NBL2ω,IR1)D.發(fā)電機(jī)的功率為eq\f(\r(2)NBL2ωI（n1＋n2）,n0)答案BC解析電阻R1兩端的電壓U1＝IR1，由變壓器電壓規(guī)律有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得U2＝eq\f(n2IR1,n1)，則通過電阻R2的電流I2＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(n2R1,n1R2)I，A錯(cuò)誤，B正確；由題意可知發(fā)電機(jī)電動勢的最大值Em＝NBSω＝2NBL2ω，電動勢的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\r(2)NBL2ω，由變壓器的電壓規(guī)律有eq\f(E,U1)＝eq\f(n0,n1)，所以eq\f(n0,n1)＝eq\f(E,U1)＝eq\f(\r(2)NBL2ω,IR1)，C正確；變壓器的輸入功率等于輸出功率，所以發(fā)電機(jī)的功率P＝P1＋P2＝I2R1＋I(xiàn)eq\o\al(2,2)R2＝U1I＋U2I2＝eq\r(2)NBL2ωI(eq\f(n1,n0)＋eq\f(neq\o\al(2,2)R1,n0n1R2))，D錯(cuò)誤?！纠?】(多選)(2021·山東省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試，9)輸電能耗演示電路如圖8所示。左側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3，輸入電壓為7.5V的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導(dǎo)線總電阻為r，負(fù)載R的阻值為10Ω。開關(guān)S接1時(shí)，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，R上的功率為10W；接2時(shí)，匝數(shù)比為1∶2，R上的功率為P。以下判斷正確的是()圖8A.r＝10Ω B.r＝5ΩC.P＝45W D.P＝22.5W答案BD解析當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，左側(cè)變壓器副線圈的電壓U2＝eq\f(n2,n1)·U1＝3×7.5V＝22.5V，電阻R上的電壓，即右側(cè)變壓器的副線圈的電壓U4＝eq\r(PR)＝10V，電流I4＝eq\f(U4,R)＝1A，右側(cè)變壓器原線圈的電壓U3＝eq\f(n3,n4)·U4＝eq\f(2,1)×10V＝20V，電流I3＝eq\f(n4,n3)·I4＝eq\f(1,2)×1A＝0.5A，導(dǎo)線的總電阻r＝eq\f(U2－U3,I3)＝5Ω，當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，設(shè)輸電電流為I，則右側(cè)變壓器的副線圈中的電流為0.5I，根據(jù)理想變壓器的規(guī)律，有eq\f(U2－Ir,n3)＝eq\f(0.5IR,n4)，解得I＝3A，則R上的功率P＝(0.5I)2R＝22.5W，故選項(xiàng)B、D正確。【拓展訓(xùn)練7】(多選)(2021·廣東惠州市高三下第一次模擬)如圖9所示，交流發(fā)電機(jī)通過電阻不計(jì)的導(dǎo)線為右側(cè)電路供電，變壓器為理想變壓器。下列說法正確的是()圖9A.如果增大電阻箱的電阻而其他條件不變，則V1示數(shù)增大、A1示數(shù)增大B.如果增大電阻箱的電阻而其他條件不變，則V1示數(shù)減小、A1示數(shù)減小C.如果該交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的頻率變大而其他條件不變，則V2示數(shù)減小、A2示數(shù)減小D.如果該交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的頻率變大而其他條件不變，則V2示數(shù)增大、A2示數(shù)增大答案BD解析根據(jù)功率相等可知：U1I1＝Ieq\o\al(2,1)R變＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)I1))eq\s\up12(2)R副，變阻箱電阻增大，則電流A1變小，導(dǎo)致副線圈上的電壓V2變小，匝數(shù)之比不變，所以V1示數(shù)減小，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)交流發(fā)電機(jī)瞬時(shí)電壓表達(dá)式E＝nBSωsinωt＝nBS×2πfsin(2πft)，可知，當(dāng)頻率增大時(shí)，電壓的最大值、有效值均變大，則V1示數(shù)增大，由變壓器原、副線圈兩端電壓之比等于匝數(shù)比可知，副線圈兩端電壓增大即V2示數(shù)增大，由歐姆定律可知，A2示數(shù)增大，故C錯(cuò)誤，D正確。專題限時(shí)訓(xùn)練(限時(shí)：30分鐘)1.(多選)(2021·廣東四校聯(lián)考)如圖1所示，內(nèi)阻為r、電動勢為E的電源，與燈泡L，電阻R，以及電容器C連接成電路，開始時(shí)開關(guān)S斷開，則開關(guān)閉合電路穩(wěn)定后，與開始時(shí)相比()圖1A.電容器上電荷量增大 B.燈泡L變暗C.電源效率減小 D.電源內(nèi)阻的熱功率增大答案CD解析開始時(shí)開關(guān)S斷開，則開關(guān)閉合電路穩(wěn)定后，回路電阻減小，I＝eq\f(E,R外＋r)，電流變大，則燈泡變亮，故B錯(cuò)誤；U＝E－Ir，路端電壓變小，則電容器電壓變小，電容器上電荷量減小，故A錯(cuò)誤；電源內(nèi)阻的熱功率P＝I2r變大；電源效率η＝eq\f(P輸,P總)＝eq\f(U,E)變小，故選項(xiàng)C、D正確。2.(2021·江蘇南京一中階段性檢測)如圖2所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表，下列說法正確的是()圖2A.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時(shí)，R1消耗的功率變大B.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時(shí)，電流表A1示數(shù)變大D.若閉合開關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大答案B解析當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時(shí)，滑動變阻器接入電路的阻值增大，回路總電阻變大，總電流減小，R1消耗的功率減小，A錯(cuò)誤；原線圈電流也減小，C錯(cuò)誤；原線圈電壓不變，副線圈電壓也不變，加在R1兩端的電壓減小，因此電壓表V示數(shù)增大，B正確；若閉合開關(guān)S，回路總電阻減小，總電流增大，R1兩端的電壓，R2兩端的電壓減小，流過R2的電流減小，即A2的示數(shù)減小，D錯(cuò)誤。3.(2021·廣東省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試，7)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)充電裝置，如圖3所示。假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運(yùn)動在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電，周期為0.2s，電壓最大值為0.05V。理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為1∶60。下列說法正確的是()圖3A.交流電的頻率為10HzB.副線圈兩端電壓最大值為3VC.變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強(qiáng)弱無關(guān)D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率答案B解析交流電的周期為0.2s，頻率f＝eq\f(1,T)＝5Hz，A錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器原、副線圈的電壓規(guī)律可知eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，由于原線圈的電壓最大值為0.05V，故副線圈的電壓最大值為3V，B正確；變壓器的輸入電壓由螺線管與永磁鐵相對運(yùn)動產(chǎn)生，故輸入電壓與永磁鐵的磁場強(qiáng)弱有關(guān)，C錯(cuò)誤；理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，D錯(cuò)誤。4.(多選)(2021·廣東廣州市高三下三模)壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，利用壓敏電阻可以設(shè)計(jì)一個(gè)電路來判斷升降機(jī)的運(yùn)動情況，其工作原理如圖所4甲示。將壓敏電阻固定在升降機(jī)底板上，其上放置一個(gè)絕緣物塊。0～t1時(shí)間內(nèi)升降機(jī)停在某樓層處，從t1時(shí)刻開始運(yùn)動，電流表中電流隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，下列判斷正確的是()圖4A.t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能先加速下降后減速下降B.t2～t3時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)C.t3～t4時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)處于超重狀態(tài)D.t3～t4時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)的加速度大小先增大后減小答案CD解析0～t1時(shí)間內(nèi)升降機(jī)停在某樓層處，受力平衡，t1～t2時(shí)間內(nèi)電路中電流比升降機(jī)靜止時(shí)小，說明壓敏電阻增大，壓力減小，重物處于失重狀態(tài)，則此過程升降機(jī)一直加速下降，故A錯(cuò)誤；t2～t3時(shí)間內(nèi)電路中電流等于升降機(jī)靜止時(shí)的電流，由于t1～t2時(shí)間內(nèi)升降機(jī)在加速運(yùn)動，所以t2～t3時(shí)間內(nèi)處于勻速運(yùn)動狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；t3～t4時(shí)間內(nèi)電路中的電流大于升降機(jī)靜止時(shí)的電流，說明壓敏電阻減小，壓力增大，重物處于超重狀態(tài)，故C正確；由圖可知t3～t4時(shí)間內(nèi)，電流先增大后減小，得壓敏電阻是先減小后增大，可知壓力是先增大后減小，可得加速度是先增大后減小，故D正確。5.(2021·遼寧丹東市一模)圖5甲為一臺小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈繞OO′軸轉(zhuǎn)動，若從某位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為r，外接燈泡的電阻為9r，下列說法正確的是()圖5A.線圈是從垂直中性面位置開始計(jì)時(shí)的B.電動勢表達(dá)式為e＝6eq\r(2)sin(50πt)VC.電流方向每秒改變50次D.理想電壓表示數(shù)為5.4V答案D解析電動勢隨時(shí)間的變化規(guī)律從零開始，說明線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，磁通量最大，瞬時(shí)電動勢為零，故A錯(cuò)誤；電動勢的最大值為Em＝6eq\r(2)V，而ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，則電動勢表達(dá)式為e＝Emsinωt＝6eq\r(2)sin(100πt)V，故B錯(cuò)誤；線圈每轉(zhuǎn)一圈，電流改變兩次方向，則電流方向每秒改變了100次，故C錯(cuò)誤；理想電壓表示數(shù)為路端電壓的有效值，有UV＝eq\f(ER,R＋r)＝eq\f(EmR,\r(2)（R＋r）)＝eq\f(6\r(2)×9r,\r(2)（9r＋r）)V＝5.4V，故D正確。6.(2021·廣東六校第三次聯(lián)考)無線充電是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)，無線充電技術(shù)與變壓器相類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量。如圖6甲所示，充電基座接上220V、50Hz家庭用交流電(電壓變化如圖乙所示)，受電線圈接上一個(gè)理想二極管給手機(jī)電池充電。下列說法正確的是()圖6A.乙圖中的E0的大小為220VB.基座線圈和受電線圈通過互感實(shí)現(xiàn)能量傳遞C.在t1時(shí)刻，受電線圈中的電動勢達(dá)到最大D.手機(jī)和基座無需導(dǎo)線連接，這樣傳遞能量沒有損失答案B解析充電基座接上有效值為220V的交流電，E0為最大值，為E0＝220eq\r(2)V，A錯(cuò)誤；基座線圈和受電線圈通過互感實(shí)現(xiàn)能量傳遞，B正確；在t1時(shí)刻，基座線圈電動勢瞬時(shí)值最大，但變化率為零，磁場的變化率為零，故受電線圈中的電動勢為零，C錯(cuò)誤；手機(jī)和基座無需導(dǎo)線連接，通過互感實(shí)現(xiàn)充電，但有一定的磁損耗、焦耳熱損失等，故這樣傳遞能量有一定損失，D錯(cuò)誤。7.(2021·江西五市九校協(xié)作體第一次聯(lián)考)如圖7所示電路，電阻R1與電阻R2阻值相同，都為R，和R2并聯(lián)的D為理想二極管(正向電阻可看作零，反向電阻可看作無窮大)，在A、B間加一正弦交流電u＝60eq\r(2)sin(100πt)V，加在R2上的電壓有效值為()圖7A.30V B.60VC.30eq\r(2)V D.15eq\r(10)V答案D解析在半個(gè)周期內(nèi)二極管導(dǎo)通，此時(shí)R1短路，則R2兩端電壓有效值為60V，在二極管不導(dǎo)通的半個(gè)周期內(nèi)R2兩端電壓有效值為30V，則在一個(gè)周期內(nèi)eq\f(602,R)·eq\f(T,2)＋eq\f(302,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)T，解得U＝15eq\r(10)V，故選項(xiàng)D正確。8.(2021·山東青島市期末教學(xué)質(zhì)檢)理想變壓器與額定電壓均為12V的四個(gè)相同燈泡連接成如圖8所示的電路，開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡L1、L2、L3都正常發(fā)光，忽略燈泡電阻隨溫度的變化。下列說法正確的是()圖8A.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1B.理想變壓器原線圈所接交流電源的電壓為24VC.閉合開關(guān)S，燈泡L1、L2、L3仍能正常發(fā)光D.閉合開關(guān)S，燈泡L1可能燒毀答案D解析開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡L1、L2、L3都正常發(fā)光，則原線圈的電流為I，副線圈的電流為2I，由變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，則變壓器原副線圈匝數(shù)比為2∶1，所以A錯(cuò)誤；變壓器的輸出電壓為U2＝12V，由變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比，所以變壓器的輸入電壓U1＝24V，則理想變壓器原線圈所接交流電源的電壓為U＝U1＋12V＝36V，所以B錯(cuò)誤；利用等效法，把副線圈看成一個(gè)電阻串聯(lián)在原線圈中，閉合開關(guān)S，等效電阻變小，則原線圈中的電流會變大，所以燈泡L1可能燒毀，則D正確；閉合開關(guān)S，原線圈中的電流會變大，則燈泡L1分的電壓變大，所以原線圈的輸入電壓U1變小，則副線圈的電壓U2也變小，所以燈泡L1、L2、L3不能正常發(fā)光，都會變暗的，則C錯(cuò)誤。9.(2021·山東臨沂市等級考試模擬)特高壓輸電技術(shù)已成為繼高鐵、核電之后中國在世界范圍內(nèi)的第三張高科技名片。如圖9為特高壓遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器為理想變壓器，特高壓輸電電壓U保持不變，輸電線路的等效電阻為R0，用戶電路為純電阻電路，總電阻為R，當(dāng)R變小時(shí)，不考慮其他因素的影響，則下列說法正確的是()圖9A.變壓器原線圈中的電流變小B.變壓器輸出端的電壓變大C.用戶獲得的功率一定變大D.輸電線損耗的功率與用戶獲得的功率的比值變大答案D解析將負(fù)載電阻等效在原線圈電路的變壓器輸入端，等效電阻為R效＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)R，對原線圈和電源構(gòu)成的閉合電路，由歐姆定律有I1＝eq\f(U,R0＋R效)，因R變小，則R效變小，而U不變，則變壓器原線圈中的電流I1變大，故A錯(cuò)誤；根據(jù)原線圈電路可知，等效電阻的電壓為U1＝U－I1R0，因電流I1變大，則U1變小，根據(jù)變壓器兩端的電壓比等于匝數(shù)比，可知變壓器輸出端的電壓U2變小，故B錯(cuò)誤；因R效與R0的阻值關(guān)系未知，則R效減小時(shí)，其功率的變化不能確定，即用戶獲得的功率不一定變大，故C錯(cuò)誤；由等效電路可知eq\f(P損,P用)＝eq\f(Ieq\o\al(2,1)R0,Ieq\o\al(2,1)R效)＝eq\f(R0,R效)，則R效變小時(shí)，其比值變大，故D正確。10.(多選)(2021·廣東深圳市高三下第一次調(diào)研考試)某同學(xué)通過理想變壓器把電壓u＝220eq\r(2)sin(100πt)V的交變電流降壓后，給一個(gè)標(biāo)有“20V、1A”的燈泡供電，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1。為使燈泡正常工作，可以在原線圈串聯(lián)一個(gè)電阻R1或在副線圈串聯(lián)一個(gè)電阻R2(圖10中未畫出)，則下列說法正確的有()圖10A.該交變電流方向每秒鐘改變100次B.燈泡正常工作時(shí)，原線圈電流的有效值均為10AC.R1∶R2＝1∶1D.R1與R2的功率之比為1∶1答案AD解析根據(jù)理想變壓器的電壓的瞬時(shí)表達(dá)式可知交變電流的周期為T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,100π)s＝0.02s，一個(gè)周期交變電流方向改變2次，所以該交變電流方向每秒鐘改變100次，則A正確；根據(jù)理想變壓器原副線圈電流與匝數(shù)成反比的特點(diǎn)，燈泡正常工作時(shí)，副線圈的電流的有效值為1A，則原線圈電流的有效值均為0.1A，所以B錯(cuò)誤；在原線圈串聯(lián)一個(gè)電阻R1時(shí)，根據(jù)理想變壓器的規(guī)律有U1＝eq\f(n1,n2)U2＝eq\f(10,1)×20V＝200V，I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(1,10)×1A＝0.1A，根據(jù)歐姆定律有U1＝U－I1R1，解得R1＝eq\f(U－U1,I1)＝eq\f(220－200,0.1)Ω＝200Ω，在副線圈串聯(lián)一個(gè)電阻R2時(shí)有U2′＝eq\f(n2,n1)U＝eq\f(1,10)×220V＝22V，U2′＝UL＋I(xiàn)2R2，解得R2＝eq\f(U2′－UL,I2)＝eq\f(22－20,1)Ω＝2Ω，所以C錯(cuò)誤；R1的功率為P1＝Ieq\o\al(2,1)R1＝0.12×200W＝2W，R2的功率為P2＝Ieq\o\al(2,2)R2＝12×2W＝2W，所以D正確。11.(2021·廣東惠州市第三次調(diào)研)如圖11甲所示的電路中，S為單刀雙擲開關(guān)，電表為理想電表，Rt為熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)，理想變壓器原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，則()圖11A.變壓器原線圈中交流電壓u的表達(dá)式u＝110eq\r(2)sin(50πt)VB.開關(guān)S接在a端，Rt溫度升高時(shí)，變壓器的輸入功率變小C.開關(guān)S接在a端，Rt溫度升高時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變大D.開關(guān)S由a切換到b，Rt消耗的功率變小答案D解析由圖乙可知，變壓器原線圈中交流電壓u的表達(dá)式u＝110eq\r(2)sin(100πt)V，A錯(cuò)誤；開關(guān)S接在a端，Rt溫度升高時(shí)，電路