PAGEPAGE1恒定電流與交變電流命題猜想【考向解讀】1．從近幾年高考試題可以看出以下特點(diǎn)：應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律，閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析，穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)含電容電路的分析，電路故障的推斷分析，交變電流的產(chǎn)生及“四值”，多以選擇題形式出現(xiàn)．變壓器的原理，電壓比、電流比及功率關(guān)系，變壓器的動(dòng)態(tài)分析是考查的重點(diǎn)，題型以選擇題為主．2．高考命題會(huì)以部分電路歐姆定律與閉合電路歐姆定律的應(yīng)用為主線，重點(diǎn)考查電路的動(dòng)態(tài)分析與功率的計(jì)算；與日常生活、生產(chǎn)相聯(lián)系的交變電流規(guī)律、遠(yuǎn)距離輸電也可能會(huì)成為新命題點(diǎn)．【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【命題熱點(diǎn)突破一】直流電路的分析1．閉合電路動(dòng)態(tài)分析的常用方法(1)利用結(jié)論法：即“串反并同”法．①“串反”——即某一電阻增大(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、消耗的電功率都減小(增大)；②“并同”——即某一電阻增大(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、消耗的電功率都增大(減小)．(2)極限法：因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變更的問(wèn)題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，使電阻最大或電阻為零去探討．2．電路中的電功、電熱、電功率和熱功率(1)純電阻電路：①Q(mào)＝W＝UIt＝I2Rt②P＝UI＝I2R(2)非純電阻電路①W>Q(W＝Q＋E其他)②P電>P熱(P電＝P熱＋P其他)例1．如圖1-所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為2Ω，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出．閉合開(kāi)關(guān)S，下列說(shuō)法正確的有()圖1-A．路端電壓為10VB．電源的總功率為10WC．a(chǎn)、b間電壓的大小為5VD．a(chǎn)、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A【答案】AC【解析】設(shè)四個(gè)電阻的等效電阻為R路，由eq\f(1,R路)＝eq\f(1,15Ω＋5Ω)＋eq\f(1,5Ω＋15Ω)得R路＝10Ω，由閉合電路歐姆定律知，I＝eq\f(E,R路＋r)＝eq\f(12V,10Ω＋2Ω)＝1A，設(shè)路端電壓為U，則U＝IR路＝1A×10Ω＝10V，選項(xiàng)A正確；電源的總功率P＝EI＝12W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)電源負(fù)極電勢(shì)為0V，則a點(diǎn)電勢(shì)φa＝0.5A×5Ω－0＝2.5V，b點(diǎn)電勢(shì)φb＝0.5A×15Ω－0＝7.5V，則a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab＝φa－φb＝2.5V－7.5V＝－5V，所以a、b間電壓的大小為5V，選項(xiàng)C正確；當(dāng)將a、b兩點(diǎn)用導(dǎo)線連接后，由于導(dǎo)線沒(méi)有電阻，此時(shí)a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等，其等效電路圖如圖所示．其中一個(gè)并聯(lián)電路的等效電阻為3.75Ω，明顯總電阻為9.5Ω，電流I＝eq\f(E,R總)＝eq\f(24,19)A，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【變式探究】如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3為一滑動(dòng)變阻器．當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時(shí)，測(cè)得電源的路端電壓隨電源中流過(guò)的電流變更的圖線如圖乙所示，其中A、B兩點(diǎn)是滑片P在滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)得到的．則下列說(shuō)法正確的是()A．該電源的電動(dòng)勢(shì)為16VB．定值電阻R2的阻值為10ΩC．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為300ΩD．在滑動(dòng)變阻器的滑片P從左端滑至右端的過(guò)程中，該電源的最大輸出功率為10W【答案】C【變式探究】在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不行忽視，閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端滑向b端的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是()A．電源內(nèi)阻消耗的功率肯定增大B．電源內(nèi)阻消耗的功率肯定減小C．電源的輸出功率肯定減小D．電源的輸出功率可能減小【解析】閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端滑向b端的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻增大，所在支路的電阻增大，外電路電阻增大，電源輸出電流減小，電源內(nèi)阻消耗的功率Pr＝I2r肯定減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；依據(jù)電源輸出功率最大的條件可知，當(dāng)外電路電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源輸出功率最大．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端滑向b端的過(guò)程中，電源的輸出功率可能減小，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤．【答案】BD【變式探究】如圖所示，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(duì)電路的影響．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則()A．電壓表示數(shù)增大 B.電流表示數(shù)減小C．質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng) D．R1上消耗的功率漸漸減小【答案】C【變式探究】在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，D為志向二極管(具有單向?qū)ㄗ饔?，R1為定值電阻，C為電容器，電壓表和電流表均為志向電表，S1、S2均斷開(kāi)，則下列說(shuō)法正確的是()A．僅閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，電壓表、電流表示數(shù)均變大B．僅閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，電容器的帶電荷量不變C．先閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，再閉合S2電容器有放電現(xiàn)象D．同時(shí)閉合S1、S2，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，定值電阻R1兩端的電壓增大【答案】BC【命題熱點(diǎn)突破二】交變電流的產(chǎn)生及描述兩個(gè)特別位置的特點(diǎn)(1)線圈平面與中性面重合時(shí)，S⊥B，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生變更．(2)線圈平面與中性面垂直時(shí)，S∥B，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，電流方向不變更．例2．(2024·高考天津卷)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流．利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽視)通過(guò)志向變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，志向溝通電流表A、志向溝通電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，則()A．R消耗的功率變?yōu)閑q\f(1,2)PB．電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閑q\f(1,2)UC．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID．通過(guò)R的交變電流頻率不變解析：由正弦溝通電的產(chǎn)生原理可知，其電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω，而ω＝2πn，有效值E＝eq\f(\r(2),2)Em，線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，則U1＝E變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2).由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知U2變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，選項(xiàng)B正確；R消耗的功率P＝eq\f(U\o\al(2,2),R)，故R消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由P入＝P出得，U1I1＝eq\f(U\o\al(2,2),R)，故I1變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，即電流表讀數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；變壓器不變更交變電流的頻率，故通過(guò)R的交變電流頻率變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B【變式探究】如圖所示，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過(guò)直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面．現(xiàn)使線框M、N在t＝0時(shí)從圖示位置起先，分別繞垂直于紙面、且過(guò)OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()圖1-A．兩導(dǎo)線框中均會(huì)產(chǎn)生正弦溝通電B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC．在t＝eq\f(T,8)時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等【答案】BC【變式探究】如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω從中性面起先勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框轉(zhuǎn)動(dòng)eq\f(π,6)時(shí)的感應(yīng)電流為I，下列說(shuō)法正確的是()A．線框中感應(yīng)電流的有效值為2IB．線框轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線框的磁通量的最大值為eq\f(2IR,ω)C．從中性面起先轉(zhuǎn)過(guò)eq\f(π,2)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為eq\f(2I,ω)D．線框轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量為eq\f(8πRI2,ω)【答案】BC【變式探究】如圖所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長(zhǎng)l1＝20cm，ad邊長(zhǎng)l2＝25cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過(guò)線圈中線的OO′軸以n＝3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈電阻r＝1Ω，外電路電阻R＝9Ω，t＝0時(shí)線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里．則()A．t＝0時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b→c→d→aB．從圖示時(shí)刻起先計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝314sin100πt(V)C．線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功為98.6JD．從圖示位置起到線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量為0.01C【解析】依據(jù)右手定則，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由轉(zhuǎn)速n＝3000r/min可知線圈的角速度ω＝100πrad/s，圖示位置的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，其大小為Em＝NBl1l2ω，代入數(shù)據(jù)得Em＝314V，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emcosωt＝314cos100πt(V)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T＝eq\f(2π,ω)＝0.02s，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，外力做功的大小等于電阻產(chǎn)生的熱量的大小，即W＝I2(R＋r)T＝eq\f(E2T,R＋r)，代入數(shù)據(jù)得W＝98.6J，選項(xiàng)C正確；從圖示時(shí)刻起到線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q＝eq\f(NΔΦ,R＋r)＝eq\f(NBΔS,R＋r)＝eq\f(NBl1l2,R＋r)，代入數(shù)據(jù)得q＝0.1C，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】C【方法規(guī)律】(1)有效值計(jì)算的三點(diǎn)留意①計(jì)算有效值時(shí)要依據(jù)串聯(lián)電路中，“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解．②分段計(jì)算電熱，求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量．③利用兩個(gè)公式Q＝I2Rt和Q＝eq\f(U2,R)t可分別求得電流有效值和電壓有效值．(2)交變電流“四值”應(yīng)用的三點(diǎn)提示①在解答有關(guān)交變電流的問(wèn)題時(shí)，要留意電路結(jié)構(gòu)．②留意區(qū)分交變電流的最大值、瞬時(shí)值、有效值和平均值，其中最大值是瞬時(shí)值中的最大值，有效值是以電流的熱效應(yīng)等效來(lái)定義的．③與電磁感應(yīng)問(wèn)題一樣，求解與電能、電熱相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，要用有效值，如例題中C項(xiàng)，計(jì)算功，先用有效值計(jì)算熱量；而求解通過(guò)導(dǎo)體某橫截面的電荷量時(shí)，要用平均值，如例題中D項(xiàng)．(3)交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式書寫的基本思路(如例題中B選項(xiàng))①確定正弦式交變電流的峰值，依據(jù)已知圖象或由公式Em＝NBSω求出相應(yīng)峰值，其中ω＝eq\f(2π,T)＝2πf＝2πn.②明確線圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式．a(chǎn)．若線圈從中性面起先計(jì)時(shí)，則e-t圖象為正弦函數(shù)，e＝Emsinωt；b．若線圈從垂直中性面起先計(jì)時(shí)，則e-t圖象為余弦函數(shù)，e＝Emcosωt.【變式探究】如圖所示，豎直長(zhǎng)導(dǎo)線通有恒定電流，一矩形線圈abcd可繞其豎直對(duì)稱軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)線圈繞軸以角速度ω沿逆時(shí)針(沿軸線從上往下看)方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從圖示位置起先計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．t＝0時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B．0～eq\f(π,2ω)時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdaC．t＝eq\f(π,2ω)時(shí)，線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零D．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向變更一次【答案】B【變式探究】邊長(zhǎng)為a的N匝正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線且與線圈在同一平面內(nèi)的對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，線圈所圍面積內(nèi)的磁通量Φ隨時(shí)間t變更的規(guī)律如圖所示，圖象中Φ0為已知．下列說(shuō)法正確的是()A．t1時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B．t2時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向發(fā)生變更C．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(Φ0,a2)D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e＝2nNπΦ0sin2πnt【解析】t1時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量最大，而磁通量的變更率等于零，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻磁通量為零，線圈與磁場(chǎng)平行，磁通量變更率最大，線圈中感應(yīng)電流為最大值，電流不會(huì)變更方向，故B錯(cuò)誤；磁通量與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(Φ0,a2)，故C正確；線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝2nNπΦ0cos2πnt，故D錯(cuò)誤．【答案】C【變式探究】某小型溝通發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示，其矩形線圈abcd的面積S＝0.03m2，共有10匝，線圈總電阻r＝1Ω，線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(2\r(2),π)T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并可繞與磁場(chǎng)方向垂直的固定軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)滑環(huán)和電刷與電阻R＝9Ω的外電路相連．在外力作用下線圈以10πrad/s的角速度繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A．電阻R的發(fā)熱功率是3.6WB．溝通電流表的示數(shù)是0.6AC．用該溝通發(fā)電機(jī)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電時(shí)，打點(diǎn)的時(shí)間間隔肯定為0.02sD．假如將電阻R換成標(biāo)有“6V3W”字樣的小燈泡，小燈泡能正常工作【答案】B【命題熱點(diǎn)突破三】志向變壓器及遠(yuǎn)距離輸電例3．【2024·北京卷】如圖所示，志向變壓器的原線圈接在的溝通電源上，副線圈接有R=55Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1，電流表、電壓表均為志向電表。下列說(shuō)法正確的是A．原線圈的輸入功率為220WB．電流表的讀數(shù)為1AC．電壓表的讀數(shù)為110VD．副線圈輸出溝通電的周期為50s【答案】B【變式探究】如圖1-所示，接在家庭電路上的志向降壓變壓器給小燈泡L供電，假如將原、副線圈削減相同匝數(shù)，其他條件不變，則()圖1-A．小燈泡變亮B．小燈泡變暗C．原、副線圈兩端電壓的比值不變D．通過(guò)原、副線圈電流的比值不變【答案】B【解析】由變壓器相關(guān)學(xué)問(wèn)得：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，原、副線圈減去相同的匝數(shù)n后：eq\f(U1,U′2)＝eq\f(n′1,n′2)＝eq\f(n1－n,n2－n)，eq\f(n1,n2)－eq\f(n′1,n′2)＝eq\f(－n（n1－n2）,n2（n2－n）)<0，則說(shuō)明變壓器原、副線圈的匝數(shù)比變大，則可得出C、D錯(cuò)誤．由于原線圈電壓恒定不變，則副線圈電壓減小，小燈泡實(shí)際功率減小，小燈泡變暗，A錯(cuò)誤，B正確．【變式探究】(多選)如圖所示，將額定電壓為60V的用電器，通過(guò)一志向變壓器接在正弦交變電源上．閉合開(kāi)關(guān)S后，用電器正常工作，溝通電壓表和溝通電流表(均為志向電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A．以下推斷正確的是()A．變壓器輸入功率為484WB．通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6AC．通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2AD．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3【答案】BD【變式探究】如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，其中T1、T2為志向變壓器，輸電線電阻可等效為電阻r，燈L1、L2相同且阻值不變．現(xiàn)保持變壓器T1的輸入電壓不變，滑片P位置不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，燈L1正常發(fā)光．則下列說(shuō)法正確的是()A．僅閉合開(kāi)關(guān)S，燈L1會(huì)變亮B．僅閉合開(kāi)關(guān)S，r消耗的功率會(huì)變大C．僅將滑片P下移，r消耗的功率會(huì)變小D．僅將滑片P上移，電流表示數(shù)會(huì)變小【解析】閉合S，負(fù)載電阻減小，變壓器T2副線圈電流增大，依據(jù)交變電流規(guī)律知，T2原線圈電流增大，即輸電線上電流增大，導(dǎo)線上損耗的電壓U＝Ir增大，損耗的功率P＝I2r增大，T2的輸入電壓U3＝U2－Ir減小，所以U4減小，即燈L1電壓減小，變暗，故A錯(cuò)誤，B正確；僅將滑片P下移，變壓器T1副線圈匝數(shù)增加(n2增加)，依據(jù)eq\f(n2,n1)＝eq\f(U2,U1)可知U2變大，由I2U2＝Ieq\o\al(2,2)r＋I(xiàn)eq\o\al(2,3)R，I2n3＝I3n4得U2＝I2(r＋eq\f(n\o\al(2,3),n\o\al(2,4))R)，因U2變大，r及R不變，則I2變大，即輸電線上電流變大，r消耗的功率會(huì)變大，故C錯(cuò)誤；僅將滑片P上移，同理可得輸電線電流減小，電流表示數(shù)會(huì)變小，所以D正確．【答案】BD【方法技巧】抓住“兩不變、兩損耗”巧解變壓器與遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題(1)“兩不變”的動(dòng)態(tài)分析①負(fù)載電阻不變，探討變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變更狀況，如例題C、D選項(xiàng)中僅移動(dòng)滑片P的位置，用來(lái)變更匝數(shù)比．②匝數(shù)比不變，探討變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負(fù)載電阻的變更狀況，如例題中滑片P位置不變，保證了T1的匝數(shù)比不變，選項(xiàng)A、B中僅閉合開(kāi)關(guān)S，變更負(fù)載．不論哪種狀況，要留意兩點(diǎn)：一、依據(jù)題意分清變量和不變量；二、弄清“誰(shuí)確定誰(shuí)”的制約關(guān)系．對(duì)電壓而言，輸入確定輸出；對(duì)電流、電功(率)而言，輸出確定輸入．(2)“兩損耗”的輸電分析①電壓損耗：輸電線上的電阻導(dǎo)致的電壓損耗，UR＝U2－U3＝IRR，如例題中電流變更引起r上電壓變更．②功率損耗：輸電線上的電阻發(fā)熱導(dǎo)致的功率損耗，PR＝P2－P3＝Ieq\o\al(2,R)R.輸電線上的能量損耗是熱損耗，計(jì)算功率損耗時(shí)用公式PR＝Ieq\o\al(2,R)R或PR＝eq\f(U\o\al(2,R),R).【變式探究】如圖所示為原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1的志向變壓器，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為志向電表，從某時(shí)刻起先在原線圈c、d兩端加上u1＝220eq\r(2)sin100πtV的交變電壓，則下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22eq\r(2)VB．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小C．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈的輸入功率變小D．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片到適當(dāng)位置，有可能實(shí)現(xiàn)調(diào)整開(kāi)關(guān)前、后原線圈輸入功率相等【解析】當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，原線圈匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為10∶1，原線圈兩端的輸入電壓的有效值為220V，依據(jù)變壓器原、副線圈的電壓關(guān)系，可知副線圈輸出電壓的有效值為22V，電壓表示數(shù)為22V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，因?yàn)殡妷罕淼氖緮?shù)不變，故電流表的示數(shù)變小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈匝數(shù)減小為原來(lái)的一半，原線圈匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為5∶1，依據(jù)變壓器原、副線圈的電壓關(guān)系，可知副線圈輸出電壓的有效值為44V，輸出電流增大，輸出功率增大，依據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率，可知原線圈的輸入功率增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，雖然副線圈輸出電壓的有效值為44V，但若調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片到適當(dāng)位置，使副線圈中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，則調(diào)整開(kāi)關(guān)前、后副線圈的輸出功率不變，因此實(shí)現(xiàn)了調(diào)整開(kāi)關(guān)前、后原線圈輸入功率相等，選項(xiàng)D正確．【答案】D【變式探究】在如圖所示的電路中，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，五個(gè)完全相同燈泡的額定電壓均為U，溝通電源的電壓恒定不變．當(dāng)閉合K3、K4而斷開(kāi)K5時(shí)，燈泡L3和L4恰能正常工作，則以下推斷正確的是()A．當(dāng)閉合K3、K4而斷開(kāi)K5時(shí)，L1和L2都能正常工作B．當(dāng)K3、K4、K5都閉合時(shí)，L1和L2都能正常工作C．當(dāng)閉合K3、K4而斷開(kāi)K5時(shí)，溝通電源的電壓為2UD．當(dāng)K3、K4、K5都閉合時(shí)，L1和L2的功率會(huì)減小【答案】A【變式探究】如圖甲所示的遠(yuǎn)距離輸電示意圖中，變壓器均為志向變壓器．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，其輸入電壓如圖乙所示，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100Ω.降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R1為肯定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度上升時(shí)其阻值變小．電壓表V顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)．未出現(xiàn)火情時(shí)，升壓變壓器的輸入功率為750kW.下列說(shuō)法正確的是()A．降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50HzB．輸電線中的電流為60AC．輸電線路損耗功率為90kWD．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，電壓表V的示數(shù)變大【答案】AC【命題熱點(diǎn)突破四】交變電流、志向變壓器的綜合問(wèn)題分析例4、(2024·高考全國(guó)卷Ⅲ，T16)一電阻接到方波溝通電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦溝通電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正．該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為T，如圖所示．則Q方∶Q正等于()A．1∶eq\r(2) B.eq\r(2)∶1C．1∶2 D．2∶1【解析】由有效值概念知，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生熱量Q方＝eq\f(u\o\al(2,0),R)·eq\f(T,2)＋eq\f(u\o\al(2,0),R)·eq\f(T,2)＝eq\f(u\o\al(2,0),R)T，Q正＝eq\f(U\o\al(2,有效),R)T＝eq\f(\f(u0,\r(2))2,R)T＝eq\f(1,2)·eq\f(u\o\al(2,0),R)T，故知Q方∶Q正＝2∶1.【答案】D【變式探究】【2024·天津卷】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變更。設(shè)線圈總電阻為2Ω，則A．t=0時(shí)，線圈平面平行于磁感線B．t=1s時(shí)，線圈中的電流變更方向C．t=1.5s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D．一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為【答案】AD【變式探究】如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻不計(jì)，繞OO′軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置起先計(jì)時(shí)．矩形線圈通過(guò)滑環(huán)接一志向變壓器，滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可變更輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列推斷正確的是()圖4－9－16A．矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωcosωtB．矩形線圈從圖示位置經(jīng)過(guò)eq\f(π,2ω)時(shí)間時(shí)，通過(guò)電流表的電荷量為0C．當(dāng)P位置不動(dòng)，R增大時(shí)，電壓表讀數(shù)也增大D．當(dāng)P位置向上移動(dòng)、R不變時(shí)，電流表讀數(shù)減小【答案】A【變式探究】如圖所示，匝數(shù)為100匝的矩形線圈abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(6\r(2),25π)T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈面積S＝0.5m2，內(nèi)阻不計(jì)．線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸以角速度ω＝10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．線圈通過(guò)金屬滑環(huán)與志向變壓器原線圈相連，變壓器的副線圈接入一只“12V，12W”燈泡，燈泡正常發(fā)光，下列說(shuō)法中正確的是()A．通過(guò)燈泡的交變電流的頻率是50HzB．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1C．矩形線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為120VD．若將燈泡更換為“12V,24W”且保證其正常發(fā)光，須要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速【解析】由ω＝2πf可得通過(guò)燈泡的交變電流的頻率是5Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；矩形線圈在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em＝NBSω＝100×eq\f(6\r(2),25π)×0.5×10πV＝120eq\r(2)V，變壓器輸入電壓為120V，由變壓器變壓公式可知，變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；因副線圈電壓仍為12V，故將燈泡更換為“12V,24W”能保證其正常發(fā)光，不須要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】B【變式探究】(多選)如圖所示為某住宅區(qū)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，由溝通發(fā)電機(jī)和副線圈匝數(shù)可調(diào)的志向降壓變壓器組成．發(fā)電機(jī)中矩形線圈所圍的面積為S，匝數(shù)為N，電阻不計(jì)，它可繞水平軸OO′在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．矩形線圈通過(guò)滑環(huán)連接降壓變壓器，滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可變更輸出電壓，R0表示輸電線的電阻．以線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列推斷正確的是()A．若發(fā)電機(jī)線圈某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到圖示位置，變壓器原線圈的電流瞬時(shí)值為零B．發(fā)電機(jī)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωsin(ωt＋eq\f(π,2))C．當(dāng)用戶增加時(shí)，為運(yùn)用戶電壓保持不變，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑動(dòng)D．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí)，變壓器原線圈兩端的電壓將上升【答案】BC【方法規(guī)律】交變電流綜合問(wèn)題一般會(huì)與變壓器問(wèn)題相結(jié)合，常涉及溝通電路最大值、有效值、平均值、瞬時(shí)值的計(jì)算，交變電流的圖象及與電磁感應(yīng)、安培力、閉合電路歐姆定律的綜合應(yīng)用等．解答時(shí)應(yīng)留意以下兩點(diǎn)：(1)分清溝通電路中“四值”的不同計(jì)算方法和物理意義．(2)學(xué)會(huì)將直流電路、閉合電路歐姆定律及變壓器分析的學(xué)問(wèn)應(yīng)用在溝通電路中．【變式探究】在如圖所示的含有志向變壓器的電路中，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1，圖中電表均為志向溝通電表，R為光敏電阻(其阻值隨光強(qiáng)增大而減小)，L1和L2是兩個(gè)完全相同的燈泡．原線圈接入如圖乙所示的正弦溝通電壓u，下列說(shuō)法正確的是()A．溝通電的頻率為50HzB．電壓表的示數(shù)為22VC．當(dāng)照耀R的光強(qiáng)增大時(shí)，電流表的示數(shù)變大D．若L1的燈絲燒斷后，電壓表的示數(shù)會(huì)變大【答案】AC【變式探究】如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N、電阻不計(jì)的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，軸OO′垂直于磁感線，線圈通過(guò)兩電刷與含有志向變壓器的電路相連，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.當(dāng)線圈以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列推斷正確的是()A．當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V2的示數(shù)變大B．線圈位于圖示位置時(shí)磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．電壓表V1的示數(shù)等于NBωL2D．變壓器的輸入與輸出功率之比為1∶1【解析】輸出電壓由輸入電壓及匝數(shù)之比確定，外電阻的變更不會(huì)影響電壓的大小，即當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V2的示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；線圈位于圖示位置時(shí)，磁場(chǎng)方向與線圈平面平行，磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故B正確；電壓表V1的示數(shù)為有效值，示數(shù)為U1＝eq\f(NBSω,\r(2))＝eq\f(NBωL2,\r(2))，故C錯(cuò)誤；志向變壓器的輸出功率等于輸入功率，故D正確．【答案】BD【變式探究】如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N、電阻不計(jì)的正方形線圈abcd，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，制成一臺(tái)溝通發(fā)電機(jī)，它與志向變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶2，二極管的正向電阻為零，反向電阻無(wú)窮大，從正方形線圈處于圖示位置起先計(jì)時(shí)．下列推斷正確的是()A．溝通發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBωL2sinωtB．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為2∶1C．電壓表V示數(shù)為NBωL2D．若將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，電流表和電壓表示數(shù)均減小【答案】C【高考真題解讀】1．(2024·高考全國(guó)卷Ⅲ，T16)一電阻接到方波溝通電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦溝通電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正．該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為T，如圖所示．則Q方∶Q正等于()A．1∶eq\r(2) B.eq\r(2)∶1C．1∶2 D．2∶1【解析】由有效值概念知，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生熱量Q方＝eq\f(u\o\al(2,0),R)·eq\f(T,2)＋eq\f(u\o\al(2,0),R)·eq\f(T,2)＝eq\f(u\o\al(2,0),R)T，Q正＝eq\f(U\o\al(2,有效),R)T＝eq\f(\f(u0,\r(2))2,R)T＝eq\f(1,2)·eq\f(u\o\al(2,0),R)T，故知Q方∶Q正＝2∶1.【答案】D2．(2024·高考天津卷)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流．利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽視)通過(guò)志向變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，志向溝通電流表A、志向溝通電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，則()A．R消耗的功率變?yōu)閑q\f(1,2)PB．電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閑q\f(1,2)UC．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID．通過(guò)R的交變電流頻率不變答案：B1．【2024·天津卷】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變更。設(shè)線圈總電阻為2Ω，則A．t=0時(shí)，線圈平面平行于磁感線B．t=1s時(shí)，線圈中的電流變更方向C．t=1.5s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D．一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為【答案】AD2．【2024·北京卷】如圖所示，志向變壓器的原線圈接在的溝通電源上，副線圈接有R=55Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1，電流表、電壓表均為志向電表。下列說(shuō)法正確的是A．原線圈的輸入功率為220WB．電流表的讀數(shù)為1AC．電壓表的讀數(shù)為110VD．副線圈輸出溝通電的周期為50s【答案】B3．【2024·江蘇卷】某音響電路的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，輸入信號(hào)既有高頻成分，也有低頻成分，則（A）電感L1的作用是通高頻 （B）電容C2的作用是通高頻（C）揚(yáng)聲器甲用于輸出高頻成分 （D）揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分【答案】BD【解析】電感線圈對(duì)溝通電的阻礙作用由感抗描述，，頻率越高阻礙作用越大，對(duì)輸入端的高頻和低頻溝通信號(hào)的作用是通低頻阻高頻，所以A錯(cuò)誤；電容對(duì)溝通電的阻礙作用，頻率越高阻礙作用越小，所以是通高頻阻低頻，故BD正確；C錯(cuò)誤．1．【2024·全國(guó)卷Ⅱ】阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽視)連接成如圖1-所示電路．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開(kāi)關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為()圖1-A.eq\f(2,5)B.eq\f(1,2)C.eq\f(3,5)D.eq\f(2,3)【答案】C【解析】由已知條件及電容定義式C＝eq\f(Q,U)可得：Q1＝U1C，Q2＝U2C，則eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(U1,U2).S斷開(kāi)時(shí)等效電路如圖甲所示甲U1＝eq\f(\f(R（R＋R）,（R＋R）＋R),R＋\f(R（R＋R）,（R＋R）＋R))·E×eq\f(1,2)＝eq\f(1,5)E；S閉合時(shí)等效電路如圖乙所示，乙U2＝eq\f(\f(R·R,R＋R),R＋\f(R·R,R＋R))·E＝eq\f(1,3)E，則eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(3,5)，故C正確．2．【2024·江蘇卷】如圖1-所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為2Ω，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出．閉合開(kāi)關(guān)S，下列說(shuō)法正確的有()圖1-A．路端電壓為10VB．電源的總功率為10WC．a(chǎn)、b間電壓的大小為5VD．a(chǎn)、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A【答案】AC3．【2024·天津卷】如圖1-所示，志向變壓器原線圈接在溝通電源上，圖中各電表均為志向電表．下列說(shuō)法正確的是()圖1-A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大D．若閉合開(kāi)關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大【答案】B【解析】滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，總電阻也變大，而副線圈兩端的電壓沒(méi)有變更，所以干路中的電流減小，R1消耗的功率變小，A錯(cuò)誤；干路中的電流變小，R1兩端的電壓變小，并聯(lián)電路的電壓變大，即電壓表V示數(shù)變大，B正確；由于變壓器副線圈干路中的電流變小，所以原線圈中的電流變小，即電流表A1的示數(shù)變小，C錯(cuò)誤；閉合開(kāi)關(guān)S后，并聯(lián)電路的阻值變小，總電阻也變小，干路中的電流變大，R1兩端的電壓變大，并聯(lián)電路的電壓變小，通過(guò)R2的電流變小，即電流表A2示數(shù)變小，因變壓器的功率變大，故電流表A1示數(shù)變大，D錯(cuò)誤．4．【2024·天津卷】(3)某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8V，0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整．可供該同學(xué)選用的器材除了開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線外，還有：電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻等于3kΩ)電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻等于15kΩ)電流表A1(量程0～200mA，內(nèi)阻等于10Ω)電流表A2(量程0～3A，內(nèi)阻等于0.1Ω)滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω，額定電流2A)滑動(dòng)變阻器R2(0～1kΩ，額定電流0.5A)定值電阻R3(阻值等于1Ω)定值電阻R4(阻值等于10Ω)定值電阻R5(阻值等于1kΩ)電源E(E＝6V，內(nèi)阻不計(jì))①請(qǐng)畫出試驗(yàn)電路圖，并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號(hào)旁．②該同學(xué)描繪出的I-U圖像應(yīng)是圖中的________．圖1-【答案】①電路如圖1-所示②B圖1-【解析】①電壓表V1和定值電阻R5串聯(lián)，可改裝成量程為0～4V的電壓表，電流表A1與定值電阻R4并聯(lián)，可改裝成量程為0～0.4A的電流表，待測(cè)小燈泡的電阻很小，故電流表采納外接法．②小燈泡的電阻隨著溫度的上升而變大，所以B正確．5．【2024·浙江卷】某同學(xué)用伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表和量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表．采納分壓電路接線，圖1是實(shí)物的部分連線圖，待測(cè)電阻為圖2中的R1，其阻值約為5Ω.圖1-8(1)測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接________(填“a”或“b”)、導(dǎo)線②連接________(填“c”或“d”)．(2)正確接線測(cè)得試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，用作圖法求得R1的阻值為_(kāi)_______Ω.U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知圖2中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體，R2的邊長(zhǎng)是R1的eq\f(1,10)，若測(cè)R2的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選________(填選項(xiàng))．A．①連接a，②連接cB．①連接a，②連接dC．①連接b，②連接cD．①連接b，②連接d【答案】(1)ad(2)如圖所示4.4～4.7(3)B【解析】(1)因電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻的阻值，故采納電流表外接法，又知滑動(dòng)變阻器采納分壓電路接線，故測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接a、導(dǎo)線②連接d.(2)作圖如圖所示，則R2＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(2.2,0.5)Ω＝4.4Ω.(3)依據(jù)電阻定律可得R＝ρeq\f(L,dL)＝eq\f(ρ,d)，故R2＝R1，要測(cè)R2的阻值，與測(cè)量R1一樣，最優(yōu)的連線應(yīng)①連接a，②連接d，故B正確．6．【2024·北京卷】某愛(ài)好小組探究用不同方法測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，他們提出的試驗(yàn)方案中有如下四種器材組合．為使試驗(yàn)結(jié)果盡可能精確，最不行取的一組器材是()A．一個(gè)安培表、一個(gè)伏特表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器B．一個(gè)伏特表和多個(gè)定值電阻C．一個(gè)安培表和一個(gè)電阻箱D．兩個(gè)安培表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器【答案】D選項(xiàng)B中可以通過(guò)伏特表的讀數(shù)和若干定值電阻的實(shí)際阻值大小計(jì)算出干路的電流大小，試驗(yàn)電路圖如圖所示，所以選項(xiàng)B可取．選項(xiàng)C中可以通過(guò)安培表的讀數(shù)和電阻箱的取值得到外電壓的大小，試驗(yàn)電路圖如圖所示，所以選項(xiàng)C可取．選項(xiàng)D中無(wú)法得到外電壓，所以選項(xiàng)D不行取．7．【2024·四川卷】Ⅱ.J7用如圖1-所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．試驗(yàn)器材：待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻約2Ω)，愛(ài)護(hù)電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑動(dòng)變阻器R，電流表A，電壓表V，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干．試驗(yàn)主要步驟：(i)將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)；(ii)漸漸減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，登記電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I；(iii)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U-I圖線(U、I都用國(guó)際單位)；(iv)求出U-I圖線斜率的肯定值k和在橫軸上的截距a.圖1-回答下列問(wèn)題：(1)電壓表最好選用________；電流表最好選用________．A．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約15kΩ)B．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)C．電流表(0～200mA，內(nèi)阻約2Ω)D．電流表(0～30mA，內(nèi)阻約2Ω)(2)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)，發(fā)覺(jué)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接狀況是________．A．兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端的接線柱B．兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端的接線柱C．一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D．一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R1和R2表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E＝________，r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測(cè)量值．【答案】(1)AC(2)C(3)kak－R2【解析】(1)電壓表內(nèi)阻越大，分得的電流越小，誤差也就越小，所以選內(nèi)阻較大的A電壓表；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最小時(shí)通過(guò)電流表電流最大，此時(shí)通過(guò)電流表電流大小約為I＝eq\f(E,R1＋R2＋r)≈176mA，所以選量程為200mA的C電流表．(2)由電路分析可知，滑片從左向右滑動(dòng)，電壓表示數(shù)變大，意味著滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值增大，一導(dǎo)線接金屬桿左端，一導(dǎo)線接電阻絲左端，則滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)阻值增大，符合題意．(3)由E＝U＋I(xiàn)(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，對(duì)比U-I圖線可知，圖像斜率的肯定值k＝r＋R2，所以電源內(nèi)阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝eq\f(E,r＋R2)＝eq\f(E,k)，圖線在橫軸上的截距為a，所以a＝I＝eq\f(E,k)，則E＝ka.8．【2024·全國(guó)卷Ⅰ】現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻限制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警．供應(yīng)的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器(內(nèi)阻很小，流過(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，已知U約為18V，Ic約為10mA；流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度的上升而減小，在60℃時(shí)阻值為650.0Ω.(1)完成待調(diào)整的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線．圖1-(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器________(填“R1”或“R2(3)依據(jù)下列步驟調(diào)整此報(bào)警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，依據(jù)試驗(yàn)要求，這一阻值為_(kāi)_______Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端旁邊，不能置于另一端的緣由是________．②將開(kāi)關(guān)向________(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至________．(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開(kāi)關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常運(yùn)用．【答案】(1)連線如圖所示(2)R2(3)①650.0b接通電源后，流過(guò)報(bào)警器的電流會(huì)超過(guò)20mA，報(bào)警器可能損壞②c報(bào)警器起先報(bào)警9．【2024·北京卷】(1)熱敏電阻常用于溫度限制或過(guò)熱愛(ài)護(hù)裝置中．圖1-為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變更的示意圖．由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時(shí)導(dǎo)電實(shí)力________(選填“增加”或“減弱”)；相對(duì)金屬熱電阻而言，熱敏電阻對(duì)溫度變更的響應(yīng)更________(選填“敏感”或“不敏感”)．圖1-【答案】增加敏感【解析】由題目圖像可知，隨溫度上升熱敏電阻的阻值明顯減小，所以導(dǎo)電實(shí)力增加．又由圖像可知，隨溫度變更，熱敏電阻的電阻變更更明顯，所以更加敏感．10．【2024·全國(guó)卷Ⅱ】某同學(xué)利用圖(a)所示電路測(cè)量量程為2.5V的電壓表V的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3V)，開(kāi)關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干．試驗(yàn)步驟如下：圖1-①按電路原理圖(a)連接線路；②將電阻箱阻值調(diào)整為0，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對(duì)應(yīng)的位置，閉合開(kāi)關(guān)S；③調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏；④保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00V，登記電阻箱的阻值．回答下列問(wèn)題：(1)試驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器________(填“R1”或“R2(2)依據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實(shí)物圖連線．圖1-(3)試驗(yàn)步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω，若認(rèn)為調(diào)整電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變，計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為_(kāi)_______Ω(結(jié)果保留到個(gè)位)．(4)假如此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為_(kāi)_______(填正確答案標(biāo)號(hào))．A．100μAB．250μAC．500μAD．1mA【答案】(1)R1(2)連線如圖所示(3)2520(4)D【解析】(1)此試驗(yàn)的試驗(yàn)原理類比于半偏法測(cè)電表內(nèi)阻的試驗(yàn)，電壓表所在支路的總電壓應(yīng)當(dāng)盡量不變更，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選最大阻值小的即選R1.(3)近似認(rèn)為電壓表所在支路的總電壓不變，且流過(guò)電壓表與電阻箱的電流相等，由串聯(lián)分壓特點(diǎn)知eq\f(2,RV)＝eq\f(2.5－2,R)，則RV＝4R＝2520Ω.(4)因電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成，表頭允許的最大電流不會(huì)因此變更，則由歐姆定律可知，I滿＝eq\f(U滿,RV)＝eq\f(2.5,2520)A≈1mA.11．【2024·全國(guó)卷Ⅲ】某同學(xué)用圖1-中所給器材進(jìn)行與安培力有關(guān)的試驗(yàn)．兩根金屬導(dǎo)軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行，足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導(dǎo)軌的正上方，S極位于兩導(dǎo)軌的正下方，一金屬棒置于導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直．圖1-(1)在圖中畫出連線，完成試驗(yàn)電路．要求滑動(dòng)變阻器以限流方式接入電路，且在開(kāi)關(guān)閉合后，金屬棒沿箭頭所示的方向移動(dòng)．(2)為使金屬棒在離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)具有更大的速度，有人提出以下建議：A．適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離B．換一根更長(zhǎng)的金屬棒C．適當(dāng)增大金屬棒中的電流其中正確的是________(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))．【答案】(1)連線如圖所示(2)AC【解析】(1)限流式接法要求滑動(dòng)變阻器接線時(shí)只能連接“一上一下”兩個(gè)接線柱；磁鐵N極位于上方，說(shuō)明磁感線向下；開(kāi)關(guān)閉合后，金屬棒往右運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明棒受到向右的安培力；由左手定則可知，電流應(yīng)垂直紙面對(duì)外(ab指向a1b1)；所以應(yīng)按“電源正極→開(kāi)關(guān)→滑動(dòng)變阻器下接線柱→滑動(dòng)變阻器上接線柱→電流表→ab→a1b1→電源負(fù)極”的依次連接回路．(2)由動(dòng)能定理BIL·s＝eq\f(1,2)mv2－0可知，要增大金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度v，可以增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B、增大電流I、增大兩導(dǎo)軌間的距離L或增大導(dǎo)軌的長(zhǎng)度s；但兩導(dǎo)軌間的距離不變而只是換一根更長(zhǎng)的金屬棒后，等效長(zhǎng)度L并不會(huì)發(fā)生變更，但金屬棒的質(zhì)量增大，故金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度v減小．12．【2024·江蘇卷】小明同學(xué)通過(guò)試驗(yàn)探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變更關(guān)系．已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10Ω，R隨t的上升而增大．試驗(yàn)電路如圖所示，控溫箱用以調(diào)整金屬電阻的溫度．試驗(yàn)時(shí)閉合S，先將開(kāi)關(guān)K與1端閉合，調(diào)整金屬電阻的溫度，分別登記溫度t1，t2，…和電流表的相應(yīng)示數(shù)I1，I2，….然后將開(kāi)關(guān)K與2端閉合，調(diào)整電阻箱使電流表的示數(shù)再次為I1，I2，…，分別登記電阻箱相應(yīng)的示數(shù)R1，R2，….圖1-(1)有以下兩種電流表，試驗(yàn)電路中應(yīng)選用________．A．量程0～100mA，內(nèi)阻約2ΩB．量程0～0.6A，內(nèi)阻可忽視(2)試驗(yàn)過(guò)程中，要將電阻箱的阻值由9.9Ω調(diào)整至10.0Ω，需旋轉(zhuǎn)圖中電阻箱的旋鈕“a”“b”“c”，正確的操作依次是________．①將旋鈕a由“0”旋轉(zhuǎn)至“1”②將旋鈕b由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”③將旋鈕c由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”(3)試驗(yàn)記錄的t和R的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：溫度t(℃)20.040.060.080.0100.0阻值R(Ω)9.610.411.112.112.8請(qǐng)依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上作出R-t圖線．圖1-由圖線求得R隨t的變更關(guān)系為R＝________Ω.【答案】(1)A(2)①②③(或①③②)(3)(見(jiàn)下圖)0．04t＋8.8(0.04t＋8.6～0.04t＋9.0都算對(duì))【解析】(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器取最大阻值10Ω時(shí)，再加上金屬電阻常溫下阻值為10Ω，總電阻為20Ω，則電流I＝eq\f(E,R總)＝eq\f(1.5V,20Ω)＝0.075A＝75mA<100mA，故選量程為0～100mA的電流表比較精確，即選A.(2)調(diào)電阻箱時(shí)要留意的是不能使電流超過(guò)電流表的量程，也就是不能先將b、c旋鈕先旋轉(zhuǎn)至“0”，因?yàn)榇藭r(shí)電阻箱相當(dāng)于導(dǎo)線，電流表可能會(huì)燒壞．因此必需先將a旋鈕由“0”旋轉(zhuǎn)至“1”，再將b、c旋鈕旋轉(zhuǎn)至“0”．(3)依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上描點(diǎn)，并依據(jù)點(diǎn)的分布特點(diǎn)作出R-t圖像，如上圖，且使直線盡可能通過(guò)更多的點(diǎn)，把兩個(gè)在直線上的點(diǎn)的數(shù)據(jù)代入直線方程R＝kt＋b，列出方程組，求出k＝0.04，b＝8.8，即R＝0.04t＋8.8.1．【2024·全國(guó)卷Ⅲ】如圖所示，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過(guò)直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面．現(xiàn)使線框M、N在t＝0時(shí)從圖示位置起先，分別繞垂直于紙面、且過(guò)OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()圖1-A．兩導(dǎo)線框中均會(huì)產(chǎn)生正弦溝通電B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC．在t＝eq\f(T,8)時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等【答案】BC2．【2024·全國(guó)卷Ⅰ】一含有志向變壓器的電路如圖1-所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3Ω、1Ω和4Ω，為志向溝通電流表，U為正弦溝通電壓源，輸出電壓的有效值恒定．當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()圖1-A．2B．3C．4D．5【答案】B3．【2024·全國(guó)卷Ⅲ】如圖1-所示，志向變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光．下列說(shuō)法正確的是()圖1-A．原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶9C．此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1D．此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9【答案】AD【解析】設(shè)燈泡的額定電壓為U0，則輸入電壓U＝10U0，由于兩燈泡均正常發(fā)光，故原線圈兩端的電壓U1＝U－U0＝9U0，副線圈兩端的電壓U2＝U0，所以原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝U1∶U2＝9∶1，A正確，B錯(cuò)誤；原、副線圈的電流之比I1∶I2＝n2∶n1＝1∶9，由電功率P＝UI可知，a和b的電功率之比為1∶9，C錯(cuò)誤，D正確．4．【2024·天津卷】如圖1-所示，志向變壓器原線圈接在溝通電源上，圖中各電表均為志向電表．下列說(shuō)法正確的是()圖1-A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大D．若閉合開(kāi)關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大【答案】B5．【2024·江蘇卷】一自耦變壓器如圖1-所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈．在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中()圖1-A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升【答案】C【解析】依據(jù)變壓器原、副線圈兩端電壓和原、副線圈匝數(shù)的關(guān)系式有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，這里n2<n1，所以U2<U1.在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，n2變小，n1不變，而原線圈兩端電壓U1也不變，因此U2降低，選項(xiàng)C正確．6．【2024·四川卷】如圖1-所示，接在家庭電路上的志向降壓變壓器給小燈泡L供電，假如將原、副線圈削減相同匝數(shù)，其他條件不變，則()圖1-A．小燈泡變亮B．小燈泡變暗C．原、副線圈兩端電壓的比值不變D．通過(guò)原、副線圈電流的比值不變【答案】B1．(2015·新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ·16)一志向變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦溝通電源上，如圖