2019年度高考'物理命题猜想与仿真选题.专题栏目10直流与交流电路(命题猜想-)(解析版-).doc

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1、【考向解读考向解读】 1预测 2019 高考命题特点：(1)交流电路部分主要考查交变电流的产生和描述、交流电有效值、变压器的规律及动态分析、远距离输电等知识点(2)直流电路部分主要考查电路的简化，直流电路的动态分析，电路故障的分析与判断，含容电路的分析和计算，直流电路中能量转化问题等等22019 年命题趋势高考对电路知识的单独考查主要是交流电路部分，特别是变压器与远距离输电相结合的动态分析问题是命题热点，而直流电路内容的考查通常与实验结合在一起，一般不单独命题【命题热点突破一命题热点突破一】直流电路的分析直流电路的分析1闭合电路动态分析的常用方法(1)利用结论法：即“串反并同”法“串反”即某一

2、电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大)；“并同”即某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小)(2)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论2电路中的电功、电热、电功率和热功率(1)纯电阻电路：QWUItI2RtPUII2R(2)非纯电阻电路WQ(WQE其他)P电P热(P电P热P其他)例 1(多选)如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关 S，电路正常工作，过了一会儿，电流表 A 的示数变为零，若电路中故障发生在灯 L、电阻

3、R 上，用一根导线来判断电路故障，则下列判断正确的是( )A将导线并联在 R 两端，电流表无示数，一定是 L 断路B将导线并联在 L 两端，电流表无示数，一定是 R 断路C将导线并联在 R 两端，电流表有示数，一定是 R 断路D将导线并联在 L 两端，电流表有示数，一定是 L 断路答案 CD【变式探究】 如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且 R1100 ，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器当其滑片 P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图线如图乙所示，其中 A、B 两点是滑片 P 在滑动变阻器的两个不同端点得到的则下列说法正确的是( )A该电源的电动势为 16

4、 VB定值电阻 R2的阻值为 10 C滑动变阻器的最大阻值为 300 D在滑动变阻器的滑片 P 从左端滑至右端的过程中，该电源的最大输出功率为 10 W解析 乙图中 AB 延长线交 U 轴于(0,20 V)处，交 I 轴于(1.0 A,0)处，所以电源的电动势E20 V，A 错误；内阻 r20 .当滑片 P 滑到 R3的右端时，电路参数对应乙图中的EI短B 点，即 U24 V、I20.8 A，得 R25 ，B 错误；当滑片 P 滑到 R3的左端时，由U2I2乙图知此时 U外16 V，I总0.2 A，所以 R外80 .因为 R外R2，所以U外I总R1R3R1R3滑动变阻器的最大阻值为 R3300

5、 ，C 正确；Pmax5 W，D 错误E24r答案 C【命题热点突破二命题热点突破二】 交变电流的产生及描述交变电流的产生及描述两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时，SB， 最大，0，e0，i0，电流方向将发生改t变(2)线圈平面与中性面垂直时，SB，0，最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变t例 2(多选)某交流发电机的输出电压随时间变化的图象如图所示，输出功率是 20 kW，现用 5 000 V 高压输电，输电线上的总电阻是 40 ，再利用 n1n2221 的降压变压器降压后供给用户，则下列说法正确的是( )A交变电流的频率为 100 HzB发电机输出电压的有效值为 220 V

6、C流过高压输电线的电流为 125 AD降压变压器输出电压的有效值为 220 V答案 BD【变式探究】如图所示，单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为 R.线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 从中性面开始匀速转动，线框转动 时的感应电流为 I，下列说法正确的是( )6A线框中感应电流的有效值为 2IB线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为2IRC从中性面开始转过 的过程中，通过导线横截面的电荷量为22ID线框转一周的过程中，产生的热量为8RI2线圈转一周产生的热量 QI2RT，代入解得 QR，故选项 D 错误B2S222R224RI2中华资

7、源库答案 BC【命题热点突破三命题热点突破三】理想变压器及远距离输电理想变压器及远距离输电例 3一理想变压器、原线圈接 uUmsin t(V)的交流电，副线圈所接的电路如图4913 所示，电表均为理想的交流电表，开始开关 S 是闭合的当开关 S 断开后，下列说法正确的是( )图 4913AV2的读数变小、A3的读数变大BV2的读数不变、A3的读数变小CA1的读数变小、A2的读数变小DV1的读数变大、A1的读数变大解析 理想变压器的电压与匝数成正比，由于理想变压器原线圈接的电压不变，所以 V1的读数不变，副线圈电压不变，所以 V2的读数不变当 S 断开之后，并联电路的电阻变大，副线圈的电阻变大，

8、由于副线圈电压不变，所以副线圈的总电流变小，即 A2的读数变小，由于原、副线圈的匝数比不变，所以当副线圈的电流变小时，原线圈的电流也要变小，所以 A1的读数变小，由于副线圈的总电流变小，R1的电压变小，并联电路的电压增大，所以 R3中的电流增大，A3的读数变大，所以 C 正确答案 C来源：【变式探究】 (多选)(2014山东卷，17)如图所示，将额定电压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上闭合开关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220 V 和 2.2 A以下判断正确的是( )A变压器输入功率为 484 WB通过原线圈的电流的有

9、效值为 0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为 2.2 AD变压器原、副线圈匝数比 n1n2113答案 BD【命题热点突破四命题热点突破四】交变电流、理想变压器的综合问题分析交变电流、理想变压器的综合问题分析例 4、如图所示，有一矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，内阻不计，绕 OO轴在水平方向的磁感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度 做匀速转动，从图示位置开始计时矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头 P 上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是( )图 4916A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 eNBScos tB矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的

10、电荷量为 02C当 P 位置不动，R 增大时，电压表读数也增大D当 P 位置向上移动、R 不变时，电流表读数减小解析 计时起点，线圈内的感应电动势为最大值 EmNBS，所以感应电动势的瞬时值表达式为 eNBScos t，A 选项正确矩形线圈从图示位置经过时间，线圈磁通量的变2化量为 BS，故通过电流表的电荷量 qN，即不为 0，B 选项错误电压表示数是R线圈产生的感应电动势的有效值，即总是，C 选项错误当 P 位置向上移动，输出电NBS2压升高，R 不变时，输出功率增大，电流表读数增大，选项 D 错误答案 A【变式探究】如图所示，匝数为 100 匝的矩形线圈 abcd 位于磁感应强度 B T

11、的水平6 225匀强磁场中，线圈面积 S0.5 m2，内阻不计线圈绕垂直于磁场的轴以角速度 10 rad/s 匀速转动线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12 V，12 W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是( )A通过灯泡的交变电流的频率是 50 Hz来源：B变压器原、副线圈匝数之比为 101C矩形线圈中产生的电动势的最大值为 120 VD若将灯泡更换为“12 V,24 W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速答案 B【高考真题解读高考真题解读】1(2015新课标全国16)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为 31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻

12、，原线圈一侧接在电压为 220V 的正弦交流电源上，如图1 所示设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k，则( )图 1AU66V，kBU22V，k1919CU66V，kDU22V，k13132(2015四川理综4)小型手摇发电机线圈共 N 匝，每匝可简化为矩形线圈 abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴 OO，线圈绕 OO匀速转动，如图 2 所示矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )图 2A峰值是 e0B峰值是 2e0C有效值是Ne0D有效值是Ne0222【答案】D 【解析

13、】矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，所以发电机的电动势峰值为 2Ne0，A、B 错误；由于不计线圈的电阻，所以发电机的输出电压峰值为 2Ne0，故有效值为Ne0，故 D 正确2Ne0223(多选)(2015天津理综6)如图 3 所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头 Q 来调节，在副线圈两端连接了定值电阻 R0和滑动变阻器R，P 为滑动变阻器的滑动触头在原线圈上加一电压为 U 的正弦交流电，则( )图 3A保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表读数变大B保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表读数变小C保持

14、P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表读数变大D保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表读数变小4(2015福建理综15)图 4 为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为 n1、n2，在 T 的原线圈两端接入一电压 uUmsint 的交流电源，若输送电功率为 P，输电线的总电阻为 2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )图 4A() B()n1n2U2 m4rn2n1U2 m4rC4()2()2rD4()2()2rn1n2PUmn2n1PUm【答案】C 【解析】原线圈电压的有效值：U1，根据可得 U2，又因Um2U1U2n1

15、n2n2n1Um2为是理想变压器，所以 T 的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率 P，所以输电线上的电流 I，输电线上损失的电功率为 PI22r4r22，所以 C 正确，A、B、DPU2(n1n2) (PUm)错误5(2015江苏单科1)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将 220V 交变电流改变为110V已知变压器原线圈匝数为 800，则副线圈匝数为( )A200 B400C1600 D3200【答案】B 【解析】根据变压器的变压规律得，n2n1800400，选项U1U2n1n2U2U1110220B 正确 6(2015广东理综15)如图 17 为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气

16、管，视变压器为理想变压器原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头 P，使输出电压有效值由 220V 降至 110V，调节前后( )图 17A副线圈中的电流比为 12B副线圈输出功率比为 21C副线圈的接入匝数比为 21D原线圈输入功率比为 127(多选)(2015海南单科10)如图 22 所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为 41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为 R0，负载电阻的阻值 R11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为 R5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为 5.0V，则( )图 22A此时原线圈两端电

17、压的最大值约为 34VB此时原线圈两端电压的最大值约为 24VC原线圈两端原来的电压有效值约为 68VD原线圈两端原来的电压有效值约为 48V8. (2014天津卷，2)如图所示，电路中 R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器 C 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 R1的阻值B增大 R2的阻值C增大两板间的距离D断开电键 S解析 根据电路结构，电容器两极电压等于 R1两端电压与 R2大小无关，即 UCUR1E，对油滴由平衡条件得 qmg，油滴静止不动，说明电场强度不发生变化，即

18、R1R1rUcdR1的电压不变即可，故改变 R2时对电路工作状态无影响，选 B. 答案 B9(多选)(2014广东卷，19)如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压 U1不变，闭合电键 S，下列说法正确的是( )A P 向下滑动时，灯 L 变亮BP 向下滑动时，变压器的输出电压不变 CP 向上滑动时，变压器的输入电流变小 DP 向上滑动时，变压器的输出功率变大解析 由于理想变压器输入电压不变，据公式，则副线圈电压 U2不变，滑片 P 滑U1U2n1n2动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，则 A 错误；滑片 P 下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线

19、圈电压不变，故 B 正确；滑片 P 上滑，电阻减小，电流 I2增大，据则原线圈输入电流 I1也增大，故 C 错误；此时变压器输出功率I1I2n2n1P2U2I2将变大，故 D 正确Z答案 BD10. (2014全国卷新课标，21)如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为 R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b 端和 c、d 端的电压分别为 Uab和 Ucd ，则( )AUab：Ucdn1：n2B增大负载电阻的阻值 R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd 间的电压 Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍 答案 BD