专题4 第11讲 直流电路与交变电流 （课件）-【步步高】2024年高考物理大二轮专题复习与增分策略（新高考，浙江专用）

专题四　 电路与电磁感应 知识体系 知识体系 第11讲　直流电路与交变电流 1 会用闭合电路欧姆定律分析电路各部分之间的相互关系。 2 能利用能量守恒定律和焦耳定律分析电学中的能量转化问题。 目标要求 3 掌握交变电流的产生和描述、四值的特点和相关计算。 4 理解变压器的原理，会分析交流电路的动态变化以及远距离输电问题。 内容索引 考点一 考点二 直流电路的分析与计算 交变电流“四值”及应用 考点三 变压器分析与计算　电能的输送 高考预测 专题强化练 考点一 直流电路的分析与计算 (1)E＝U外＋U内；(任意电路) (2)E＝U外＋Ir；(任意电路) (3)E＝I(R＋r)。(纯电阻电路) 1.闭合电路欧姆定律的三个公式 2.动态电路分析的三种方法 程序法 部分电路阻值变化→电路总电阻R总变化→干路电流I变化→ 路端电压U端变化→各支路电流、电压变化，即R局 串反并同法 所谓“串反”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都减小(增大)。所谓“并同”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都增大(减小) 极限法 因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大或电阻为零去讨论 (1)只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路。 (2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。 3.电容器的特点 　(2023·浙江省金丽衢十二校、七彩阳光等校联考)如图所示的电路，R1、R2、R3是定值电阻，R4是滑动变阻器，电源内阻不可忽略。闭合开关，在电路稳定后，将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动的过程中，下列说法正确的是 A.电压表示数变小 B.电流从上往下通过R3 C.电源的输出功率变小 D.通过R2的电流变大 例1 √ 触头由中点向上移动的过程中，R4变 大，总电阻变大，所以电压表示数变 大，通过的R2电流减小，A、D错误； 电容器两端电压增大，所以要充电， 电流从上往下通过R3，B正确； 因内阻大小不确定，电源的输出功率大小变化无法判断，C错误。 　(2023·浙江东阳市适应性考)电动汽车由于节能环保的优势，广受人们喜欢，某品牌电动汽车储能部件是由10个蓄电池串联叠置组成的电池组。充电时，直流充电桩的充电电压为400 V，充电电流为200 A；每个电池容量120 A·h，放电时平均电压为30 V，整个电池组输出功率为15 kW；转化机械能的效率为90 %。以v＝108 km/h的速度在高速公路匀速行驶时，则 A.该电动汽车最长可连续工作2.4 h B.该电池组最多可储存480 kWh电能 C.该电动汽车正常工作时电流为5 A D.匀速行驶时所受阻力为500 N 例2 √ 该电池组最多可储存电能为E＝U放I放t＝U放q总＝30×10×120 Wh＝36 kWh 根据题意可知，电动汽车的机械功率为P1＝P×90%＝13.5 kW 由公式P＝Fv可得，其中v＝108 km/h＝30 m/s，牵引力为F＝450 N，则匀速行驶时所受阻力为450 N，故D错误。 　如图(a)所示电路，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。从左向右移动滑动变阻器的滑片，根据电表数据得到U－I图像如图(b)所示，则 A.R1的最大功率为4 W B.R2的最大功率为3 W C.电源的最大输出功率为4 W D.电源的输出功率先增大后减小 例3 √ 设电源电动势为E，内阻为r，根据闭合电路欧姆定律有U3＝E－Ir，U1＝E－I(r＋R2)， 所以题图(b)中斜率为负的两条图线中，斜率绝对值较大的图线反映了V1表示数随I的变化，则r＋R2＝4 Ω， 斜率绝对值较小的图线反映了V3表示数随I的变化，则r＝1 Ω，E＝4 V， 根据数学知识可知，当R1＝R2＋r时，P1有最大值，为P1max＝1 W，故A错误； 器的滑片，R1＋R2>r，P随R1的增大而减小，当R1＝0时，P有最大值为Pmax＝P2max＝3 W，故C、D错误。 直流电路的最大功率 总结提升 1.当R一定时，由P＝I2R知，I越大，P越大。 2.当r一定、R变化时，P出随R的变化情况可通过下面两个图像进行分析。 P出－R图像 P出－I图像 P出＝ P出＝EI－I2r     总结提升 P出－R图像 P出－I图像     考点二 交变电流“四值”及应用 22 (2)非正弦式交变电流：计算有效值时，要根据电流的热效应，即“一个周期”内“相同电阻”上产生“相同热量”，然后分段求和列式，求得有效值。 1.有效值的计算 2.正弦式交流电“四值”的应用   表达式 应用 最大值 Em＝nBSω 计算电容器的耐压值 瞬时值 e＝Emsin ωt 计算某时刻所受安培力 有效值 电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流 平均值 计算通过导体的电荷量 　(2023·浙江省新高考模拟)图甲所示是小型交流发电机的示意图，矩形线框的匝数为N，面积为S，内阻为r，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B。线框从图甲所示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动，通过电刷和外电路连接，外电路中的小灯泡恰好正常发光(小灯泡正常发光时的电阻为R)。如图乙所示，某线圈连接的换向器由两个半铜环和两个电刷组成。忽略导线和交流电流表的电阻， 例4 √ 下列说法正确的是 t＝0时刻，线框平面与磁场方向平行，此时的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，则线框产生的感应电动势表达式为e＝Emcos ωt＝NBSωcos ωt，故A错误； 若仅将图甲中的电刷装置换成题图乙中的换向器装置，线框输出电流的有效值不变，故灯泡的功率不变，也恰好正常发光，故C正确； 　在图乙的电路中，电源输出如图甲所示的交变电流(不计内阻)。电阻R的阻值为10 Ω，电表均为理想电表。下列判断正确的是 A.电压表的示数为10 V B.电流表的示数为2 A C.若将电阻R替换为一个电 　容器，欲使电路安全运行， 　其耐压值最少为10 V D.电阻R在任意三分之一个周期内产生的热量一定等于0.1 J 例5 √ 由欧姆定律可知，电流表的示数为 I＝＝ A＝1 A，故B错误； 考点三 变压器分析与计算　电能的输送 32 1.理想变压器问题 (1)三个不变：功率不变；磁通量的变化率不变；周期频率不变。 (2)决定关系：输出功率决定输入功率；输入电压决定输出电压；输出电流决定输入电流。 2.远距离输电问题 (1)理清三个回路 (2)抓住两个联系 (3)掌握一个守恒，能量守恒关系：P1＝P损＋P3。 3.输电线路功率损失的四种计算方法 P损＝P1－P4 P1为输送的功率，P4为用户得到的功率 P损＝I线2R线 I线为输电线路上的电流，R线为线路电阻 ΔU为输电线路上损失的电压，不要与U2、U3相混 P损＝ΔU·I线 　(2023·浙江省百校联考一模)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝　　　　　　　 氖泡只有在两端电压大于或等于100 V时发光，电流表为理想交流电表，下列说法中正确的有 A.电容器两端的最大电压为100 V B.氖泡的发光频率为100 Hz C.变阻器触片向上移动时，电流表的示数变小 D.变阻器触片向上移动时，小灯泡会变暗 例6 √ 由于交流电的频率为50 Hz，而氖泡每个周期发光两次，因此发光频率为100 Hz，B正确； 副线圈的电流决定原线圈的电流，变阻器 触片向上移动时，回路的电阻减小，副线 圈的电流增大，则原线圈的电流增大，电流表示数变大，C错误； 由于原线圈的电压决定副线圈电压，变阻器触片向上移动时，原线圈电压不变，因此副线圈电压不变，小灯泡亮度不变，D错误。 　(2020·浙江7月选考·11)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100 kW，发电机的电压U1＝250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220 V。已知输电线上损失的功率P线＝5 kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是 A.发电机输出的电流I1＝40 A B.输电线上的电流I线＝625 A C.降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11 D.用户得到的电流I4＝455 A 例7 √ 高考预测 41 1.如图所示，三只电阻R1、R2、R3分别以甲、乙、丙三种方式接在同一个输出电压不变的电源上。已知R1＝12 Ω 则R2、R3的大小分别为 A.R2＝12 Ω，R3＝12 Ω B.R2＝6 Ω，R3＝12 Ω C.R2＝12 Ω，R3＝6 Ω D.R2＝R3＝6 Ω 1 2 √ 1 2 1 2 2.(2023·浙江嘉兴市一模)风力发电为2023年杭州亚运会供应绿色电能，其模型如图所示。风轮机叶片转速m转/秒，并形成半径为r的圆面，通过1∶n转速比的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为ρ，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，忽略线圈电阻，则 1 2 A.单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为 B.经升压变压器后，输出交变电流的频率高于mn C.变压器原、副线圈的匝数比为 D.高压输电有利于减少能量损失，因此电网的输电电压越高越好 1 2 √ 1 2 考虑到高压输电的安全性和可靠性，电网的输电电压并非越高越好，故D错误。 1 2 专题强化练 49 1.(2023·浙江绍兴市二模)在物理课中，小明着手研究某款发电机，做如下尝试：如图甲所示，第一次在发电机的矩形线框处加水平向右的匀强磁场；如图乙所示，第二次在矩形线框处加竖直向下的匀强磁场。矩形线框绕对称轴OO′，以一定的角速度ω匀速转动，给外电阻R供电。比较通过R中的电流，下列说法正确的是 A.甲、乙都为直流电 B.甲、乙都为交流电 C.甲是直流电，乙是交流电 D.甲是交流电，乙是直流电 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 保分基础练 √ 13 根据右手定则可知，题图甲中电流方向始终不变，为直流电；题图乙电流经过中性面时方向改变，是交流电，故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2.(2023·浙江绍兴市统考)如图所示为手机无线充电的简化原理图。基座线圈直接接上220 V的交流电，受电线圈串联理想二极管后接手机电池。假设基座线圈产生的磁场全部穿过受电线圈，且无能量损失，已知基座线圈和受电线圈的匝数比为22∶1。下列说法正确的是 A.接手机电池两端输出的是交流电 B.接手机电池两端的电压为 C.无线充电原理是利用线圈的自感现象 D.无线充电原理是利用红外线的发射与接收技术 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 由于二极管的单向导电性，可知接手机电池两端输出的不是交流电，故A错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 无线充电原理是利用电磁感应中线圈的互感现象，故C、D错误。 13 3.(2023·浙江湖州市统考)如图所示，电源电动势、内阻保持不变，灯泡L(不考虑阻值变化)与定值电阻R1串联，R2是电阻箱，合上开关S，逐渐增大电阻箱R2的接入阻值，下列说法正确的是 A.路端电压减小 B.电阻R1两端的电压增大 C.电阻箱R2的电流增大 D.灯泡L的电功率减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 当增大电阻箱R2的接入阻值时，电路的总电阻R增 大，干路电流I减小，根据路端电压U＝E－Ir，因 其他量不变，路端电压U增大，故A错误； 路端电压U增大，则灯泡L与定值电阻R1串联的总 电压增大，流过L与定值电阻R1的电流增大，灯泡L的电功率增大，定值电阻R1两端的电压增大，故B正确，D错误； 流过灯泡L与定值电阻R1的电流增大，而干路电流I减小，则流过电阻箱R2的电流一定减小，故C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4.(2023·浙江省杭州第二中学月考)运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的，如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是 A.静止时，电流表示数为零，且电容器两极板不带电 B.电路中的电流表示数越大，说明手机的加速度越大 C.由静止突然向后加速时，电容器的电容会减小 D.由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 静止时，N板不动，电容器的电容不变，则电容器电荷量不变，则电流表示数为零，电容器保持与电源相连，两极板带电，A错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由C、D项分析可知，手机“前后”方向运动的加速度越大，电容变化越大，相同时间内电容充电或放电的电荷量越大，电路中的电流表示数越大。因此电路中的电流表示数越大，说明手机“前后”方向运动的加速度越大，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5.(2023·浙江省联考)如图所示，某扫地机器人电池容量为9 000 mA·h，额定电压为8 V，额定功率为24 W，为延长锂电池寿命，当剩余电量为总容量的20%时就需要充电，则下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C.扫地机器人充满电后最长工作时间约为2.4 h D.扫地机器人充满电后最长工作时间内消耗的电能约为30 W·h √ 13 扫地机器人是非纯电阻用电器，根据题中条件无法 计算扫地机器人的电阻，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 扫地机器人充满电后最长工作时间内消耗的电能约为 E电＝Uq×80%＝57.6 W·h，D错误。 13 6.(多选)(2023·全国乙卷·20)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12＝3.0 V，U23＝2.5 V，U34＝－1.5 V。符合上述测量结果的可能接法是 A.电源接在1、4之间，R接在1、3之间 B.电源接在1、4之间，R接在2、4之间 C.电源接在1、3之间，R接在1、4之间 D.电源接在1、3之间，R接在2、4之间 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ √ 13 根据A选项画出电路图，如图甲， 可见U34>0，不符合题意，A错误； 根据B选项画出电路图，如图乙， 可见U34>0，不符合题意，B错误； 根据C选项画出电路图，如图丙， 可见上述接法符合题中测量结果， C正确； 根据D选项画出电路图，如图丁， 可见上述接法符合题中测量结果，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7.(2023·浙江宁波市十校二模)电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器(相当于电流表)与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E＝8 V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i－t曲线如图乙所示， 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 下列说法正确的是 A.i－t图像阴影表示电容器的能量 B.阴影部分的面积S1和S2肯定不相等 C.阻值R1大于R2 D.计算机测得S1＝1 203 mA·s，则该电容器的电容约为0.15 F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 根据q＝it可知i－t图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电容器所带电荷量，故A错误； S1表示电容器充电后所带电荷量，S2表示电容器放电的电荷量，所以S1＝S2，故B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8.(多选)(2023·浙江绍兴市统考)如图所示为某地远距离输电线路流程的简化图。已知输电线的总电阻为10 Ω，两变压器均为理想变压器，输电线上损失的电功率为9 kW。下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 争分提能练 A.升压变压器的匝数比为1∶16 B.输电线上损失的电压为300 V C.降压变压器的匝数比为40∶3 D.用户端得到的电功率为100 kW √ √ 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 输电线上损失的电压为ΔU＝I2R＝30×10 V＝300 V，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 由能量守恒定律， 用户端得到的电功率P4＝P－P损＝120 kW－9 kW＝111 kW，D错误。 13 9.(2022·浙江1月选考·12)某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15 m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0 kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75 m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220 V，输入电流为2.0 A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，重力 加速度g取10 m/s2，则 A.每秒水泵对水做功为75 J B.每秒水泵对水做功为225 J C.水泵输入功率为440 W D.电动机线圈的电阻为10 Ω 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为P机＝P入＝400 W，而电动机的电功率为P电＝UI＝440 W，由能量守恒定律可知P电＝I2R＋P机，解得R＝10 Ω，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10.图甲是一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的a、b间接入220 V的交流电，变压器线圈总匝数为1 100，交流电流表A为理想电表，定值电阻R＝2 500 Ω，灯泡L的伏安特性曲线如图乙所示。当c、P之间线圈匝数为750匝时，则 A.灯泡两端的电压约为47 V B.通过电阻的电流约为0.02 A C.电流表的示数约为0.03 A D.灯泡的功率约为2.3 W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 由图中交点可得U≈75 V，I≈0.03 A， 故A、B错误； 灯泡的功率P＝UI，解得 P＝2.25 W≈2.3 W，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11.(2023·浙江绍兴市上虞区二模)如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入甲、乙两个互感器(均为理想器材)，两互感器原、副线圈的匝数比分别为200∶1和1∶20，降压变压器原、副线圈的匝数比为200∶1，电压表的示数为220 V，电流表的示数为5 A，输电线路总电阻r＝20 Ω， 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 则下列说法正确的是 A.互感器甲是电流互感器，互感器 　乙是电压互感器 B.输电线路上损耗的功率约占输电 　总功率的4.5% C.用户端的电压U4为200 V D.用户使用的用电设备增多，流过电流互感器的电流减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 互感器甲并联在电路中，所以是电压互感器，互感器乙串联在电路中，是电流互感器，故A错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电流表的示数为5 A，互感器乙的 原、副线圈的匝数比1∶20，则线路上电流I＝100 A，线路上损耗的功率P损＝I2r＝200 kW，电压表的示数为220 V，匝数比为200∶1，所以输送电压U＝44 000 V，功率P＝UI＝4 400 kW，则输电线路上损耗的功率约占输电总功率的　 　×100%≈4.5%，故B正确； 13 降压变压器原线圈两端电压U3＝44 000 V－100×20 V＝42 000 V，用户端的电压U4＝ ＝210 V，故C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 用户使用的用电设备增多，用户回路电流变大，则输送电流变大，流过电流互感器的电流变大，故D错误。 13 12.(2023·浙江省名校协作体二模)某同学使用如图所示的一款充电宝和一款台灯来照明，部分参数如下表所示，已知深夜学习需要6 W以上的照明功率，则以下说法不正确的是 充电宝部分参数如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 产品名称 PD快充移动电源 聚合物电池容量 10 000 mA·h 品牌 XXXX 输出 5 V－4.5 A/9 V－3 A 输入 DC5 V－3 A/12 V－1.5 A 产品颜色 黑色/白色 产品重量 若干克 产品尺寸 146*68*17mm 13 台灯部分参数如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 产品名称 米格台灯 灯珠 144颗 额定电压 5 V 最大电流 1.5 A 内置电池容量 1 800 mA·h 其他功能 亮度从0开始连续调节 A.充电宝输出功率可达27 W B.台灯的最大功率为7.5 W C.打开台灯后每颗灯珠的功率都为0.05 W D.仅用这款台灯和这款充电宝充满一次电的情况下使用，不能保证周日 　至周五每晚2小时的学习时间 √ 13 根据题意，由表中数据可知，充电宝的输出功率有2种为P1＝5×4.5 W＝22.5 W，P2＝9×3 W＝27 W，故A正确； 根据题意，由表中数据可知，台灯的最大功率为 P＝U额Im＝5×1.5 W＝7.5 W，故B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13.(多选)(2023·浙江台州市联考)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，左侧A、C两点间接入交流电源U，定值电阻R1＝R2＝R接在原线圈两端，电阻箱R3接在副线圈两端，初始状态R3＝R。则 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 尖子生选练 C.若减小R3阻值，电压表V1、V2示数都增大 D.若增大R3阻值，电压表V1、V2示数都增大 √ √ 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 → R总→I总→U端→ 该电动汽车最长可连续工作的时间为t＝＝2.4 h，该电动汽车正常工作时电流为I＝＝ A＝50 A，故B、C错误，A正确； 根据欧姆定律可知＝R2，所以题图(b)中斜率为正的图线反映V2表示数随I的变化，则可知R2＝3 Ω。 所以||＝r，||＝r＋R2， R1的功率为P1＝I2R1＝＝， 当电路中电流最大时，R2的功率最大，此时R1接入电路的阻值为零，所以P2max＝()2R2＝3 W，故B正确； 电源的输出功率为P＝I2(R1＋R2)＝＝，从左向右移动滑动变阻 R 短路：I＝，P出＝0 断路：I＝0，P出＝0 当R＝r时，P出最大，P出＝ 短路：I＝，P出＝0 断路：I＝0，P出＝0 当I＝时，P出最大，P出＝ (1)正弦式交变电流：E＝，I＝，U＝。 E＝ ＝ A.从图甲所示位置开始计时，线框产生的感应电动势表达式为e＝NBSωsin ωt B.电流表的示数I＝ C.若仅将图甲中的电刷装置换成 图乙中的换向器装置，小灯泡 也恰好正常发光 D.矩形线框的输出功率为 电流表的示数为电流的有效值，应为I＝＝，故B错误； 矩形线框的输出功率为P＝I2R＝，故D错误。 根据题意可知，电压表的示数为有效值，设为U，则有T＝· ＋·，解得 U＝10 V，故A正确； 由于交流电的峰值为 Um＝10 V＞10 V，因此，若将电阻R换成一个耐压值为10 V的电容器，会被击穿，故C错误； 根据题意可知，电阻R在任意三分之一个周期内的电流有效值不一定是1 A，所以电阻R在任意三分之一个周期内产生的热量不能用 Q＝ I2R·＝12×10×10－2 J＝0.1 J计算，故D错误。 ①理想的升压变压器中线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是＝，＝，P1＝P2。 ②理想的降压变压器中线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是＝，＝，P3＝P4。 P损＝ 20sin 100πt V， 由于原、副线圈匝数比为1∶5，根据＝，原线圈电压的最大值为20 V，则副线圈电压最大值为100 V，A错误； 发电机输出电流I1＝＝ A＝400 A，故A错误； 输电线上损失的功率P线＝I线2R线＝5 kW，所以I线＝＝25 A，故B错误； 用户得到的功率P4＝P－P线＝ (100－5) kW＝95 kW，则I4＝ ＝ A＝ A≈432 A，即用户得到的电流为432 A，故＝＝，故C正确，D错误。 ，I2＝I1，I3＝I1， 由电路图甲可得R1＝＝12 Ω， 电路图乙中的总电阻为R乙＝ ＝＝2×＝2×12 Ω＝24 Ω，R2的阻值为R2＝R乙－R1＝(24－12) Ω＝12 Ω，电路图丙的总电阻为R丙＝＝＝×＝×12 Ω＝16 Ω， R1、R3并联后的电阻为R并＝R丙－R2＝(16－12) Ω＝4 Ω，又因为＝＋，所以R3＝＝ Ω＝6 Ω，故选C。 ρπr2v2 πNBSmn∶U 单位时间内冲击风轮机叶片 气流的体积V＝＝ ＝πr2v，气体质量 m＝ρV＝ ρπr2v，动能Ek＝mv2＝ρπr2v3，故A错误； 发电机线圈转速为mn，则 ω＝2πmn，频率 f＝＝mn，经升压变压器后，输出交变电流的频率仍为mn，故B错误； 变压器原线圈两端电压最大 值Um＝NBSω＝2πNBSmn， 有效值 U1＝＝πNBSmn， 则变压器原、副线圈的匝数比为πNBSmn∶U，故C正确； 5 V 受电线圈两端电压为U2＝U1＝×220 V ＝10 V，设接手机电池两端的电压为U′，根据有效值定义可得·＝T，解得U′＝＝5 V，故B正确； 由静止突然向前加速时，N板相对向后移动，则板间距增大，根据C＝，知电容C减小，电压不变，由Q＝CU，知电容器电荷量减小，电容器放电，电流由b向a流过电流表，D正确； 由静止突然向后加速时，N板相对向前移动，则板 间距减小，根据C＝，知电容C增大，C错误； A.扫地机器人正常工作时的电流为 A B.扫地机器人的电阻为 Ω 根据题意有q＝9 000 mA·h＝9 A·h，扫地机器人充 满电后最长工作时间约为 t＝×80%＝×0.8 h＝2.4 h，C正确； 扫地机器人正常工作时的电流为I＝＝ A＝3 A，A错误； 该电容器的电容为 C＝＝≈0.15 F，故D正确。 由题图乙可知电容器充电瞬间电流比电容器放电瞬间电流大，且电容器充电瞬间电源电压和放电瞬间电容器两端电压相等，则有> ，所以R1<R2，故C错误； →→ →→ →→→→ 设升压变压器原、副线圈上的电流大小分别为I1、I2，电压分别为U1、U2，则I1＝＝＝480 A，又输电线上损失的电功率P损＝I22R线，得I2＝＝＝30 A，升压变压器的匝数比＝＝＝，A正确； →→→→ 对升压变压器，由＝得U2＝U1＝×250 V＝4 000 V，降压变压器原线圈的电压U3＝U2－ΔU＝4 000 V－300 V＝3 700 V，降压变压器原、副线圈的匝数比＝＝＝，C错误； 水泵的输出能量转化为水的机械能，则P出＝＝ 300 W，而水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输 入功率之比)为75%，则P入＝＝400 W，故C 错误； 每秒喷出水的质量为m0＝2.0 kg，抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为W＝m0gH＋m0v02＝300 J，故A、B错误； 由＝，可得 U2＝150 V，对于副线圈，设灯泡的电压为U，电流为I，由闭合电路欧姆定律可得 U＝U2－IR，在题图乙中画出上式的图像，如图 由＝，I2＝I，可得 I1≈0.02 A，故 C错误； 打开台灯后的电功率可调，每颗灯珠的功率最大为Pm＝ W≈0.05 W，则每颗灯珠的功率不一定为0.05 W，故C错误； 根据题意，由表中数据可知，仅用这款台灯和这款充电宝充满一次电的情况下使用，最多储存电量为11 800 mA·h，台灯最小的工作电流为Imin＝＝ A＝1.2 A，可用最长时间为t＝＝ h≈9.8 h，不能保证周日至周五每晚2小时的学习时间，故D正确。 A.电阻箱中的电流为 B.电阻箱中的电流为 设副线圈的电压为U2，则通过副线圈的电 流为I2＝，根据变压器的变压比有＝ ，＝，解得原线圈U1＝3U2，I1＝I2， 则通过R1的电流IR1＝，通过R2的电流IR2＝，根据电路连接情况可得IR1＝IR2＋I1，整理得＝＋，结合R1＝R2＝R，初始时R3＝R，解得U2＝U，则I2＝，选项A错误，B正确； 若R3增大，则(＋)减小，由于为定 值，可知U1增大；再由＝可知U2增大。 同理可知若R3减小，则(＋)增大，可知U1减小、U2减小，选项C错误，D正确。 V1、V2的示数分别为原、副线圈的电压。由＝＋，代入R1＝R2＝R及U1＝3U2得＝U1(＋) $$