内容正文:
重难12 恒定电流与交变电流
内容导航
速度提升 技巧掌握 手感养成
重难考向聚焦
锁定目标 精准打击:快速指明将要攻克的核心靶点,明确主攻方向
重难技巧突破
授予利器 瓦解难点:总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧
重难保分练
稳扎稳打 必拿分数:聚焦可稳拿分数题目,确保重难点基础分值
重难抢分练
突破瓶颈 争夺高分: 聚焦于中高难度题目,争夺关键分数
重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖:挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
一、 直流电路的分析与计算
重难点1.闭合电路的功率和效率
1.闭合电路的功率和效率
电源总功率
任意电路:P总=EI=P出+P内
纯电阻电路:P总=I2(R+r)=
电源内部
消耗的功率
P内=I2r=P总-P出
电源的
输出功率
任意电路:P出=UI=P总-P内
纯电阻电路:P出=I2R=
P出与外电阻
R的关系
电源的效率
任意电路:η=×100%=×100%
纯电阻电路:η=×100%
2.输出功率与外电阻的关系
由P出与外电阻R的关系图像可知:
(1)当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=。
(2)当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。
(3)当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。
(4)当P出<Pm时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2。
重难点2.直流闭合电路中的动态分析的三种方法
1.程序法
2.结论法
用口诀表述为“串反并同”:
(1)所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将减小,反之则增大。
(2)所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将增大,反之则减小。
3.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,让电阻最大或电阻为零进行讨论。
重难点3.直流含容电路问题分析方法
1.电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。
2.电路稳定时电容器的处理方法:电路稳定后,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,,即电阻不起降低电压的作用,电容器两端的电压与其并联用电器两端电压相等。
3.电压变化带来的电容器变化:电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电容器两端电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电,可由ΔQ=C·ΔU计算电容器上电荷量的变化量。
4.含容电路动态分析的三个步骤:
第一步
理清电路的串、并联关系
第二步
确定电容器两极板间的电压。在电容器充电和放电的过程中,欧姆定律等电路规律不适用,但对于充电或放电完毕的电路,电容器的存在与否不再影响原电路,电容器接在某一支路两端,可根据欧姆定律及串、并联规律求解该支路两端的电压U
第三步
分析电容器所带的电荷量。针对某一状态,根据Q=CU,由电容器两端的电压U求电容器所带的电荷量Q,由电路规律分析两极板电势的高低,高电势板带正电,低电势板带负电
二、交流电流的四值和变压器的分析与计算
重难点1.交变电流的四值问题
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一时刻的值
e=Emsin ωt
e=Emcos ωt
正弦形式,从中性面开始
余弦形式,从垂直中性面开始
峰值
交变电流最大的瞬时值
Em=nBSω
Im=
确定用电器的耐压值、电容器的击穿电压
有效值
跟交变电流的热效应等效的恒定电流值
E=
U=
(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)
(2)交流电表的测量值
(3)电器设备的额定电压、额定电流
(4)保险丝的熔断电流
平均值
it图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值
=n
=
计算通过电路某截面的电荷量
注意:求解有效值的两个关键点:
1.计算有效值的根据是电流的热效应,抓住“三同”:“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。
2.利用公式Q=I2Rt和Q=t可分别求得电流有效值和电压有效值。
重难点2.理想变压器的基本关系
理想变压器
没有能量损失(铜损、铁损),没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)
基本关系
功率关系
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,P入=P出
电压关系
原、副线圈的电压比等于匝数比,U1∶U2=n1∶n2,与负载的多少无关
电流关系
只有一个副线圈时,I1∶I2=n2∶n1;有多个副线圈时,由P入=P出即I1U1=I2U2+I3U3+…+InUn得I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn
频率关系
f1=f2(变压器不改变交流电的频率)
处理技巧
等效电阻
重难点3.理想变压器的动态分析
匝数比不变的情况
负载电阻不变的情况
(1)U1不变,根据=,输入电压U1决定输出电压U2,可以得出不论负载电阻R如何变化,U2不变。
(2)当负载电阻发生变化时,I2变化,根据输出电流I2决定输入电流I1,可以判断I1的变化。
(3)I2变化引起P2变化,根据P1=P2,可以判断P1的变化。
(1)U1不变,发生变化,U2变化。
(2)R不变,U2变化,I2发生变化。
(3)根据P2=和P1=P2,可以判断P2变化时,P1发生变化,U1不变时,I1发生变化。
三、远距离输电
重难点1.远距离输电问题中的“三 二 一”
1.理清三个回路
2.抓住两个联系
(1)理想的升压变压器联系着回路1和回路2,由变压器原理可得: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)理想的降压变压器联系着回路2和回路3,由变压器原理可得: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。
3.掌握一个守恒
能量守恒关系式P1=P损+P4。
重难点2.远距离输电问题中的电压和功率损失
1.电压损失:输电线路上I2=I线=I3,总电阻R线导致的电压损失ΔU=U2-U3=I线R线。
2.功率损失:
①P损=P1-P4
②P损=I线·ΔU=IR线=
注意:(1)当输送功率一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电线上损耗的功率减小到原来的。
(2)不要把输电线上的输电电压U2和输电线上损失的电压ΔU相混淆。
(建议用时:15分钟)
1.(2025·江苏宿迁·模拟预测)如图所示电路中,电阻阻值相同,电源电动势为E,内阻不计,电容为C,电感线圈直流电阻为零。闭合开关S( )
A.电路稳定后,R1和R2中的电流一样大
B.电路稳定后,电容器带电量为CE
C.断开S瞬间,R1和R2中电流方向相同
D.断开S瞬间,R1中的电流较大
2.(2025·江苏扬州·模拟预测)如图所示,电源电动势为E,内电阻为r。两电压表可看作是理想电表,当闭合开关,将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡L1变亮 B.小灯泡L2变暗
C.V1表的读数变大 D.V2表的读数变大
3.(2025·江苏盐城·三模)某实验小组先采用如图所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器阻值,发现电压表示数虽然有变化,但变化不明显,主要原因是( )
A.滑动变阻器与电路接触处断路 B.电流表阻值太小
C.滑动变阻器的阻值太小 D.电池内阻太小
4.(2025·江苏盐城·三模)某手机的说明书标明该手机电池容量为4000mA∙h,待机时间为22d,其中单位“mA∙h”对应的物理量是( )
A.电荷量 B.功率 C.热量 D.电流
5.(2025·江苏徐州·二模)如图所示,理想变压器的原、副线圈的回路中分别接有阻值均为的电阻、,原线圈一侧接在电压为的正弦交流电源上,若、的电功率相等,下列说法正确的是( )
A.原、副线圈的匝数之比为
B.原线圈两端的电压为
C.通过电阻的电流为
D.电源的输出功率为
6.(2025·江苏常州·二模)一匝数为N的方形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场的轴以角速度匀速转动,如图所示。已知磁通量的最大值为,则产生感应电动势的有效值为( )
A. B. C. D.
7.(2025·江苏南通·三模)如图所示,在原线圈两端加上有效值恒定的交流电压,理想变压器原、副线圈的电压有效值分别为U1、U2,电流有效值分别为I1、I2。当滑动变阻器滑片P向下移时( )
A.I1不变 B.I2变小 C.U1不变 D.U2变小
8.(2025·江苏常州·模拟预测)将一发电机发出的电加在某电阻R两端,流过该电阻的电流随时间变化的图像如图所示,图中的和周期T均为已知。则下列说法中正确的是( )
A.发电机发出的是直流电
B.电流的有效值为
C.一个周期内流过电阻的电荷量为
D.一个周期内电阻上产生的焦耳热为
(建议用时:30分钟)
9.(2025·江苏宿迁·一模)在图甲的电路中,电源内阻不计,不计电表内阻的影响。调节R1的阻值,得到各组电压表和电流表数据,作出的U-I图像如图乙中AB所示,则表示R1阻值的是( )
A.AB的斜率 B.仅a的斜率
C.仅b的斜率 D.a或b的斜率
10.(2025·江苏宿迁·三模)如图所示,电源电动势为E,内阻不计,定值电阻的阻值分别为、,电容器的电容为C。闭合开关S,电路稳定后( )
A.通过电阻的电流为零
B.电容器所带电荷量为
C.断开S的瞬间,通过电阻的电流为
D.断开S后,通过电阻的电荷量为
11.(2025·江苏南京·一模)如图所示,某同学利用一块表头G和三个定值电阻设计了如图所示的多量程电流表,该电表有1、2两个量程。当只增大电阻R1的阻值时,下列说法中正确的是( )
A.两个量程均变大 B.两个量程均变小
C.1的量程变大,2的量程变小 D.1的量程变小,2的量程变大
12.(2025·江苏盐城·模拟预测)如图所示为一理想变压器,已知正弦式交变电压有效值,匝,匝,匝。现将一个理想电压表分别接在、和任意两个端口间,则电表读数正确的是( )
A., B.,
C., D.,
13.(2025·江苏扬州·模拟预测)如图所示为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入电压为10V的正弦式交流电,测得cd间电压为4V,de间电压为12V,则ab和ce线圈的匝数比为
A. B. C. D.
14.(2025·江苏南京·二模)如图,发电机的矩形线框处在竖直向下的匀强磁场中,绕对称轴以角速度匀速转动.取通过电阻R向右的电流为正,从图示位置计时,则R中的电流i随时间t变化的图像是( )
A. B.
C. D.
(建议用时:40分钟)
15.(2025·江苏扬州·模拟预测)如图,矩形线圈面积为S,匝数为n,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO/轴以角速度匀速转动,外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中,下列说法正确的是( )
A.磁通量的变化量
B.平均感应电动势
C.通过电阻R的电量
D.电阻R产生的焦耳热
16.(24-25高三上·江苏盐城·阶段练习)在如图所示的电路中,是定值电阻,、是滑动变阻器,D为理想二极管。电源的电动势为E,内阻为r,接通开关S,质量为m的带电油滴恰能静止在水平放置的两金属板间。若只改变其中的一个条件,下列说法正确的是( )
A.将的滑片向右移动,油滴将向下运动
B.将的滑片向右移动,油滴将向下运动
C.断开开关S,将有电子自下而上通过理想二极管D
D.增大电容器两极板间的距离,油滴将加速向上运动
17.(2024·江苏徐州·三模)某学习小组设计了改变电容器极板间电压的电路,电压表可视为理想电表,下列电路中,电容器极板间电压变化范围较大的是( )
A. B.
C. D.
18.(2024·江苏苏州·二模)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个可变电阻组成,知灵敏电流计的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表,减小时量程增大
B.乙表是电压表,减小时量程增大
C.在甲图中,若改装的电流表量程为,则
D.在乙图中,若改装的电压表量程为,则
19.(2024·江苏南通·一模)在电学实验中,改装后的电表测量值略偏小,为校准电表,可以将一个阻值较小的电阻( )
A.与电阻串联 B.与电阻并联 C.与电阻串联 D.与电阻并联
20.(2023·江苏镇江·三模)如图所示,直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电源电流的关系图像,将一定值电阻分别接到a、b两电源上,功率相等。则( )
A.电源a、b效率相同
B.电源a的内阻更大
C.若将定值电阻换为大于的电阻,电源b的输出功率大于电源a的输出功率
D.若将定值电阻换为小于的电阻,电源b的功率大于电源a的功率
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重难12 恒定电流与交变电流
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稳扎稳打 必拿分数:聚焦可稳拿分数题目,确保重难点基础分值
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突破瓶颈 争夺高分: 聚焦于中高难度题目,争夺关键分数
重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖:挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
一、 直流电路的分析与计算
重难点1.闭合电路的功率和效率
1.闭合电路的功率和效率
电源总功率
任意电路:P总=EI=P出+P内
纯电阻电路:P总=I2(R+r)=
电源内部
消耗的功率
P内=I2r=P总-P出
电源的
输出功率
任意电路:P出=UI=P总-P内
纯电阻电路:P出=I2R=
P出与外电阻
R的关系
电源的效率
任意电路:η=×100%=×100%
纯电阻电路:η=×100%
2.输出功率与外电阻的关系
由P出与外电阻R的关系图像可知:
(1)当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=。
(2)当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。
(3)当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。
(4)当P出<Pm时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2。
重难点2.直流闭合电路中的动态分析的三种方法
1.程序法
2.结论法
用口诀表述为“串反并同”:
(1)所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将减小,反之则增大。
(2)所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将增大,反之则减小。
3.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,让电阻最大或电阻为零进行讨论。
重难点3.直流含容电路问题分析方法
1.电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。
2.电路稳定时电容器的处理方法:电路稳定后,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,,即电阻不起降低电压的作用,电容器两端的电压与其并联用电器两端电压相等。
3.电压变化带来的电容器变化:电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电容器两端电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电,可由ΔQ=C·ΔU计算电容器上电荷量的变化量。
4.含容电路动态分析的三个步骤:
第一步
理清电路的串、并联关系
第二步
确定电容器两极板间的电压。在电容器充电和放电的过程中,欧姆定律等电路规律不适用,但对于充电或放电完毕的电路,电容器的存在与否不再影响原电路,电容器接在某一支路两端,可根据欧姆定律及串、并联规律求解该支路两端的电压U
第三步
分析电容器所带的电荷量。针对某一状态,根据Q=CU,由电容器两端的电压U求电容器所带的电荷量Q,由电路规律分析两极板电势的高低,高电势板带正电,低电势板带负电
二、交流电流的四值和变压器的分析与计算
重难点1.交变电流的四值问题
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一时刻的值
e=Emsin ωt
e=Emcos ωt
正弦形式,从中性面开始
余弦形式,从垂直中性面开始
峰值
交变电流最大的瞬时值
Em=nBSω
Im=
确定用电器的耐压值、电容器的击穿电压
有效值
跟交变电流的热效应等效的恒定电流值
E=
U=
(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)
(2)交流电表的测量值
(3)电器设备的额定电压、额定电流
(4)保险丝的熔断电流
平均值
it图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值
=n
=
计算通过电路某截面的电荷量
注意:求解有效值的两个关键点:
1.计算有效值的根据是电流的热效应,抓住“三同”:“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。
2.利用公式Q=I2Rt和Q=t可分别求得电流有效值和电压有效值。
重难点2.理想变压器的基本关系
理想变压器
没有能量损失(铜损、铁损),没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)
基本关系
功率关系
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,P入=P出
电压关系
原、副线圈的电压比等于匝数比,U1∶U2=n1∶n2,与负载的多少无关
电流关系
只有一个副线圈时,I1∶I2=n2∶n1;有多个副线圈时,由P入=P出即I1U1=I2U2+I3U3+…+InUn得I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn
频率关系
f1=f2(变压器不改变交流电的频率)
处理技巧
等效电阻
重难点3.理想变压器的动态分析
匝数比不变的情况
负载电阻不变的情况
(1)U1不变,根据=,输入电压U1决定输出电压U2,可以得出不论负载电阻R如何变化,U2不变。
(2)当负载电阻发生变化时,I2变化,根据输出电流I2决定输入电流I1,可以判断I1的变化。
(3)I2变化引起P2变化,根据P1=P2,可以判断P1的变化。
(1)U1不变,发生变化,U2变化。
(2)R不变,U2变化,I2发生变化。
(3)根据P2=和P1=P2,可以判断P2变化时,P1发生变化,U1不变时,I1发生变化。
三、远距离输电
重难点1.远距离输电问题中的“三 二 一”
1.理清三个回路
2.抓住两个联系
(1)理想的升压变压器联系着回路1和回路2,由变压器原理可得: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)理想的降压变压器联系着回路2和回路3,由变压器原理可得: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。
3.掌握一个守恒
能量守恒关系式P1=P损+P4。
重难点2.远距离输电问题中的电压和功率损失
1.电压损失:输电线路上I2=I线=I3,总电阻R线导致的电压损失ΔU=U2-U3=I线R线。
2.功率损失:
①P损=P1-P4
②P损=I线·ΔU=IR线=
注意:(1)当输送功率一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电线上损耗的功率减小到原来的。
(2)不要把输电线上的输电电压U2和输电线上损失的电压ΔU相混淆。
(建议用时:15分钟)
1.(2025·江苏宿迁·模拟预测)如图所示电路中,电阻阻值相同,电源电动势为E,内阻不计,电容为C,电感线圈直流电阻为零。闭合开关S( )
A.电路稳定后,R1和R2中的电流一样大
B.电路稳定后,电容器带电量为CE
C.断开S瞬间,R1和R2中电流方向相同
D.断开S瞬间,R1中的电流较大
【答案】B
【详解】A.电路稳定后,被短路,流过的电流为0,可知R1和R2中的电流不一样大,故A错误;
B.电路稳定后,电容器电压为路端电压,由于电源内阻不计,可知路端电压为E,则电容器带电量为
故B正确;
C.断开S瞬间,电容器与构成回路,电容器放电,电流从左向右流过;断开S瞬间,电感线圈与构成回路,在自感作用下,电流从左向右流过电感线圈,即电流从右向左流过,故C错误;
D.断开S前,流过和电感的电流相同,断开S瞬间电感电流从原电流减小,而两端电压等于电容电压等于电动势,则电流大小不变,两者电流大小相等,故D错误。
故选B。
2.(2025·江苏扬州·模拟预测)如图所示,电源电动势为E,内电阻为r。两电压表可看作是理想电表,当闭合开关,将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡L1变亮 B.小灯泡L2变暗
C.V1表的读数变大 D.V2表的读数变大
【答案】D
【详解】C.将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变小,变阻器与灯泡L1并联的电阻变小,外电路总电阻减小,干路电流增大,电源的内电压增大,路端电压减小,则V1表的读数变小,C错误。
BD.由欧姆定律可知,干路电流增大,灯泡L2变亮,电压表V2读数变大,B错误,D正确。
A.由闭合电路欧姆定律灯泡L1的电压其中I增大,则U1减小,灯泡L1变暗,A错误。
故选D。
3.(2025·江苏盐城·三模)某实验小组先采用如图所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器阻值,发现电压表示数虽然有变化,但变化不明显,主要原因是( )
A.滑动变阻器与电路接触处断路 B.电流表阻值太小
C.滑动变阻器的阻值太小 D.电池内阻太小
【答案】D
【详解】用如图所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器阻值,发现电压表示数虽然有变化,但变化不明显,说明滑动变阻器既不断路,也不短路,也不是电流表阻值太小的原因,是由于其阻值始终相对于电池内阻很大,即电池内阻太小。
故选D。
4.(2025·江苏盐城·三模)某手机的说明书标明该手机电池容量为4000mA∙h,待机时间为22d,其中单位“mA∙h”对应的物理量是( )
A.电荷量 B.功率 C.热量 D.电流
【答案】A
【详解】根据电荷量的计算公式可知,由于mA为电流单位,h为时间单位,所以mA∙h为电荷量单位。
故选A。
5.(2025·江苏徐州·二模)如图所示,理想变压器的原、副线圈的回路中分别接有阻值均为的电阻、,原线圈一侧接在电压为的正弦交流电源上,若、的电功率相等,下列说法正确的是( )
A.原、副线圈的匝数之比为
B.原线圈两端的电压为
C.通过电阻的电流为
D.电源的输出功率为
【答案】D
【详解】A.由题意知,且电功率相等,即,由可知,即原、副线圈中的电流相等,由理想变压器的电流与线圈匝数关系,得原、副线圈匝数之比,故A错误;
B.设原线圈两端电压为,副线圈两端电压为,由知副线圈两端电压为
即两端的电压也为,由可知两端电压也为,则电源的输出电压为
则原线圈两端电压,故B错误;
C.由欧姆定律可得通过的电流为,故C错误;
D.由,根据能量守恒定律知,电源的输出功率为,故D正确。
故选D。
6.(2025·江苏常州·二模)一匝数为N的方形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场的轴以角速度匀速转动,如图所示。已知磁通量的最大值为,则产生感应电动势的有效值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】感应电动势的峰值
故感应电动势的有效值为
故选D。
7.(2025·江苏南通·三模)如图所示,在原线圈两端加上有效值恒定的交流电压,理想变压器原、副线圈的电压有效值分别为U1、U2,电流有效值分别为I1、I2。当滑动变阻器滑片P向下移时( )
A.I1不变 B.I2变小 C.U1不变 D.U2变小
【答案】D
【详解】设滑动变阻器电阻为R,则
由理想变压器可得
副线圈的电压为
联立解得
当滑动变阻器滑片P向下移时,R减小,则原线圈电流增大,从而副线圈电流增大,由于电阻R1上分压增大,U0恒定,则原线圈电压U1减小,副线圈电压U2也减小。
故选D。
8.(2025·江苏常州·模拟预测)将一发电机发出的电加在某电阻R两端,流过该电阻的电流随时间变化的图像如图所示,图中的和周期T均为已知。则下列说法中正确的是( )
A.发电机发出的是直流电
B.电流的有效值为
C.一个周期内流过电阻的电荷量为
D.一个周期内电阻上产生的焦耳热为
【答案】B
【详解】A.根据电流随时间变化的图像可知,电流的方向随时间做周期性变化,所以发电机发出的是交流电,故A错误;
B.根据电流的热效应,有
解得
故B正确;
C.根据
可知一个周期内流过电阻的电荷量为
故C错误;
D.一个周期内电阻上产生的焦耳热为
故D错误。
故选B。
(建议用时:30分钟)
9.(2025·江苏宿迁·一模)在图甲的电路中,电源内阻不计,不计电表内阻的影响。调节R1的阻值,得到各组电压表和电流表数据,作出的U-I图像如图乙中AB所示,则表示R1阻值的是( )
A.AB的斜率 B.仅a的斜率
C.仅b的斜率 D.a或b的斜率
【答案】D
【详解】根据闭合电路欧姆定律有
可知,AB的斜率代表R2的阻值,a的斜率表示通过R1的电流为0.1 A时,R1的有效电阻;b的斜率表示通过R1的电流为0.3 A时,R1的有效电阻。
故选D。
10.(2025·江苏宿迁·三模)如图所示,电源电动势为E,内阻不计,定值电阻的阻值分别为、,电容器的电容为C。闭合开关S,电路稳定后( )
A.通过电阻的电流为零
B.电容器所带电荷量为
C.断开S的瞬间,通过电阻的电流为
D.断开S后,通过电阻的电荷量为
【答案】C
【详解】A.电路稳定后,根据闭合电路欧姆定律可知通过电阻的电流为
故A错误;
B.电容器两端电压等于电阻两端电压,则有
电容器所带电荷量为
故B错误;
C.断开S的瞬间,电容器与电阻构成回路进行放电,通过电阻的电流为
故C正确;
D.断开S后,电容器与电阻构成回路进行放电,则通过电阻的电荷量为,故D错误。
故选C。
11.(2025·江苏南京·一模)如图所示,某同学利用一块表头G和三个定值电阻设计了如图所示的多量程电流表,该电表有1、2两个量程。当只增大电阻R1的阻值时,下列说法中正确的是( )
A.两个量程均变大 B.两个量程均变小
C.1的量程变大,2的量程变小 D.1的量程变小,2的量程变大
【答案】A
【详解】测电流时,量程1为
量程2为
当只增大电阻R1的阻值时,两个量程均变大。
故选A。
12.(2025·江苏盐城·模拟预测)如图所示为一理想变压器,已知正弦式交变电压有效值,匝,匝,匝。现将一个理想电压表分别接在、和任意两个端口间,则电表读数正确的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【详解】根据变压器的原理可知,
代入数据解得,
由于图示的副线圈BC段的绕线方向与AB段绕线方向相反,AC端的电压为
故选C。
13.(2025·江苏扬州·模拟预测)如图所示为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入电压为10V的正弦式交流电,测得cd间电压为4V,de间电压为12V,则ab和ce线圈的匝数比为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为
所以
根据理想变压器原理有
故选D。
14.(2025·江苏南京·二模)如图,发电机的矩形线框处在竖直向下的匀强磁场中,绕对称轴以角速度匀速转动.取通过电阻R向右的电流为正,从图示位置计时,则R中的电流i随时间t变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知线框绕与磁场垂直的轴匀速转动,产生正弦式交流电,因为通过电阻向右的电流为正,根据楞次定律可知线框由图示位置顺时针旋转过程中,流过电阻的电流为负,由于换向器的存在,线圈旋转90o时,电流突然反向,线框旋转至的过程中,流过电阻的电流为正且电流逐渐减小,根据分析,A符合题意。
故选A。
(建议用时:40分钟)
15.(2025·江苏扬州·模拟预测)如图,矩形线圈面积为S,匝数为n,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO/轴以角速度匀速转动,外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中,下列说法正确的是( )
A.磁通量的变化量
B.平均感应电动势
C.通过电阻R的电量
D.电阻R产生的焦耳热
【答案】D
【详解】A.图示位置磁通量为
转过90°磁通量为,,故A错误;
B.根据法拉第电磁感应定律得,平均感应电动势,
解得,故B错误;
C.通过电阻R的电量
得到,故C错误;
D.该时间内线圈内产生的电动势最大值为
电流的有效值为,
电阻R所产生的焦耳热,
解得,故D正确。
故选D。
16.(24-25高三上·江苏盐城·阶段练习)在如图所示的电路中,是定值电阻,、是滑动变阻器,D为理想二极管。电源的电动势为E,内阻为r,接通开关S,质量为m的带电油滴恰能静止在水平放置的两金属板间。若只改变其中的一个条件,下列说法正确的是( )
A.将的滑片向右移动,油滴将向下运动
B.将的滑片向右移动,油滴将向下运动
C.断开开关S,将有电子自下而上通过理想二极管D
D.增大电容器两极板间的距离,油滴将加速向上运动
【答案】C
【详解】A.将的滑片向右移动,阻值减小,则电路总电阻减小,总电流变大,R0电压变大,即两板间电压变大,场强变大,向上的电场力变大,则油滴将向上运动,选项A错误;
B.将的滑片向右移动,金属板两板间电压不变,场强不变,油滴仍静止,选项B错误;
C.断开开关S,电容器放电,电流方向从上往下通过二极管D,则将有电子自下而上通过理想二极管D,选项C正确;
D.增大电容器两极板间的距离,两板间电压不变,则场强减小,油滴受向上的电场力减小,则将加速向下运动,选项D错误。
故选C。
17.(2024·江苏徐州·三模)某学习小组设计了改变电容器极板间电压的电路,电压表可视为理想电表,下列电路中,电容器极板间电压变化范围较大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.由题图可知,分压式电路电压测量范围较大,A选项中滑动端P处于最左端时电容器两端电压为0,当滑动端处于最右端时,电容器两端电压为
故电压表变化范围为,故A正确。
B.B选项中滑动端P处于最左端时电容器两端电压为0,当滑动端处于最右端时,电容器两端电压为
故电压表变化范围为,但是B图不利于保护元件,滑动端处于最左端时电源短路,B错误;
CD.C、D图中电压表读数始终为电源电动势,C、D错误。
故选A。
18.(2024·江苏苏州·二模)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个可变电阻组成,知灵敏电流计的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表,减小时量程增大
B.乙表是电压表,减小时量程增大
C.在甲图中,若改装的电流表量程为,则
D.在乙图中,若改装的电压表量程为,则
【答案】A
【详解】A.甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表。电流表的量程为
可知当R减小时量程增大,故A正确;
B.乙由一个灵敏电流表G和个变阻器R串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表。电压表的量程为
可知R减小时量程减小,故B错误;
C.由公式
在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则有
故C错误;
D.由公式
在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则有
故D错误。
故选A。
19.(2024·江苏南通·一模)在电学实验中,改装后的电表测量值略偏小,为校准电表,可以将一个阻值较小的电阻( )
A.与电阻串联 B.与电阻并联 C.与电阻串联 D.与电阻并联
【答案】C
【详解】AB.左图所示,R1与电表串联,电表改装为了大量程的电压表。改装后测量值略偏小,即电表示数偏小,即通过的电流偏小,因此为了增大电流,需要减小串联的电阻,即一个阻值较大的电阻与R1并联,AB错误;
CD.右图所示,R2与电表并联,电表改装为了大量程的电流表。改装后测量值略偏小,即电流表示数偏小,通过的电流偏大,因此为了增大电流计的电流,需要一个阻值较小的电阻与R2串联,C正确,D错误。
故选C。
20.(2023·江苏镇江·三模)如图所示,直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电源电流的关系图像,将一定值电阻分别接到a、b两电源上,功率相等。则( )
A.电源a、b效率相同
B.电源a的内阻更大
C.若将定值电阻换为大于的电阻,电源b的输出功率大于电源a的输出功率
D.若将定值电阻换为小于的电阻,电源b的功率大于电源a的功率
【答案】C
【详解】B.由闭合电路欧姆定律
U=E-Ir
可知,图像与U轴的交点表示电动势,则a的电动势较小,图像的斜率的绝对值表示电源内阻
则a电源的内阻r较小,故B错误;
A.由于定值电阻分别接到a、b两电源上,功率相等,所以定值电阻两端的电压相等,即交点的纵坐标表示路端电压,由电源的效率
可知电源a效率高,故A错误;
C.电源的输出功率即定值电阻的功率,若将定值电阻换为大于的电阻,如图
图中的n图线与A、B图线的交点的乘积为电源的输出功率,由于图线n与图线B交点的电压与电流值均大于图线n与图线A交点的电压与电流值,即电源b的输出功率大于电源a的输出功率,故C正确;
D.电源的功率为,若将定值电阻换为小于的电阻,如图
图线l与图线A、B交点的电流值表示电路中的电流,可知定值电阻与电源a组成的闭合电路中的电流大,又电源a的电动势小,所以电源b的功率与电源a的功率大小无法比较,故D错误。
故选C。
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