【文档说明】高考物理考纲解读与热点难点突破专题08恒定电流和交变电流 教学案.doc，共(10)页，206.500 KB，由MTyang资料小铺上传

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专题08恒定电流和交变电流【2019年高考考纲解读】(1)直流电路的功率、焦耳定律及伏安特性曲线．(2)直流电路的动态分析(这个考点对新课标卷来讲近几年是冷考点，应该重视；其他省份一般都是热考点)．(3)交变电流的产生图象和函数表达式．(4)交变电流的四值：有效值、最大值、瞬时值和平均值

．(5)理想变压器的原理及应用．【命题趋势】(1)闭合电路的欧姆定律和电功及电功率的计算(含动态分析)．(2)交变电流的产生、图象、公式及相关物理量．(3)交变电流的“四值”的物理意义及其不同方面的应用．(4)多数题目与交变电流的图象、瞬时值表

达式等相结合进行综合考查．(5)变压器电压、电流及功率关系与远距离输电相结合进行综合考查．【重点、难点剖析】一、直流电路的动态分析1.直流电路的动态变化分析在高考中是以选择题形式考查的，往往以下列变化方式探究整个电路中的电流、电压变化情况：(1

)某支路的滑动变阻器的阻值变化;(2)某支路开关闭合或断开;(2)弄清动态变化过程中的决定关系：U1决定U2，P1、I1由P2、I2决定。(3)基本思路及方法：①由分析U2变化情况。②由I2=分析I2的变化情

况。③P1=P2=I2U2判断输入功率。④由P1=I1U1分析I1的变化情况。【误区警示】不明确电流和功率变化的决定因素(1)变压器的输出电流I2决定输入电流I1，如当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大。(2)输出功率P2决定输入功率P1，对于理想变压器P1=P

2，在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2=I2U2增大，则输入功率P1也将增大。【题型示例】题型一电路的基本性质和规律例1．(2018·高考全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方

；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正．该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示．则Q方∶Q正等于()A.1∶2B.2∶1C．1∶2D．2∶1【答案】D【变式探究】(2016·全国卷

Ⅱ，17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图2所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()图2A.25B.12C.35D.23【答案】C【解析】S断

开时等效电路如图甲所示。甲电容器两端电压为U1＝ER＋23R×23R×12＝15E；S闭合时等效电路如图乙所示。乙电容器两端电压为U2＝ER＋12R×12R＝13E，由Q＝CU得Q1Q2＝U1U2＝35，故选项C正确。【变式探究】如图所示电路，电源内阻不

可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大【答案】A【变式探究

】真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示．光照前两板都不带电．以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出．假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用．保持光照条件不变．a和b为接线柱．已知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动能为Ekm，元电

荷为e.(1)求A板和B板之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短；(2)图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r；(3)在a和b之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为U.外电阻上消耗的电功率设为P，

单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk.请推导证明：P＝ΔEk.(注意：解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明)【答案】(1)EkmeNe(2)EkmeEkmNe2(3

)见解析【解析】(1)光照射A板，A发出的光电子不断地打到B板上，在AB间形成电场,将阻碍光电子向B板运动，当AB之间的电压达到最大值Um时，以最大初动能从A板逸出的光电子刚好不能到达B板，由动能定理eUm＝Ekm①Um＝Ekme②将a、b

短接时，所有逸出的电子都能到达B板，故短路电流I短＝Nett＝Ne③题型三交变电流的产生及描述例3．【2017·天津卷】在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则A．t=0时，线

圈平面平行于磁感线B．t=1s时，线圈中的电流改变方向C．t=1.5s时，线圈中的感应电动势最大D．一个周期内，线圈产生的热量为28πJ【答案】AD【解析】t=0时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故A正确；每经过一次中性面（线圈平面垂直于磁感线，磁通量有最大值）电流的方向改变一次，t=

1s时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故B错误；t=1.5s时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零（0t=），根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故C错误；感应电动势最大值，有效值，一个周期内线圈产生的

热量，故D正确。【变式探究】(2014·江苏单科，7，4分)(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()A．增加线圈的匝数B．提高交流电源

的频率C．将金属杯换为瓷杯D．取走线圈中的铁芯【答案】AB【变式探究】(多选)如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a，b所示，则()A．两次t＝

0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10V【答案】AC【解析】线圈经过中性面时不切割磁感线，此时感应电动势为零，选项A正确；由图可知曲线a、b的周

期之比为2∶3，则对应的线圈转速之比为3∶2，选项B错误；曲线a的周期为Ta＝4×10－2s，其频率为fa＝1Ta＝25Hz，选项C正确；曲线a、b表示的交变电流的峰值之比为EmaEmb＝ωaωb＝32，又Ema＝15V，Emb＝10V，Ub＝22Emb＝52V，选项D错误．【变式探究

】如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0Ω，外接R＝9.0Ω的电阻．闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝102sin(10πt)V，则()A．该交变电流的频率为10HzB．该电

动势的有效值为102VC．外接电阻R所消耗的电功率为10WD．电路中理想交流电流表的示数为1.0A【答案】D题型四理想变压器和远距离输电例4.(2018·高考天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可

忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的12，则()A．R消耗的功率变为12PB．电压表V的读数变为12U

C．电流表A的读数变为2ID．通过R的交变电流频率不变【答案】B【解析】交流发电机产生的感应电动势最大值Em＝NBSω，且有ω＝2πn，所以当发电机线圈转速减半后，感应电动势最大值减半，有效值减半，又理想变压器原、副

线圈电压有效值之比等于原、副线圈匝数比，故电压表示数减为原来的一半，B项正确；由电功率P＝U2R可知，变压器输出功率即R消耗的功率变为原来的14，A项错误；由P＝UI可知，原线圈中电流减为原来的一半，C项错误；交流电的频率与

发电机线圈转动角速度成正比，故D项错误．【变式探究】(2016·高考全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S断开时，电流表的

示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比值为()A.2B．3C．4D．5【答案】B【变式探究】(2015·新课标全国Ⅰ,16，6分)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中

分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示．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()A．U＝66V，k＝19B．U＝22V，k＝19C．U＝66V，k＝1

3D．U＝22V，k＝13【答案】A【解析】原、副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U,原线圈电压为3U，副线圈电流I2＝UR，根据I1I2＝n2n1得原线圈电流I1＝U3R，那么原线圈输入电压2

20V＝3U＋U3R×R，整理可得U＝66V；原、副线圈电阻消耗的功率根据P＝I2R,电阻相等，I1∶I2＝1∶3，可得功率之比为P1∶P2＝1∶9，即k＝19.根据以上分析可知选项A正确．【变式探究】(2015·江苏单科，1,3分)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()A．200B．400C．1600D．3200【答案】B【变式探究】(2015·福建理综，15，6分)图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u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为()A．

(n1n2)U2m4rB．(n2n1)U2m4rC．4(n1n2)2(PUm)2rD．4(n2n1)2(PUm)2r【答案】C【解析】原线圈电压的有效值：U1＝Um2，根据U1U2＝n1n2可求：U2＝n2n1Um2，又因为是理想变压器，

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＝PU2,输电线上损失的电功率为P′＝I22r＝4rn1n22PUm2，所以C正确，A、B、D错误．【变式探究】(201

5·安徽理综，16，6分)图示电路中,变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列说法正确的是

()A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3示数均增大C．该变压器起升压作用D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动【答案】D【变式探究】(2015·天津理综，6，6分)(多选)如图所示，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()A．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【答案】BC【解析】Q位置不动，副线圈电压U2不变，当P上滑时，R增大，由P＝U22R＋R0可知总功率减小，原线圈电压U1不变，由P＝U1I1可知原线

圈电流I1减小，故A错误，B正确；当P位置不动,Q上滑时，由U2U1＝n2n1知U2增大，同理分析原线圈电流I1增大，故C正确，D错误．