专题五 电路与电磁感应 （1）习题2
1.在如图所示的电路中，电源电动势为E，其内阻为r，为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），P为滑动变阻器的滑片，为单刀开关，闭合，则下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片P不动，将闭合，小灯泡变暗
B.滑动变阻器的滑片P不动，将闭合，小灯泡变暗
C.在处于闭合状态下，向右滑动滑片P，小灯泡变亮
D.在处于闭合状态下，向右滑动滑片P，小灯泡变亮
2.如图所示电路中，定值电阻R大于电源内阻r，当滑动变阻器滑片向右滑动后，理想电流表的示数变化量的绝对值分别为，理想电压表示数变化量的绝对值为，下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数一定变小 B.电压表V的示数一定增大
C.一定大于 D.与的比值一定小于电源内阻r
3.在如图甲所示的电路中，为定值电阻，为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示。则( )
A.图线甲是电压表示数随电流变化的图线 B.电源的内阻为
C.电源的电动势是4 V D.滑动变阻器的最大功率为0.9 W
4.如图所示，当滑动变阻器的滑片P向下端移动时，下列说法正确的是（ ）
A.电阻R1消耗的功率增大 B.电源的输出功率增大
C.V1增大，V2增大，A减小 D.V1减小，V2减小，A增大
5.如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，的阻值和电源内阻r相等。当滑动变阻器的滑片向b端移动时( )
A.电压表读数增大 B.电流表读数减小 C.电源的输出功率逐渐增大 D.质点P将向下运动
6.如图所示是小型交流发电机的示意图，磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。已知电阻，线圈电阻，其余部分电阻不计，以下判断正确的是( )
A.电流表的示数为10 A B.时，穿过线圈平面的磁通量最大
C.电阻R消耗的电功率为800 W D.线圈转动的角速度为
7.如图甲所示，、、、为四只规格相同的灯泡，电阻均恒为3 Ω，各电表均为理想交流电表，变压器为理想变压器，输入端所接的正弦交变电压u随时间t的变化图像如图乙所示，四只灯泡此时均正常发光，下列说法正确的是( )
A.输入端的交变电压有效值为24 V B.变压器原、副线圈的匝数比为3:1
C.电流表的示数为2 A D.输入端的总功率为24 W
8.如图甲所示是含有理想调压变压器的电路图，原线圈端的输入电压如图乙所示，电压表、电流表均为理想电表，该电路工作时，下列说法正确的是( )
A.输出电压的频率为50 Hz
B.时，电压表示数为零
C.保持电阻R阻值不变，滑片P向上滑动，电流表示数增大
D.保持滑片P不动，若电阻R的阻值增大到原来的两倍，则电阻R消耗的功率变成原来的
9.如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为、匝数的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为，线圈电阻为，它的引出线接有的小电珠L，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示（摩擦等损耗不计），则( )
A.小电珠中电流的峰值为0.16 A B.小电珠中电流的有效值为0.16 A
C.电压表的示数约为1.5 V D.时外力的大小为0.128 N
10.如图所示，一个半径为r、电阻为的半圆形线圈，以直径为轴匀速转动，转速为的左侧有垂直于纸面向里（与垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，电流表和连接导线的电阻不计，则下列说法正确的是( )。
A.线圈中将产生正弦式交流电
B.线圈中电动势的最大值为
C.电流表的示数为
D.从图示位置起转过周的时间内负载电阻R上产生的热量为
11.如图1，电磁继电器和热敏电阻等元件组成了恒温箱控制电路，处于恒温箱内。电源电动势，内阻不计，继电器线圈的电阻，图2为热敏电阻的图像，且已知在50~150 ℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是常数，电阻是可变电阻。当线圈中的电流增加到20 mA时，继电器的衔铁被吸合，已知此时可变电阻，恒温箱保持60 ℃恒温。图1中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）60 ℃时，热敏电阻的阻值是多少？
（2）应该把恒温箱的加热器接在端还是端？
（3）如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，可变电阻的阻值应调为多少？
（4）欲将恒温箱的温度调高一些，应将的阻值调大还是调小？
12.如图所示，匝的矩形线圈边长，边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以的转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻。时线圈平面与磁感线平行，边正转出纸外、边转入纸里。求：
（1）时感应电流的方向。
（2）感应电动势的瞬时值表达式。
（3）线圈转一圈外力做的功。
（4）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。
答案以及解析
1.答案：BC
解析：AB、滑动变阻器的滑片P不动，将闭合，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知干路电流增大，则变亮；干路电流增大，内电压增大，则路端电压减小，又两端电压增大，则两端电压减小，故小灯泡变暗，故A错误，B正确；
CD、在处于闭合状态下，向右滑动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流减小，内电压和两端电压减小，则变暗，两端电压增大，故小灯泡变亮，故C正确，D错误。
故选：BC。
2.答案：BD
解析：当滑动变阻器滑片向右滑动后，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，所以电流表的示数减小，根据串联电路分压的特点分析可知，并联部分电阻增大，其两端电压增大，即电压表V的示数一定增大，则电流表的示数一定变大，选项A错误，B正确；根据并联电路的电流规律的示数变大，的示数变小，则的示数变小，故有，故有一定大于，而不一定大于，选项C错误；电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律有可知，，而大于，所以，故选项D正确。
3.答案：D
解析：当滑动变阻器的滑动触头P从右向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则电路中总阻值减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流增大，则两端的电压增大，故图线乙表示电压表示数的变化，图线甲表示电压表示数的变化，A错误。由题图乙可知，当只有接入电路时，电路中的电流为0.6 A，电压为3 V，则由可得，当滑动变阻器全部接入电路时，两电压表示数之比为，故，由闭合电路欧姆定律可得，联立解得，故B、C错误。当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，将等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于时，滑动变阻器消耗的功率最大，，故当滑动变阻器的阻值为时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流，则滑动变阻器消耗的总功率，故D正确。
4.答案：AD
解析：当滑动变阻器的滑片P向下移动时，连入电路的阻值变小，故外电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律，知总电流变大，路端电压变小，所以示数减小，电源的内电压和的电压均增大，所以并联部分电压减小，即示数减小。根据欧姆定律可知，通过的电流减小，而总电流增大，所以通过滑动变阻器的电流增大，即A示数增大。故C错误，D正确；因为干路电流变大，根据知电阻消耗的功率增大，故A正确；因为不知道内、外电阻的大小关系，所以电源的输出功率的变化情况无法确定，故B错误；故选AD
5.答案：CD
解析：当滑动变阻器的滑片向b端移动时，其接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知干路电流I增大。电阻以及内阻上的电压变大，与电容器并联的支路电压减小，流过的电流减小，流过电流表的电流增大，减小，则增大，所以电流表读数增大。两端的电压减小，增大，则减小，所以电压表读数减小。故A、B错误。因为当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大，的阻值和电源内阻r相等，则外电路总电阻大于电源的内阻r，当外电阻减小时，外电阻逐渐向内电阻靠近，则电源的输出功率逐渐增大，C正确。电容器极板间电压等于两端的电压，两端的电压减小，电容器极板间场强减小，质点P所受的电场力减小，所以质点P将向下运动，故D正确。
6.答案：AD
解析：由题图乙可知该正弦交流电电流的最大值为，则有效值为，交流电流表的示数为交流电的有效值，A正确；时，电流最大，线圈与磁场方向平行，则穿过线圈平面的磁通量为零，B错误；电阻R消耗的电功率为，C错误；由题图乙可知交流电的周期为0.02 s，则线圈转动的角速度为，D正确。
7.答案：BD
解析：输入端的交变电压有效值为，故A错误；设灯泡的额定电流为I，则由题意可知原、副线圈中的电流分别、，所以原、副线圈的匝数比为，故B正确；灯泡的电阻为，根据欧姆定律可知，副线圈两端电压为，则原线圈两端电压为，根据闭合电路欧姆定律可得，解得，故C错误；输入端的总功率为，故D正确.
8.答案：AC
解析：本题考查了自耦变压器的电压、电流与匝数的关系以及动态分析，体现了科学思维中科学推理、科学论证等要素。由图乙可知，周期，频率，变压器不改变交流电的频率，A正确；电压表示数为交流电压的有效值，B错误；滑片P上移，电阻R两端电压增大，由知，电阻R的功率增大，则变压器输入功率增大，由知变压器的输入电流增大，C正确；滑片P不动，电压表示数不变，由知，电阻R消耗的功率变为原来的，D错误。
9.答案：AD
解析：由题意及法拉第电磁感应定律知道，线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的峰值为，故小电珠中电流的峰值为，选项A正确，B错误；电压表示数为，选项C错误；当也就是时，外力的大小为，选项D正确。
10.答案：BC
解析：线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流，不属于正弦式交流电，A项错误；此交变电动势的最大值，B项正确；设此交变电动势在一个周期内的有效值为，由有效值的定义得，解得，因此电流表的示数，C项正确；在线圈从图示位置转过的时间内，电动势的有效值，因此电阻R上产生的热量，D项错误。
11.答案：（1）
（2）端
（3）
（4）调大
解析：（1）60 ℃时，线圈中的电流，根据闭合电路欧姆定律有
得
代入数据解得：
（2）由图2可知，当恒温箱内的温度升高时，热敏电阻的阻值随之减小，电路中的电流增大，当电流达到20 mA时，电磁铁能够吸引衔铁，使动触点与所在的电路接通。若把加热器接在此电路中，会使恒温箱内的温度持续升高，热敏电阻的阻值继续减小，电流持续增大，电磁铁的磁性继续增强，使这个电路始终接通，加热器永远工作，达不到控制温度的目的。所以，要把恒温箱的加热器接在端。
（3）使恒温箱内的温度保持100 ℃，设此时热敏电阻的阻值为，根据常数得:
得
可变电阻的阻值
代入数值解得
（4）欲将恒温箱的温度调高一些，热敏电阻的阻值变小，则应将的阻值调大。
12.答案：（1）感应电流方向沿
（2）
（3）98.6 J
（4）0.1 C
解析：（1）根据右手定则，线圈感应电流方向为。
（2）线圈的角速度
题图中所示位置的感应电动势最大，其大小
解得
感应电动势的瞬时值表达式
。
（3）电动势的有效值
线圈匀速转动的周期
线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，
即
解得。
（4）从起线圈转过的过程中，内流过R的电荷量
解得。专题五 电路与电磁感应（1）讲义
考点分析
在往届的高考中，电路与电磁感应之间的联系一直十分紧密，在新高考中也一定是考察的重点。此部分试题的出题形式较为灵活，对学生能力的考察较为严格。高考命题突出闭合电路欧姆定律的应用、交变电流的产生及图像、理想变压器的动态分析、楞次定律的应用、单杆切割磁感线运动等。题型一般为单项选择题、不定项选择题和计算题。
知识结构
学习目标
1. 能够熟练运用欧姆定律解决电路问题。
2. 准确记忆交变电流的图像及“四值”。
3. 熟练运用楞次定律解决实际问题。
4. 熟练电磁感应定律。
5. 熟悉单杆切割磁感线的解题思路。
第九讲 恒定电流与交变电流
一、核心思路
二、重点知识
1.闭合电路欧姆定律
（1）闭合电路的欧姆定律：
（2）路端电压与电流的关系：
（3）路端电压与负载的关系：，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小。
2，正弦式交变电流的“四值”
（1）最大值
（2）瞬时值（从中性面开始计时）
（3）有效值：正弦式交变电流的有效值；非正弦式交变电流的有效值根据电流的热效应，用等效的思想求解。
（4）半个周期内的平均值：，常用来计算通过电路的电荷量。
3.理想变压器的基本关系式
（1）功率关系：
（2）电压关系：
（3）电流关系：
4.远距离输电
（1）如图所示，发电站的输出电功率为P，输出电压为U ，用户得到的电功率为，电压为，则输电电流为。
（2）输电导线随时的电压：。
（3）输电导线上损失的电功率：。
（4）减少电能损失的基本途径：根据公式，可知有两个基本途径：
①减小输电线电阻，如：加大输电导线的横截面积，采用电阻率小的材料等；
②高压输电，在输送功率一定的条件下，提高电压，减小输送电流。
三、考点分析
考点1 直流电路动态分析
【例1】如图，为内阻不能忽略的电池，为定值电阻，为开关，与分别为电压表与电流表。初始时与均闭合，现将断开，则（ ）
A.的读数变大,的读数变小 B.的读数变大,的读数变大
C.的读数变小,的读数变小 D.的读数变小,的读数变大
答案：B
解析：S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大；把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，
A．分析得V的读数变大，A的读数变大，故A错误；
B．分析得V的读数变大，A的读数变大，故B正确；
C．分析得V的读数变大，A的读数变大，故C错误；
D．分析得V的读数变大，A的读数变大，故D错误.
归纳总结：
直流电路动态分析的3种常用方法
（1）程序法
遵循“局部—整体—部分”的思路，按以下步骤分析：
（2）结论法—“串反并同”
①“串反”：指某一电阻增大（减小）时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小（增大）。
②“并同”：指某一电阻增大（减小）时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大（减小）。
（3）极限法
因变阻器滑片滑动引起电路电阻变化的问题，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。
[变式训练]
1.如图所示电路中，电源内阻忽略不计，为定值电阻，为滑动变阻器R的最大阻值，且有，开关闭合后，理想电流表A的示数为I，理想电压表的示数分别为，其变化量的绝对值分别为则下列说法正确的是
A．断开开关，将R的滑动触片向右移动，则电流A示数变小、 电压表示数变小
B．保持R的滑动触片不动，闭合开关，则电流表A示数变大、电压表示数变小
C．断开开关，将R的滑动触片向右移动，则滑动变阻器消耗的电功率减小
D．断开开关，将R的滑动触片向右移动，则有
2.如图，平行金属板中带电质点原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器的滑片向端移动时，下列说法正确的是（ ）
A.电压表读数减小
B.小球的电势能减小
C.电源的效率变高
D.若电压表、电流表的示数变化量分别为和 ，则
考点2 交变电流的产生和描述
【例2】在同一匀强磁场中,两个相同的矩形金属线圈分别绕线圈平面内且与磁场垂直的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的图象如图所示,则( )
A.线圈的转速是的3倍 B.线圈产生的电动势最大值为
C.时，线圈恰好经过中性面 D.时，线圈恰好经过中性面
答案：BD
解析：A.由图可知,a的周期,b的周期,根据可知ab的转速之比为3:2，故A错误；
B.根据可知,ab的角速度之比为3:2,a产生的感应电动势的最大值为,根据可知,b产生的电动势最大值为，故B正确；
C.t=0.01s时，线圈产生的感应电动势最大，此时线圈a恰好经过与中性面垂直位置，故C错误；
D.t=0.03s时，线圈b产生的感应电动势最小为零，故线圈b恰好经过中性面，故D正确；
故选：BD。
归纳总结：
（1）有效值计算的三点注意
①计算有效值时要根据串联电路中，“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。
②若有效值发生周期性变化，分段计算电热，求和得出一个周期内产生的总热量。
③利用两个公式和可分别求得电流有效值和电压有效值。
（2）交变电流“四值”应用的三点提醒
①在解答有关交变电流的问题时，要注意电路结构。
②注意区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值，其中最大值是瞬时值中的最大值，有效值是以电流的热效应等效来定义的。
③与电磁感应问题一样，求解与电能、电热相关的问题时，要用有效值；而求解通过导体某横截面的电荷量时，要用平均值。
（3）交变电流瞬时值表达式书写时要注意计时时刻是以中性面开始，还是以与中性面垂直位置开始。
①确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式Em=NBSω求出相应峰值，其中。
②明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。
a.若线圈从中性面开始计时，则e—t图象为正弦函数，；
b.若线圈从垂直中性面开始计时，则e—t图象为余弦函数，。
[变式训练]
3.在同一匀强磁场中，两个相同的矩形金属线圈分别绕线圈平面内且与磁场垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图所示，则( )
A．线圈转2圈时，线圈转了3圈
B．线圈产生的电动势的有效值为
C．时，线圈恰好经过中性面
D．时，线圈恰好经过中性面
4.如图所示，面积为、内阻不计的100匝矩形闭合线圈，从图示位置开始绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为100 rad/s，匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，触头P可移动，副线圈所接电阻，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是( )
A.矩形线圈中感应电动势瞬时值的表达式为
B.P上移时，电流表示数减小
C.时，电压表示数为
D.当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R上消耗的功率为50 W
考点3 变压器与远距离输电
【例3】如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈接的交流电,电阻为理想二极管,则( )
A.通过电阻的电流为2 A B.二极管的反向耐压值应大于50 V
C.原线圈的输入功率大于50 W D.通过原线圈的电流为
答案：BC
解析：由交流电的表达式知,原线圈两端电压有效值,根据得,副线圈两端电压有效值,则通过电阻的电流,故A错误;输出电压最大值为50 V,故要使电路正常工作,二极管反向耐压值应大于50 V,故B正确;根据电流热效应,有,则通过的电流,副线圈的输出功率,故原线圈的输入功率也为75 W,故C正确;通过原线圈的电流,故D错误。
归纳总结：
抓住“两不变、两损耗”巧解变压器与远距离输电问题
（1）“两不变”的动态分析
①负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压电流、电功率等随匝数比的变化情况。
②匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况。
不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、弄清“谁决定谁”的制约关系：对电压而言，输入决定输出；对电流、电功（率）而言，输出决定输入。
（2）“两损耗”的输电分析
①电压损耗：输电线上的电阻导致的电压损耗，UR=U2－U3=IRR。
②功率损耗：输电线上的电阻发热导致的功率损耗，。输电线上的能量损耗是热损耗，计算功率损耗时用公式或。
[变式训练]
5.高压输电可大幅度节能，至2017年11月，我国已建成投运8项特高压交流工程和11项特高压直流工程。中国全面掌握了特高压核心技术，成为世界首个也是唯一成功掌握并实际应用特高压技术的国家。某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器和降压变压器向用户供电，已知输电线的总电阻为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为4∶1，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示，若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ）
A.降压变压器原线圈的输入电压为
B.降压变压器的输入功率与输出功率之比为4∶1
C.当用户端用电量增大时，输电线上损耗的功率减小
D.当用户端用电量增大时，发电厂输出的功率也增大
6.如图所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是,其末端间的电压为.在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流是,则( )
A.用户端的电压为 B.输电线上的电压损失为
C.理想变压器的输入功率为 D.输电线路上损失的电功率为
变式训练答案
变式1答案：AD
解析：A. 断开开关,将滑片向右移动时,R接入电路电阻增大,电路总电阻增大,则由闭合电路欧姆定律可知,干路电流减小,电流表A示数减小,电压表减小，故A正确；
B. 保持R的滑动触片不动,闭合开关,被短路,电路总电阻减小,干路电流增大,电流表示数A增大;而,可知电压表示数增大，故B错误；
C. 当滑动变阻器的电阻等于等效电源的内阻时滑动变阻器的阻值时,滑动变阻器的功率达到最大,断开开关,将R的滑动触片向右移动,由于，所以滑动变阻器的功率一直在增大，故C错误；
D. 由可知, ,由可知，故D正确。故选：AD。
变式2答案：AD
解析：A项：由图可知，与滑动变阻器串联后与并联后，再由串连接在电源两端；电容器与并联；当滑片向移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时两端的电压也增大；所以并联部分的电压减小，故A正确；
B项： 由A项分析可知并联部分的电压减小，即平行金属板两端电压减小，根据，平行金属板间的场强减小，小球将向下运动，由于下板接地即下板电势为0，由带电质点原处于静止状态可知，小球带负电，根据负电荷在电势低的地方电势能大，所以小球的电势能增大，故B错误；
C项：电源的效率：,由分析可知，路端电压减小，所以电源的效率变低，故C错误；
D项：将和电源等效为一个新的电源，新电源的内阻为，电压表测的为新电源的路端电压，如果电流表测的也为总电流，则,由分析可知，由于总电流增大，并联部分的电压减小，所以中的电流减小，则增大，所以，所以，故D正确。
变式3答案：AC
解析：A.由图可知,a的周期,b的周期,根据可知ab的转速之比为3:2，故A正确；
B.根据可知,ab的角速度之比为3:2,a产生的感应电动势的最大值为,根据可知b产生的电动势最大值为：,有效值为：，故B错误；
C.时，线圈产生的感应电动势最小为零，故线圈恰好经过中性面，故C正确；
D.时，线圈产生的感应电动势最大，此时线圈恰好经过与中性面垂直位置，故D错误；
故选：AC。
变式4答案：D
解析：矩形闭合线圈在磁场中转动，产生的感应电动势的最大值为，矩形线圈中感应电动势瞬时值的表达式为，故A错误；P上移时，原线圈的匝数减少，则副线圈两端电压增大，通过副线圈的电流增大，则通过原线圈的电流增大，电流表示数增大，故B错误；原线圈两端电压的有效值为，电压表示数为100 V，故C错误；当原、副线圈匝数比为2:1时，副线圈两端电压的有效值为50 V，电阻R上消耗的功率为，故D正确。
变式5答案：AD
解析：A.令降压变压器的原副线圈电压的有效值分别为,匝数分别为，
由图象得到,降压变压器副线圈两端交变电压，
则,降压变压器原、副线圈匝数之比为，
且,所以的原线圈的输入电压为，故A正确；
B. 降压变压器为理想变压器，故输入功率与输出功率之比为1:1，故B错误；
C. 当用户端的电量增大时,由于功率增大,中副线圈电压恒为,故中副线圈的电流增大，输电线上电流增大,因为输电线上损耗的功率，所以输电线上损耗的功率增大，故C错误；
D. 当用电量增大时，输电线上电流增大，故升压变压器的原线圈电流增大，又原线圈电压不变，故发电厂输出的功率增大，故D正确；
变式6答案：B
解析：由于在输电线与用户间连有一理想变压器,设用户端的电压是,则,可得,故A错误;输电线上的电压损失,故B正确;理想变压器的输入功率,故C错误;输电线路上损失的电功率，故D错误。(共112张PPT)
专题五 电路与电磁感应 课件
考点分析
在往届的高考中，电路与电磁感应之间的联系一直十分紧密，在新高考中也一定是考察的重点。此部分试题的出题形式较为灵活，对学生能力的考察较为严格。高考命题突出闭合电路欧姆定律的应用、交变电流的产生及图像、理想变压器的动态分析、楞次定律的应用、单杆切割磁感线运动等。题型一般为单项选择题、不定项选择题和计算题。
知识结构
学习目标
1.能够熟练运用欧姆定律解决电路问题。
2.准确记忆交变电流的图像及“四值”。
3.熟练运用楞次定律解决实际问题。
4.熟练电磁感应定律。
5.熟悉单杆切割磁感线的解题思路。
第九讲 恒定电流与交变电流
一、核心思路
二、重点知识
三、考点分析
考点1 直流电路动态分析
归纳总结：
考点2 交变电流的产生和描述
归纳总结：
考点3 变压器与远距离输电
归纳总结：
【新教材新高考】专题五 电路与电磁感应（课件通）
——2022届高考物理二轮复习通关文牒
考点分析
在往届的高考中，电路与电磁感应之间的联系一直十分紧密，在新高考中也一定是考察的重点。此部分试题的出题形式较为灵活，对学生能力的考察较为严格。高考命题突出闭合电路欧姆定律的应用、交变电流的产生及图像、理想变压器的动态分析、楞次定律的应用、单杆切割磁感线运动等。题型一般为单项选择题、不定项选择题和计算题。
知识结构
学习目标
1.能够熟练运用欧姆定律解决电路问题。
2.准确记忆交变电流的图像及“四值”。
3.熟练运用楞次定律解决实际问题。
4.熟练电磁感应定律。
5.熟悉单杆切割磁感线的解题思路。
第九讲 恒定电流与交变电流
一、核心思路
二、重点知识
三、考点分析
考点1 直流电路动态分析
归纳总结：
考点2 交变电流的产生和描述
归纳总结：
考点3 变压器与远距离输电
归纳总结：
专题五 电路与电磁感应 课件
考点分析
在往届的高考中，电路与电磁感应之间的联系一直十分紧密，在新高考中也一定是考察的重点。此部分试题的出题形式较为灵活，对学生能力的考察较为严格。高考命题突出闭合电路欧姆定律的应用、交变电流的产生及图像、理想变压器的动态分析、楞次定律的应用、单杆切割磁感线运动等。题型一般为单项选择题、不定项选择题和计算题。
知识结构
学习目标
1.能够熟练运用欧姆定律解决电路问题。
2.准确记忆交变电流的图像及“四值”。
3.熟练运用楞次定律解决实际问题。
4.熟练电磁感应定律。
5.熟悉单杆切割磁感线的解题思路。
第九讲 恒定电流与交变电流
一、核心思路
二、重点知识
三、考点分析
考点1 直流电路动态分析
归纳总结：
考点2 交变电流的产生和描述
归纳总结：
考点3 变压器与远距离输电
归纳总结：
专题五 电路与电磁感应 课件
考点分析
在往届的高考中，电路与电磁感应之间的联系一直十分紧密，在新高考中也一定是考察的重点。此部分试题的出题形式较为灵活，对学生能力的考察较为严格。高考命题突出闭合电路欧姆定律的应用、交变电流的产生及图像、理想变压器的动态分析、楞次定律的应用、单杆切割磁感线运动等。题型一般为单项选择题、不定项选择题和计算题。
知识结构
学习目标
1.能够熟练运用欧姆定律解决电路问题。
2.准确记忆交变电流的图像及“四值”。
3.熟练运用楞次定律解决实际问题。
4.熟练电磁感应定律。
5.熟悉单杆切割磁感线的解题思路。
第九讲 恒定电流与交变电流
一、核心思路
二、重点知识
三、考点分析
考点1 直流电路动态分析
归纳总结：
考点2 交变电流的产生和描述
归纳总结：
考点3 变压器与远距离输电
归纳总结：专题五 电路与电磁感应 （1）习题1
1.如图所示的电路中，E为电源，其内阻为为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小，V为理想电压表。闭合开关S，将照射的光的强度减弱，则( )
A.电压表的示数变大 B.小灯泡消耗的功率变小
C.通过的电流变小 D.电源的内电压变大
2.如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用和表示，电表示数的变化量分别用和表示。下列说法正确的是( )
A.不变，变大 B.变大，变大
C.变大，不变 D.不变，不变
3.如图所示，电源为交流恒压源,即无论电路中的电阻如何变化，接入电路的交流电压始终保持恒定。阻值保持不变，理想交流电压表与理想交流电流表的示数分别为。当交流恒压源的频率变大时，理想电压表与理想电流表的示数变化量分别为，下列说法正确的是( )
A. B.U变大，I变大 C.灯泡变暗，I变小 D.
4.如图所示，电源电动势，内电阻，电阻箱的最大阻值为，平行板电容器C的两金属板水平放置。在开关S与a接触且电路稳定时，电源恰好有最大输出功率，在平行板电容器正中央引入一带电微粒，微粒恰能处于静止状态。则( )
A.在题设条件下，接入电路的阻值为，电源的输出功率为4.5 W
B.引入的微粒带负电，在开关接向b（未接触b）的过程中，微粒将向下运动
C.在题设条件下，的阻值增大时，两端的电压增大
D.在题设条件下，当开关接b后，流过的电流方向为
5.如图所示，匝数为的矩形金属线圈处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线圈面积，电阻。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，线圈通过集流环和电刷与一个阻值为的小灯泡和一个理想二极管相连，小灯泡正常发光。下列说法正确的是( )
A.线圈产生的感应电动势的最大值为40 V B.线圈中电流的最大值为
C.小灯泡的额定电压为 D.小灯泡的额定功率为
6.如图甲所示为旋转电枢式交流发电机的原理图，多匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻箱R相连，与R并联的交流电压表为理想电表，当时，电压表示数是10 V。已知线圈的内阻为，如图乙所示是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图像，则( )
A.电阻箱R消耗的电功率为10 W
B.穿过线圈磁通量的最大值为
C.R两端的电压u随时间t变化的规律是
D.调节电阻箱R的大小，其消耗的最大电功率可以达到11.25 W
7.电阻为的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦式交变电流的图线如图中图线a所示；调整线圈的转速后，该线圈产生的正弦式交变电流的图线如图中图线b所示。下列关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是( )
A.时刻穿过线圈的磁通量均为零
B.线圈先后两次的转速之比为3:2
C.图线a对应的交变电流的电动势的有效值为
D.图线b对应的交变电流的电动势的最大值为5 V
8.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的图线a所示，用此线圈给图乙所示的电路供电，三个完全相同的灯泡的亮度均相同。当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图甲中的图线b所示，下列说法正确的是( )
A.时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行
B.图线b电动势的瞬时值表达式为
C.线圈先后两次转速之比为2:3
D.转速调整后，三个灯泡的亮度仍然相同
9.如图所示的电路，电源电动势为，内阻为，电灯L上标有“2 V，4 W”，电动机D的内阻为。当电阻箱的阻值为时，电灯和电动机都正常工作，求电动机的额定电压为多少？电动机输出的机械功率为多少？全电路工作1 min放出的焦耳热Q为多少？
10.如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压，电解槽内阻。当闭合，断开时，电流表的示数为；当闭合，断开时，电流表的示数为，且电动机的输出功率为35 W；当闭合，断开时，电流表的示数为。求：
（1）电炉子的电阻及发热功率；
（2）电动机的内阻；
（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率是多少。
11.如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的左端接一只小灯泡，线圈所在空间内存在与线圈平面垂直且均匀分布的磁场。已知线圈的匝数匝、总电阻、所围成矩形的面积，小灯泡的电阻，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化。线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻随温度的变化，求：
（1）线圈中产生感应电动势的最大值；
（2）小灯泡消耗的电功率；
（3）在磁感应强度变化的0~时间内，通过小灯泡的电荷量。
12.如图所示，理想变压器有两个副线圈，是两盏规格为“8 V，10 W”的灯泡，是两盏规格为“6 V，12 W”的灯泡。当理想变压器的输入电压为时，四盏灯泡恰好都能正常发光。已知原线圈的匝数匝，求：
（1）副线圈的匝数；
（2）电流表的读数。
答案以及解析
1.答案：B
解析：光敏电阻光照减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可得，干路中的电流减小，故两端的电压减小，电压表的示数变小，A错误。因干路中的电流减小，故电源的内电压减小，路端电压增大，同时两端的电压减小，故并联电路部分的电压增大，则流过的电流增大，由并联电路的电流规律可知，流过小灯泡的电流一定减小，由可知，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C、D错误。
2.答案：C
解析：是定值电阻，有，可知不变，不变，故A错误。当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，由，可知变大；根据闭合电路欧姆定律有，则知，其值不变，故B错误，C正确。为路端电压，为外电阻，其值增大；根据闭合电路欧姆定律知，其值不变，故D错误。
3.答案：A
解析：设交流恒压源电压为E，电阻两端的电压为，则有，联立变形可得，可把该等式看作函数，则为该函数斜率的绝对值，即，故A正确，D错误。当交流恒压源的频率变大时，电容器对电流的阻碍作用变小，即电容器的等效电阻变小。根据“串反并同”原理，可知通过灯泡的电流和灯泡两端的电压都变大，灯泡变亮。灯泡和电容器串联后与电流表并联，所以电流表的示数I变小。电压表测两端的电压，在干路，相当于串联关系，U变大。故B、C错误。
4.答案：AD
解析：在开关S与a接触且电路稳定时，电源恰好有最大输出功率，可知，则，电源的输出功率，A正确。在开关S与a接触且电路稳定时，在平行板电容器正中央引入一带电微粒，微粒恰能处于静止状态，则微粒受重力和电场力作用而处于平衡状态，而上极板带正电，可知微粒带负电。在开关接向b（未接触b）的过程中，电容器所带的电荷量不变，电场强度也不变，所以微粒仍保持静止状态，B错误。电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，和及电源构成串联电路，的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，两端的电压减小，C错误。在题设条件下，开关接a时，上极板带正电，当开关接b后，下极板带正电，流过的电流方向为，D正确。
5.答案：C
解析：线圈产生的感应电动势的最大值，有效值，故A错误。根据闭合电路欧姆定律可知回路中的最大电流为，故B错误。根据电流的热效应有，解得，小灯泡的额定电压，故C正确。小灯泡的额定功率，故D错误。
6.答案：AD
解析：电阻箱R消耗的电功率为，A正确。电动势的有效值为，电动势的最大值，根据，可得，B错误。因时磁通量为零，此时感应电动势最大，则R两端的电压u随时间t变化的规律是，C错误。调节电阻箱R的阻值，当时，电阻箱消耗的功率最大，则其消耗的最大电功率为，D正确。
7.答案：BC
解析：由题图可知，时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，故A错误。由题中图像可知，根据可知，故B正确。由题中图像可知，图线a对应的交变电流电动势的最大值为10 V，所以图线a对应的交变电流电动势的有效值，故C正确。交变电流电动势的最大值，可得，即，故D错误。
8.答案：B
解析：时刻电动势为0，故线圈平面恰好与磁场方向垂直，A错误。由题图甲可知，改变后线圈转动的角速度为，由可知，改变后电动势的最大值为40 V，故表达式为，B正确。由可知线圈先后两次转速之比为3:2，故C错误。转速调整后交变电流的频率发生变化，电感线圈对交变电流的阻碍作用减小，电容器对交变电流的阻碍作用增大，三个灯泡的亮度各不相同，故D错误。
9.答案：8 V 14 W 840 J
解析：电灯正常工作时，电路中的电流为，
电源的内电压为，
电阻箱的电压为，
所以电动机的额定电压为
。
电动机的总功率为，
电动机的发热功率为，
所以电动机输出的机械功率为
。
电源的发热功率为，
电阻箱的发热功率为，
所以全电路的发热功率为
，
故全电路工作1 min放出的焦耳热为
。
10.答案：（1）
（2）
（3）16 W
解析：（1）电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律有，
解得。
则其发热功率为。
（2）电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得
，
所以。
（3）电解槽工作时，由能量守恒定律得
。
11.答案：（1）8.0 V
（2）2.88 W
（3）
解析：（1）由题图乙可知，线圈中产生的交变电流的周期
，
所以。
（2）电流的最大值，
有效值，
则小灯泡消耗的电功率。
（3）在0~时间内，电动势的平均值，
平均电流，
通过小灯泡的电荷量。
12.答案：（1）40匝；60匝
（2）0.2 A
解析：（1）四盏灯泡均能正常发光，则副线圈两端的电压，副线圈两端的电压，
根据，可得
匝匝，
匝匝。
（2）由变压器的输入功率等于输出功率可得
，
解得。
