2025届高考物理二轮专题复习与测试 模块四 电磁感应和电路(3份打包)

文档属性

名称 2025届高考物理二轮专题复习与测试 模块四 电磁感应和电路(3份打包)
格式 zip
文件大小 19.6MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2025-01-07 17:08:00

文档简介

(共40张PPT)
专题十二 三大观点在电学中的应用
[专题复习定位]
1.动量定理和动量守恒定律在电学中的应用。
2.应用动量和能量观点解决电场和磁场问题。
3.应用动量和能量观点分析电磁感应问题。
高考真题再现
PART
01
第一部分
命题点1 应用动量定理分析电磁感应问题
1.(2023·湖南卷,T14)如图所示,两根足够长的光滑金属直导轨平行放置,导轨间距为L,两导轨及其所构成的平面均与水平面成θ角,整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直于导轨放置,每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好,金属棒始终未滑出导轨,导轨电阻忽略不计,重力加速度为g。
(1)先保持棒b静止,将棒a由静止释放,求棒a匀速运动时的速度大小v0;
(2)在(1)问中,当棒a匀速运动时,再将棒b由静止释放,求释放瞬间棒b的加速度大小a0;
解析:当棒a匀速运动时,释放棒b,分析可知,棒b受到沿导轨向下的安培力,则释放棒b的瞬间,对棒b,由牛顿第二定律有mg sin θ+BI1L=ma0
又BI1L=mg sin θ
解得a0=2g sin θ。
答案:2g sin θ
(3)在(2)问中,从棒b释放瞬间开始计时,经过时间t0,两棒恰好达到相同的速度v,求速度v的大小,以及时间t0内棒a相对于棒b运动的距离Δx。
(1)ab刚越过MP时产生的感应电动势大小;
(2)金属环刚开始运动时的加速度大小;
(3)为使ab在整个运动过程中不与金属环接触,金属环圆心初始位置到MP的最小距离。
题型分类讲练
PART
02
第二部分
题型一 动量和能量观点在电磁感应中的应用
考向1 动量定理分析“单棒”或者“线框”问题
在导体单杆切割磁感线做变加速运动时,若牛顿运动定律和能量观点不能解决问题,则可运用动量定理巧妙解决问题。
 如图,间距为L的两平行金属导轨右端接有电阻R,固定在离地高为H的平面上,空间存在着方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m的金属杆ab垂直于导轨放置,杆获得一个大小为v0的水平初速度后向左运动并离开导轨,其落地点距导轨左端的水平距离为s。已知重力加速度为g,忽略一切摩擦,杆和导轨电阻不计。求:
(1)杆即将离开轨道时的加速度大小a;
(2)杆穿过匀强磁场的过程中,克服安培力做的功W;
(3)杆ab在水平轨道运动的位移x。
考向2 动量守恒定律分析“双棒”问题
物理模型 “一动一静”:甲杆静止不动,乙杆运动,其实质是单杆问题,不过要注意问题包含着一个条件——甲杆静止,受力平衡 两杆都在运动,对于这种情况,要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减;系统动量是否守恒 分析方法 动力学观点 通常情况下一个金属杆做加速度逐渐减小的加速运动,而另一个金属杆做加速度逐渐减小的减速运动,最终两金属杆以共同的速度匀速运动
能量观点 两杆系统机械能减少量等于回路中产生的焦耳热之和
动量观点 对于两金属杆在平直的光滑导轨上运动的情况,如果两金属杆所受的外力之和为零,则考虑应用动量守恒定律处理问题
 (多选)如图,水平桌面上固定两根距离d=1 m、不计电阻的足够长的平行金属导轨。A、B、C、D、E、F为导轨上6个不同的位置,ABFE区域(含边界)有垂直于纸面向里、大小B=1 T的匀强磁场。导体棒l1的质量m=0.5 kg,电阻R=0.2 Ω,垂直于导轨放置,EF处有一固定的与l1相同的导体棒l2。导体棒与导轨垂直且接触良好,在C、D两位置有固定弹性立柱C和D,导体棒与立柱发生弹性碰撞时,速度立即变为与碰前速度等大反向。l1在恒定外力F作用下从AB边左端距AB边0.25 m处由静止开始向右运动,进入磁场后恰能做匀速直线运动。l1运动至CD处,与立柱发生碰撞时立即撤去外力,同时撤去对l2的固定,当l1再次运动至AB处时,l1与l2达到共速,l2恰好到达CD处,并与立柱相碰。已知导轨AE、BF段光滑,其余段粗糙,l1与粗糙部分间动摩擦因数为μ,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。F=5 N,CE=0.3 m,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是(  )
A.l1与导轨间的动摩擦因数μ=0.2
B.C、D分别为AE、BF的中点
C.l1由CD运动到AB的过程中产生的焦耳热为0.25 J
D.l2最终将离开磁场,在EF右侧滑动一段距离


 (2023·全国甲卷,T25)如图所示,水平桌面上固定一光滑U形金属导轨,其平行部分的间距为l,导轨的最右端与桌子右边缘对齐,导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为3m的绝缘棒Q位于P的左侧,以大小为v0的速度向P运动并与P发生弹性碰撞,碰撞时间很短。碰撞一次后,P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨,并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时,两端与导轨接触良好,P与Q始终平行。不计空气阻力。求:
(1)金属棒P滑出导轨时的速度大小;
(2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量;
(3)与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的时间。
题型二 动量和能量观点在电场或磁场中的应用
考向1 动量和能量观点在电场中的应用
 如图,足够高的绝缘细管竖直固定,细管内壁光滑。有界匀强电场区域的边界垂直于竖直管,上边界固定且距直管上端管口为L,下边界可沿直管调节场区高度,设场区高度为kL(k>0)。质量为m、不带电的绝缘小球a从直管上端管口处由静止释放,之后与静止在电场区域上边界的带电小球b碰撞,小球b的质量为5m、电荷量为+q。已知a、b的直径略小于管的直径,a、b碰撞时间极短且没有机械能损失,b的电荷不发生转移,重力加速度为g,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)a、b第一次碰撞后的瞬间速度v1、v2;
(3)a、b分别在电场区域内和电场区域外发生第二次碰撞对应的k的取值范围。
[解析] a、b发生第一次碰撞后,由(2)的分析发现,a球做竖直上抛运动,b球匀速通过电场区域,之后与a球有相同的加速度向下运动。由于k取不同的值,a、b发生第二次碰撞的位置及时间也不同,a可能在电场区域追上b,也可能在电场外追上b,现讨论如下:
若a、b在电场区域内发生第二次碰撞。设第一次碰撞后,经t1时间a追上b。
[答案] 见解析
(1)求原子核第一次穿过y轴时速度v的大小和方向;
(2)若原子核进入磁场后,经过Δt=π×10-7 s瞬间分裂成a、b两个新核。两新核的质量之比ma∶mb=1∶2;电荷量之比qa∶qb=1∶2;速度大小之比va∶vb=4∶1,方向仍沿原运动方向。求a粒子经过y轴时的位置及其在磁场中运动的时间。(共49张PPT)
专题十一 电磁感应
[专题复习定位]
1.对楞次定律和法拉第电磁感应定律的理解及应用。 
2.熟练应用动力学和能量观点分析并解决电磁感应问题。 
3.综合应用动力学、动量和能量的观点分析电磁感应问题。
高考真题再现
PART
01
第一部分

命题点1 两个定律的应用
1.(2024·湖北卷,T1)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件:房屋被雷击后,屋内的银饰、宝刀等金属熔化了,但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为:有一木格,其中杂贮诸器,其漆器银扣者,银悉熔流在地,漆器曾不焦灼。有一宝刀,极坚钢,就刀室中熔为汁,而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为(  )
A.摩擦       B.声波
C.涡流 D.光照
解析:在雷击事件中金属和非金属都经历了摩擦、声波和光照的影响,而金属能够因电磁感应产生涡流,非金属不能,因此可能原因为涡流。

2.(2024·江苏卷,T10)如图所示,在绝缘的水平面上,有闭合的两个线圈a、b,线圈a处在匀强磁场中,现将线圈a从磁场中匀速拉出,线圈a、b中产生的感应电流方向分别是(  )
A.顺时针,顺时针 B.顺时针,逆时针
C.逆时针,顺时针 D.逆时针,逆时针
解析:线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿过线圈a的磁通量在减小,则根据楞次定律可知线圈a中产生的感应电流方向为顺时针,由于线圈a从磁场中匀速拉出,则a中产生的电流为恒定电流,则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大,同理可得线圈b产生的感应电流方向为顺时针。

命题点2 电磁感应的综合问题
3.(2024·广东卷,T4)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收,结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动,每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。磁场中,边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示,永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈,下列说法正确的是(  )
A.穿过线圈的磁通量为BL2
B.永磁铁相对线圈上升越高,线圈中感应电动势越大
C.永磁铁相对线圈上升越快,线圈中感应电动势越小
D.永磁铁相对线圈下降时,线圈中感应电流的方向为顺时针方向
解析:根据题图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0,故A错误;根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快,磁通量变化越快,线圈中感应电动势越大,故B、C错误;永磁铁相对线圈下降时,根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向,故D正确。



(1)t=0时线框所受的安培力F;
(2)t=1.2τ时穿过线框的磁通量Φ;
答案:0.3B0h2
(3)2τ~3τ时间内,线框中产生的热量Q。
题型分类讲练
PART
02
第二部分
题型一 两个定律的应用
考向1 电磁感应现象和楞次定律
1.阻碍磁通量的变化(增反减同)。
2.阻碍物体间的相对运动(来拒去留)。
3.使线圈面积有扩大或缩小的趋势(增缩减扩)。
4.阻碍原电流的变化(自感现象)。

 新型交通信号灯,如图所示,在交通信号灯前方路面埋设通电线圈,这个包含线圈的传感器电路与交通信号灯的时间控制电路连接,当车辆通过线圈上方的路面时,会引起线圈中电流的变化,系统根据电流变化的情况确定信号灯亮的时间长短,下列判断正确的是(  )
A.汽车经过线圈会产生感应电流
B.汽车通过线圈时,线圈激发的磁场不变
C.若线圈断了,系统依然能检测到汽车通过的电流信息
D.线圈中的电流是由汽车通过线圈时发生电磁感应引起的
[解析] 汽车上大部分是金属,汽车经过线圈时会引起线圈磁通量的变化,从而产生电磁感应现象,产生感应电流,故A正确;汽车通过线圈时,线圈由于电磁感应使自身电流发生变化,激发的磁场也发生变化,故B错误;若线圈断了,没有闭合回路,系统不能检测到汽车通过的电流信息,故C错误;线圈本身就是通电线圈,线圈中的电流不是汽车通过线圈时发生电磁感应引起的,汽车通过线圈时产生的电磁感应现象只是引起线圈中电流的变化,故D错误。
 如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反,金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生逆时针方向感应电流的是(  )
A.同时增大B1,减小B2
B.同时减小B1,增大B2
C.同时以相同的变化率增大B1和B2
D.同时以相同的变化率减小B1和B2

[解析] 由于两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反,金属圆环的直径与两磁场的边界重合,变化前金属圆环的磁通量为0,要使环中产生感应电流,金属圆环的磁通量一定增大,并且环中产生逆时针方向的感应电流,感应电流产生的感应磁场方向垂直于纸面向外,根据楞次定律可知,金属圆环的磁通量变化只能向里增大,可能的变化如下:①B1和B2同时增大,B1增大比B2增大快;②B1和B2同时减小,B1减小比B2减小慢;③同时增大B1,减小B2,故A正确,B错误;同时以相同的变化率增大B1和B2或同时以相同的变化率减小B1和B2,金属圆环的磁通量始终为0,不会产生感应电流,故C、D错误。

 (多选)图甲为某款“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程,磁铁靠近螺线管;松开门铃按钮过程,磁铁远离螺线管回归原位,下列说法正确的有(  )
A.按下按钮过程,螺线管P端电势较高
B.若更快按下按钮,则P、Q两端的电势差更大
C.按住按钮不动,螺线管中产生恒定的感应电动势
D.若按下和松开按钮的时间相同,则两过程螺线管产生大小相等的感应电动势

[解析] 按下按钮过程中,穿过线圈内向左的磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向右,此时螺线管Q端电势高,故A错误;根据法拉第电磁感应定律可知,产生的电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化率成正比,若更快按下按钮,穿过线圈的磁通量的变化率变大,则P、Q两端的电势差更大,若按下和松开按钮的时间相同,则两过程螺线管产生大小相等的感应电动势,故B、D正确;按住按钮不动,线圈内磁通量不变化,无感应电动势,故C错误。


 为了模拟竹蜻蜓玩具闪闪发光的效果,某同学设计了图甲所示的电路。半径为a的导电圆环内等分为四个直角扇形区域,Ⅰ、Ⅱ区域内存在垂直于环面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。长度为a、电阻为r的导体棒OP以角速度ω绕O点逆时针匀速转动,t=0时OP 经过图示位置。OP通过圆环和导线与导通电阻为R的发光二极管(LED)相连。忽略其他电阻。
(1)求OP切割磁感线过程中,通过二极管的电流大小和方向;
[解析] 电流图像如图所示。
[答案] 见解析图
题型二 电磁感应中的动力学问题
1.三个分析
(1)“源”的分析——分析电路中由电磁感应所产生的“电源”,求出电源参数E和r。
(2)“路”的分析——分析电路结构,弄清串、并联关系,求出相关部分的电流大小,以便求解安培力。
(3)“力”的分析——分析研究对象(通常是金属棒、导体、线圈等)的受力情况,尤其注意其所受的安培力。接着进行“运动状态”的分析——根据力和运动的关系,建立正确的运动模型。
2.解题思路
(1)找准主动运动者,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向。
(2)根据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向。
(3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响,从而推理得出对电路中的电流有什么影响,最后定性分析导体棒的最终运动情况。
(4)列牛顿第二定律或平衡方程求解。

考向1 导体棒(框)的动力学问题
 (多选)如图甲所示,一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上,水平面内两条平行直线MN、QP间存在垂直于水平面的匀强磁场,t=0时,线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动,外力F随时间t变化的图线如图乙中实线所示。已知线框质量m=1 kg,电阻R=4 Ω,则(  )
A.磁场宽度为4 m
B.匀强磁场的磁感应强度为1 T
C.线框穿过QP的过程中产生的焦耳热等于4 J
D.线框穿过MN的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为0.5 C


考向2 连接体的动力学问题
 (多选)(2023·山东卷,T12)足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上,宽为1 m,电阻不计。质量为1 kg、长为1 m、电阻为1 Ω的导体棒MN放置在导轨上,与导轨形成矩形回路并始终接触良好,Ⅰ和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度分别为B1和B2,其中B1=2 T,方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为0.1 kg的重物相连,绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示,某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域Ⅰ和Ⅱ并做匀速直线运动,MN、CD与磁场边界平行。MN的速度v1=2 m/s,CD的速度为v2且v2>v1,MN和导轨间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取10 m/s2,下列说法正确的是(  )
A.B2的方向向上   B.B2的方向向下
C.v2=5 m/s D.v2=3 m/s

 近年来电动汽车越来越普及,有的电动汽车动力来源于直流电机。直流电机工作原理可简化如图所示:在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,两光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,间距为L,两轨间接一电动势恒为E、内阻恒为r的直流电源。质量为m的导体棒ab垂直于导轨静置于导轨上,接入电路部分的有效电阻为R,电路其余部分电阻不计。一根不可伸长的轻绳两端分别连接在导体棒的中央和水平地面上质量为M的物块上,绳与水平面平行且始终处于伸直状态。已知物块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,闭合开关S,物块即刻开始加速。
(1)求S刚闭合瞬间物块加速度的大小(设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力);
(2)当导体棒向右运动的速度为v时,求流经导体棒的电流;
(3)求物块运动中最大速度的大小。
题型三 电磁感应中的动力学和能量问题
1.焦耳热Q的三种求法
(1)焦耳定律:Q=I2Rt。
(2)功能关系:Q=W克服安培力。
(3)能量转化:Q=ΔE其他能的减少量。
2.用到的物理规律
匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律等。
(1)线圈进入磁场区域时的速度大小;
[答案] 5 m/s
(2)线圈释放时,PQ边到bb′的距离;
[解析] 由匀加速直线运动规律v2=2ax
解得线圈释放时,PQ边到bb′的距离x=5 m。
[答案] 5 m
(3)整个线圈穿过磁场的过程中,流过线圈的电荷量q及线圈上产生的焦耳热Q。
[答案] 0 0.5 J(共59张PPT)
模块四 电磁感应和电路
专题十 直流电路和交流电路
[专题复习定位]
1.掌握直流电路和交流电路的相关知识和规律的应用。
2.会用闭合电路欧姆定律分析电路各部分之间的相互关系,能用焦耳定律分析电学中的能量转化问题。
3.掌握交变电流的产生和描述;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。
高考真题再现
PART
01
第一部分
命题点1 电路的基本概念和规律
1.(2024·广西卷,T6)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00 m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比约为(  )
A.2∶3     B.2∶1
C.5∶3     D.1∶3




4.(多选)(2024·新课标卷,T20)电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转,在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间,磁场方向恰与线圈平面垂直,如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场,则磁极再转过90°时,线圈中(  )
A.电流最小
B.电流最大
C.电流方向由P指向Q
D.电流方向由Q指向P

解析:如题图,开始线圈处于中性面位置,当磁极再转过90°时,穿过线圈的磁通量为0,此时电流最大;在磁极转动的过程中,穿过线圈的磁通量在减小,根据楞次定律可知,此时感应电流方向由Q指向P。


6.(2024·湖北卷,T5)在如图所示电路中接入正弦交流电,灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S,灯泡L1、L2的电功率之比P1:P2为(  )
A.2∶1  B.1∶1   
C.1∶2  D.1∶4




9.(2023·山东卷,T7)某节能储能输电网络如图所示,发电机的输出电压U1=250 V,输出功率为500 kW。降压变压器的匝数比n3∶n4=50∶1,输电线总电阻R=62.5 Ω,其余线路电阻不计,用户端电压U4=220 V,功率为88 kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是(  )
A.发电机的输出电流为368 A
B.输电线上损失的功率为4.8 kW
C.输送给储能站的功率为408 kW
D.升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶44
题型分类讲练
PART
02
第二部分
考向1 电路中的功率和效率问题
 (多选)五一期间,汕头作为全国热门旅游城市,聚集了来自四面八方的游客。为了避免堵车,电动自行车以其省时省力、价格低廉、高通行率、节能环保等优点成为众多年轻市民五一畅游汕头的首选交通工具。某品牌电动自行车的部分技术参数见下表,则下列说法正确的是(  )
规格 后轮驱动直流永磁铁电机 车型 电动自行车 额定输出功率 200 W
整车质量 40 kg 额定电压 48 V
最大载重 120 kg 额定电流 5.0 A

A.正常匀速行驶时后轮受到地面对它的滑动摩擦力
B.电动自行车的内阻为9.6 Ω
C.电动自行车以额定功率行驶时,电机的输入功率为240 W
D.电动自行车以额定功率行驶时,电机的效率约为83%

考向2 U-I图像的理解和应用
 在电喷汽车的进气管道中,广泛地使用着一种叫“电热丝式”空气流量传感器的部件,其核心部分是一种用特殊合金材料制作的电热丝。如图乙所示,当进气管道中的冷空气流速越大时,电阻R两端的电压U0就变得越高;反之,电压U0就越低。这样,管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号,便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝放在实验室中测量,得到的伏安特性曲线可能是(  )

[解析] 由题意知,电热丝是热敏电阻,温度越低,电阻越小,则知温度越高,电阻越大,而U-I图线上任意一点与原点连线的斜率等于电阻,电压和电流增大时,电阻的温度升高,电阻增大,图线上的点与原点连线斜率增大。

题型二 闭合电路欧姆定律及动态分析
考向1 闭合电路欧姆定律的基本应用
 地磅工作原理图如图所示,地磅空载时变阻器滑片P位于A点,满载时滑片P位于B点,弹簧始终处于弹性限度内。下列说法错误的是(  )
A.电压表两端电压与被测汽车的质量成正比
B.若将一个电阻与电压表串联,则可增大地磅的量程
C.若称量值偏小,则可在R0上并联一个电阻进行校正
D.电池长时间使用后,称量值会偏小
考向2 闭合电路的动态分析
1.动态变化原因
(1)当外电路的任何一个电阻增大(减小)时,电路的总电阻一定增大(减小)。
(2)若开关的接通使串联的用电器增多,则总电阻增大;若开关的接通使并联的支路增多,则总电阻减小。
(3)热敏电阻或光敏电阻的阻值变化。
2.动态分析方法
(1)程序法;(2)“串反并同”法;(3)极限法。

 如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,电压表为理想电表,R为滑动变阻器,当滑动变阻器的触头向上滑动时,下列说法正确的是(  )
A.灯泡L1变亮
B.灯泡L2变亮
C.电压表读数增大
D.电源内阻消耗功率减小
[解析] 由“串反并同”结论可知,“串反”是当某电阻变化时,与它直接串联或间接串联导体的各电学量(如电流、电压和实际电功率)都做与之相反的变化。“并同”是当某电阻变化时,与它直接并联或间接并联导体的各电学量(如电流、电压和实际电功率)都做与之相同的变化。故滑动变阻器电阻减小,则L1变亮,L2变暗,则A正确,B错误;电路的总电阻变小,总电流变大,所以电源内阻的电压变大,所以电压表示数减小,内阻消耗功率增大,则C、D错误。

 (多选)如图所示的电路中,E为电源,其内电阻为r,V为理想电压表,L为阻值恒为2r的小灯泡,定值电阻R1的阻值恒为r,R3为半导体材料制成的光敏电阻,电容器两极板处于水平状态,闭合开关S,电容器中心P点有一带电油滴处于静止状态,电源负极接地,则下列说法正确的是(  )
A.若将R2的滑片上移,则电压表的示数变小
B.若突然将电容器上极板上移,则油滴在P点电势能增加
C.若光照变强,则油滴会向上运动
D.若光照变强,则A、B间电路的功率变大

[解析] 由于电路稳定时,R2相当于导线,所以将R2的滑片上移时,电压表的示数不变,故A错误; 若突然将电容器上极板上移,电容器板间电压不变,板间场强减小,由U=Ed知,P点与下极板间的电势差减小,而下极板的电势为零,所以P点电势降低,由题意可知油滴带负电,所以油滴在P点电势能增加,故B正确;若光照变强,光敏电阻R3减小,通过小灯泡的电流变大,电容器两端电压U=E-I(r+R1),I变大,则U变小,即电容器两板间的电压变小,场强变小,油滴所受的电场力变小,因此油滴要向下极板运动,故C错误; 根据当外电阻等于内电阻时电源输出功率最大可知,将R1看成电源的内阻,由于等效电源的外电阻大于内电阻,外电阻变小,所以等效电源的输出功率变大,即A、B间电路的功率逐渐变大,故D正确。

考向2  交变电流的“四值”问题


副线圈电压最大值不变,故灯泡两端电压的有效值不变,C错误;根据前面分析发电机线圈中的感应电动势最大值变为原来的2倍,故线圈中感应电动势变为原来的2倍,D错误。

考向2 变压器的动态分析
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。

考向3 远距离输电问题
1.厘清三个回路

 我国是全球唯一掌握特高压直流输电技术的国家。图是特高压直流输电系统的模拟图(只显示变压与传输部分),则以下说法正确的是(  )
A.题中描述的“特高压直流输电”,
说明变压器可以直接对直流电进行变压作用
B.变压器在升压过程中频率随着电压的增大而升高
C.在输电功率一定条件下,输电电压提高十倍,线路损耗功率将降低为原来的1%
D.用户接入电路的用电器越多,流过n4的电流越大,由匝数比等于电流的反比可知,流过电阻r的电流变小

 (多选)绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚,新能源汽车越来越受市民的喜爱,正在加速“驶入”百姓家,某家用交流电充电桩的供电电路如图所示。已知总电源的输出电压U1= 220 V,输出功率P1=3.3×105 W,输电线的总电阻r =12 Ω,变压器视为理想变压器,其中升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶15,汽车充电桩的额定电压为50 V。下列说法正确的有
(  )
A.输电线上的电流为100 A
B.充电桩用户获得的功率为1.5×105 W
C.降压变压器的匝数比n3∶n4=66∶1
D.若充电桩消耗的功率增大,在总电压不变的情况下,则充电桩用户端获得的电压减小
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