专题六恒定电流和交流电-key

盐城一中2013届高三物理二轮专题复习（9）专题六恒定电流和交变流电【考纲要求】内容要求说明电流电动势电阻定律电阻的串联与并联Ⅰ电功电功率焦耳定律Ⅰ欧姆定律闭合电路欧姆定律Ⅱ交变电流描述交变电流的物理量和图像I正弦交变电流的函数表达式I电感和电容对交变电流的影响I变压器II计算限于电压与匝数的关系电能的输送I【重点知识梳理】一、电源的功率和效率1.电源的几个功率(1)电源的总功率：P总＝EI＝I2(R＋r)(2)电源内部消耗的功率：P内＝I2r(3)电源的输出功率：P出＝UI＝P总－P内2.电源的效率：η＝P出P总×100%＝UE×100%＝RR＋r×100%二、直流电路中常见的几个图象1.U端—R图象U端＝ER＋r·R＝E1＋rR，可见U端随外电阻R的增大而增大2.U—I图象(1)对电源有：U＝E－Ir，如上图中a线.(2)对定值电阻有：U＝IR，如图中b线.说明：①图中a线常用来分析电源电动势和内电阻的测量实验.②图中矩形OABD、OCPD和ABPC的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率.3.P出—R图象P出＝E2R＋r2R＝E24r＋R－r2R，可见，当R＝r时，电源的输出功率最大，且为P出max＝E24r，如图所示.但效率不是最大，只有50%.三、交流电的瞬时值、最大值、有效值、平均值的比较1、瞬时值2、最大值3、有效值4、平均值四、理想变压器的工作原理及应用1.电压关系U1U2＝n1n22.电流关系I1I2＝n2n13.功率关系P1＝P24.远距离输电；(1)输电线路图：(2)常用关系式：①电压损失U损＝I2R线＝U2－U3②功率损失P损＝I2U损＝I22R线＝P2－P3③输电效率η＝23PP×100%【典型例题分析】一、直流电路的动态分析[例1]电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是(A)A.电压表和电流表读数都增大B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大，电流表读数减小D.电压表读数减小，电流表读数增大二、含容电路的分析和计算[例2]电源和一个水平放置的平行板电容器、二个变阻器R1、R2和定值电阻R3组成图示的电路.当把变阻器R1、R2调到某个值时，闭合开关S，电容器中的一个带电液滴正好处于静止状态.当再进行下列相关操作时(只改变一个条件)，以下判断正确的是（CD）A.液滴带正电，将R1的阻值增大时，液滴将向下做匀加速直线运动B.液滴带负电，将R2的阻值增大时，液滴仍保持静止状态C.断开开关S，电容器上的电荷量将增大，液滴将向上做匀加速直线运动D.把电容器的上极板向上平移少许，电容器的电荷量将减少，液滴将向下做匀加速直线运动三、直流电路的电功率计算[例3]在电学探究实验课中，某组同学在实验室利用如甲所示的电路图连接好电路，并用于测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r。调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据。根据所得数据描绘了如图乙所示的两条U－I直线。则有(B)A.图象中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线B.由图象可以得出电源电动势和内阻分别是E＝1.50V，r＝1.0ΩC.图象中两直线的交点表示定值电阻R0上消耗的功率为0.75WD.图象中两直线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值四、传感器及其应用[例4]在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为(D)A.改变湿度B.改变温度C.改变磁场D.改变电容[例5]如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，L为小灯泡，当温度降低时A.R1两端的电压增大B.电流表的示数增大(C)C.小灯泡的亮度变强D.小灯泡的亮度变弱[例6]如图所示，截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有电流时，导体的上、下表面的电势有什么关系(A)A.UMUNB.UM＝UNC.UMUND.无法判断[例7]如图所示是测定位移x的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化造成其电容的变化(A)A.电介质进入极板的长度B.两极板间距离C.两极板正对面积D.极板所带电量[例8]关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是(BD)A.应变片是由导体材料制成B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小C.传感器输出的是应变片上的电压D.外力越大，输出的电压差值也越大[例9]下列说法中正确的是(B)A.电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B.测温仪中测温元件可以是热敏电阻C.机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲D.火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现出高电阻状态[例10]如图所示会议室中和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板.平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高阻状态.发生火灾时，下列说法正确的是(C)A.进入罩内的烟雾遮挡住了光线，使光线三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B.光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C.进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D.以上说法均不正确[例11]用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程，下列属于这类传感器的是(A)A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器[例12]如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同.如果发现指针正向右偏转，则导电液体的深度h变化为(B)A.h正在增大B.h正在减小C.h不变D.无法确定[例13]下列说法中正确的是(ABD)A.传感器担负着信息采集的任务B.干簧管是一种磁传感器C.传感器不是电视遥控接收器的主要元件D.传感器是能够将力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具[例14]传感器是一种采集信息的重要器件，右图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是(A)①若F向下压膜片电极，电路中有从a到b的电流；②若F向下压膜片电极，电路中有从b到a的电流；③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生；④若电流表有示数，说明压力F发生变化；⑤若电流表有示数，说明压力F不会发生变化.A.②④B.①④C.③⑤D.①⑤五、交变电流的产生和计算[例15]矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的电动势e随时间t变化的情况如图所示.下列说法正确的是(D)A.此交流电的频率为0.5HzB.此交流电的电动势有效值为2VC.t＝0.01s时，线圈平面与磁场方向平行D.穿过线圈的最大磁通量为1500πWb六、交变电流的四值[例16]面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴作匀速转动，乙图中的磁场的变化规律为B＝B0cosT2t，从图示时刻起计时，则（AD）A.两线圈中的磁通量变化规律均为φ＝B0Scos2/TtB.两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同TC.两线圈中产生的交流电流的有效值不同D.从此刻起，T/4时间内流过线圈截面的电量相同七、变压器原理及动态分析[例17]一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头.下列说法正确的是(AD)A.副线圈输出电压的频率为50HzB.副线圈输出电压的有效值为31VC.P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D.P向右移动时，变压器的输出功率增加八、远距离输电[例18]一台发电机输出的电功率为100kw，输出电压为250v，先欲向远处输电，若输电线总电阻为8Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，要向用户输送200v电压，求：⑴试画出这次输电线路的示意图；⑵输电所需升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数之比分别是多少？⑶用户得到的电功率是多少？n1n2U2U3n3n4RU4RI1I2（2）n1：n2=1/16,n3：n4=190/11(3)P用=95KW