2012高考复习电学部分精讲精练
恒定电流
8 简单的逻辑电路
【课标导航】
1．知道门电路的基本作用．
初步了解集成电路的作用，关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况．
（在逻辑电路基础知识的教学中，对于设计电路或定量计算不作要求．）
2．初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用．
3．初步了解集成电路的作用，关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况．
（在逻辑电路基础知识的教学中，对于设计电路或定量计算不作要求．）
【知识精要】
1．模拟信号、数字信号：
电路中的信号分为两类，一类是电压信号随时间连续变化的，称之为模
拟信号，如图所示；另一类是电压信号不连续变化的信号，称之为数字信号，
我们通常把高电势称为1，低电势称为0。
2．数字电路
所谓数字电路，就是处理数字信号的电路；数字电路的基本单元是逻辑电路，逻辑电路是能实现一定逻辑功能的电路。
（1）逻辑电路是有输入和输出端的一些电子开关组成的电路，输出的结果由输入的条件决定，称为逻辑；
（2）条件是用电位的高、低表示的电信号，高电位用“1”表示，低电位用“0”表示，输出高电位用“1”表示，输出低电位用“0”表示；
3．三种逻辑关系：数字电路中最基本的逻辑电路就是门电路，所谓“门”就是一种开关。门电路是一种有一个或多个输入端，只有一个输出端的开关电路，是数字电路的基本单元。
（1）如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫做“与”逻辑关系，具有“与”逻辑关系的电路叫与门电路，简称“与门”；
（2）如果一个事件的几个条件，只要有一个满足，该事件才就能发生，这种关系叫做“或”逻辑关系，具有“或”逻辑关系的电路叫与门电路，简称“或门”；
（3）如果输入状态和输出状态呈相反关系，这种关系叫做“非”逻辑关系，具有“非”
逻辑关系的电路叫与门电路，简称与“非门”。
门电路输出和输入的逻辑关系、真值表及符号：
【名师点拨】
例1：一个机要仓库有一扇大门，门上有三把自动门锁，三个机要员各有一把锁上的钥匙，只有三个人同时转动自己的钥匙（闭合自己的开关）才能通过一个继电器把门打开．如图所示S 1，S 2，S 3是三个锁内的开关，J 为继电器（图中未画电动机电路），试在图中画出符合要求的三输入的门电路的符号。
解析：由于三个人同时转动自己的钥匙才能通过一个继电器把门打开，所以应采用与门． 符号为：
点评：确定门电路类型，通常从条件入手（输入、输出关系），在熟练掌握各种类型门电路特点的同时解决问题。
例2：如图所示是一种应用逻辑电路制作的简易走道灯电路图，R 2是一个光敏电阻，当走道里光线较暗时或是将手动开关S 接通时，灯都会亮．则在电路图的虚线框内的门电路应是 门，当有光照到光敏电阻R 0时，门电路的输入端B 是 电势．
解析：手动开关接通时，在A 端输入高电位．有光线照射时，光敏电阻的阻值较小，与R1串联后分得的电压小，B 端输入低电位．所以，S 闭合，A 输入为1，断开A 输入为0．光照射强时，B 输入为1，光照射
弱时，B 输入为0．电路要求光线较暗或手动开关S 接通时，灯都会亮，因此应该选择“或”门电路．应填“或”和“低”。
例3：如图是自动控制楼梯灯的示意图，试列出输入A 、B 和输出Y 的真值表． 解析：A 端输入为1、0，经过“非”门电路后，输出为0、1，即有光照射时输入与门电路的是低电位，无光照射时输入与门电路的是高电位．有声时B 端输入是高电位，无声时B 端输入是低电位．经过与门后，无光和有声时灯亮，有光和无声时灯熄灭。真值表如图。
【及时反馈】
1．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计
一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成票时或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系（ ）
A ．与门
B ．或门
C ．非门
D ．与非门
2．(2011镇江模拟)如图所示是一个三输入端复合门电路，当C 端输入“1”时，A 、B 端输入为何时输出端Y 输出“1”（ ）
A ．0 0
B ．0 1
C ．1 0
D ．1 1
3．走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为
A ．“与”门电路
B ．“非“门电路
C ．“或”门电路
D ．上述答案都有可能
4．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，我们把这种关系叫做 逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路称为 电路。
5．如果几个条件中，只要一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路称为电路。
6．输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系，叫做逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路称为电路。
1．Ａ2．Ｄ3．Ｃ４．与5．或６．非非门
高考物理电磁学知识点之交变电流单元汇编含答案(6) 一、选择题 1．如图，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 =10 sin10πt （V ），则（ ） A ．该交变电流的频率为10Hz B ．该电动势的有效值为10 V C ．外接电阻R 所消耗的电功率为9W D ．电路中理想交流电流表的示数为 A 2．如图所示，一理想变压器，左右两边接有额定电压均为U 的4盏完全相同的灯泡（额定功率为P ）左端接在一电压恒为U o 的交流电源两端。此4盏灯刚好正常发光。下列说法中正确的是（ ） A ．该变压器的原副线圈匝数比为1∶3 B ．此时交流电源输出的功率为3P C ．U o =4U D ．如果灯L 2突然烧断，L 1将变亮，而其余2盏将变暗 3．在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则 ( ) A ．t ＝0.005s 时线圈平面与磁场方向平行 B ．t ＝0.010s 时线圈的磁通量变化率最大 C ．线圈产生的交变电动势频率为100Hz D ．线圈产生的交变电动势有效值为311V 4．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为12:55:1n n =，原线圈接入电压 2202u tV π=的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻器 的滑动触头P 从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是（ ）
t 时，电压表的示数为0 A．副线圈中交变电流的频率为100Hz B．0 C．电流表的示数先变小后变大D．电流表的示数先变大后变小 5．如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为，则图（a）中L1的功率和图（b）中L1的功率分别为( ) A．P、P B．9P、C．、9P D．、9P 6．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为22∶1，两个标有“10 V,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图乙所示，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。则下列说法正确的是 () A．经过1 min原线圈的输出电能为6×102 J B．由于电压过高小灯泡会被烧坏 C．电压表的示数为 2202 V D．电流表的示数为 2 A 7．如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则 A．U=110V，I=0.2A B．U=110V，I=0.05A
恒定电流提高篇 1.如图所示是一实验电路图，在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是 A ．路端电压变小 B ．电流表的示数变大 C ．电源内阻消耗的功率变小 D ．电路的总电阻变大 2.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、.由图可知、的值分别为 A 、 、 B 、、 C 、、 D 、、 3.在右图的闭合电路中，当滑片向右移动时，两电表读数的变化是 （A ）○A 变大， ○V 变大 （B ）○A 变小，○V 变大（C ）○A 变大， ○V 变小 （D ）○A 变小，○V 变小 4.电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2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.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 ηa ηb ηa ηb η3414132312122313 P
5.如图所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S ，小球静止时受到悬线的拉力为F 。调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是 A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大 B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小 C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大 D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变小 6.如图所示，电动势为E 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S 1，三个灯泡都能正常工作。如果再合上S 2，则下列表述正确的是 A ．电源输出功率减小 B ．L 1上消耗的功率增大 C ．通过R 1上的电流增大 D ．通过R 3上的电流增大 7.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R 1＝20 ，R 2＝30 ，C 为电容器。已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则 A.交流电的频率为0.02 Hz B.原线圈输入电压的最大值为200 V C.电阻R 2的电功率约为6.67 W D.通过R 3的电流始终为零 8.如图所示电路中，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头P 向右移动时，下面判断正确的是（ ） A ．L 1和L 3变暗，L 2变亮 B ．L I 变暗，L 2变亮，L 3亮度不变 C ．L 1中电流变化值大于L 3中电流变化值 D ．L l 上电压变化值小于L 2上的电压变化值 m ΩΩ2E S R 0 R 1 R 2 M N
2019年高考物理电磁交变电流知识点总结物理的学习不是呆板的，而是灵活的，如果一味地埋头苦学而不知道去思考总结，那么结果往往是付出与收获不成正比。以下是电磁学和交变电流方面的重要结论。 1.若一条直线上有三个点电荷，因相互作用而平衡，其电性及电荷量的定性分布为“两同夹一异，两大夹一小”。 2.匀强电场中，任意两点连线中点的电势等于这两点的电势的平均值。在任意方向上电势差与距离成正比。 3.正电荷在电势越高的地方，电势能越大，负电荷在电势越高的地方，电势能越小。 4.电容器充电后和电源断开，仅改变板间的距离时，场强不变。 5.两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。 6.带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力时做圆周运动的周期与粒子的速率、半径无关，仅与粒子的质量、电荷和磁感应强度有关。 7.带电粒子在有界磁场中做圆周运动 （1）速度偏转角等于扫过的圆心角。 （2）几个出射方向 ①粒子从某一直线边界射入磁场后又从该边界飞出时，
速度与边界的夹角相等。 ②在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出——对称性。 ③刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中的轨 迹与边界相切。 （3）运动的时间：轨迹对应的圆心角越大，带电粒子在磁场中的运动时间就越长，与粒子速度的大小无关。 8.速度选择器模型：带电粒子以速度v射入正交的电场和磁场区域时，当电场力和磁场力方向相反且满足v=E/B时，带电粒子做匀速直线运动（被选择）与带电粒子的带电量大小、正负无关，但改变v、B、E中的任意一个量时，粒子将发生偏转。 9.回旋加速器 （1）为了使粒子在加速器中不断被加速，加速电场的周期必须等于回旋周期。 （2）粒子做匀速圆周运动的最大半径等于D形盒的半径。 （3）在粒子的质量、电量确定的情况下，粒子所能达到的最大动能只与D形盒的半径和磁感应强度有关，与加速器的电压无关（电压只决定了回旋次数）。 （4）将带电粒子：在两盒之间的运动首尾相连起来是一个初速度为零的匀加速直线运动，带电粒子每经过电场加
高考物理专题训练：恒定电流 （基础卷） 一、 (本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．关于电流，下列说法中正确的是( ) A．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多 B．在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 C．导体的通电时间越长，导体中的电流越大 D．导体中通过一定的电荷量所用的时间越短，电子速度越大，电流就越大 【答案】B 【解析】由电流的定义式I＝可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大，B正确。 2．粗细均匀的金属环上的A、B、C、D四点把其周长分成四等份，如图所示，当A、B点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P。则当A、D点接入电路中时，圆环消耗的电功率为(电源内阻不计) ( ) A．3 4 P B． 4 3 P C．3P D．4P 【答案】B 【解析】设圆环每段电阻为r，电源电动势为E，则接AB时，P＝，当接AD时，R总＝r， P'＝P，选项B正确。 3．如图所示为某收音机内一部分电路元件的电路图，各个电阻的阻值都 是2 Ω，A、C间接一只内阻忽略不计的电流表，若将该部分与收音机的其他 电路剥离出来，并在B、C两点间加6 V的恒定电压，则电流表的示数是( ) A．3 A B．2 A C．1 A D．0 【答案】C
【解析】等效电路如图所示，由串、并联电路的特点可知I ＝＝2 A ，所以I A ＝1 A ，选 项C 正确。 4．某个由导电介质制成的电阻截面如图所示。导电介质的电阻率为ρ、半球壳层形状 (图中阴影部分)内、外半径分别为a 和b 。半径为a 、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心作为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极。设该电阻的阻值为R 。下面给出R 的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R ，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，R 的合理表达式应为( ) A ．() 2πb a R ab ρ+= B ． () 2πb a R ab ρ-= C ． 2π() ab R b a ρ= - D ．2π() ab R b a ρ= + 【答案】B 【解析】根据电阻定律，当a ＝b 时，电阻R ＝0，所以R 的合理表达式应为R ＝，选项 B 正确。 5．如图所示，电源的内阻不可忽略，已知定值电阻R 1＝10 Ω，R 2＝8 Ω。当开关S 接位置1时，电流表的示数为0.20 A ，开关S 接位置2时，电流表的示数可能是( ) A ．0.15 A B ．0.18 A C ．0.24 A D ．0.32 A 【答案】C 【解析】根据题意可得I ＝(A)＝(A)，在r 从0到∞的范围内，0.2 A 恒定电流 例1、一段半径为D的导线,电阻为0.1Ω,如果把它拉成半径为D的导线,则电阻变为( ). A. 0.2Ω B. 0.4Ω C. 0.8Ω D. 1.6Ω 例2、将四个电阻接入电路,其中R1>R2>R3>R4,则它们消耗的功率( ). A. P1 专题恒定电流12 1．（浙江卷）功率为的发光二极管（灯）的亮度与功率为的白炽灯相当2012.10w LED 60W . 根据国家节能战略，2016.260W 年前普通白炽灯应被淘汰假设每户家庭有 只的白炽灯，均 用的灯替代估算出全国一年节省的电能最接近（）10W LED . A.8×108KW·h B. 8×1010KW·h C. 8×1011KW·h D. 8×1013KW·h 答案：B 解析：因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为和，按 亿户家庭，每户家庭每60 W 10 W 4 天亮灯 小时计算，全国一年节省的电能最接近64×108×2×(60-10)×10-3kWX 365×6 h=8.76×1010 kW·h B ACD . ，则选项 正确，错误 2．（上海卷）．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为，消耗20120.3C 的电能为为在相同时间内使的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗0.9J.0.6C 的电能分别是（） （） ，（） ，A 3V 1.8J B 3V 3.6J （） ，（） ，C 6V 1.8J D 6V 3.6J 答案：D 解析：根据电功公式有W 1=q 1U 1 ，可得电压U 1 =3 V 0.6 C ，在相同时间内使的电荷量通过该 电阻，则电压U 2 =6 V W ，2=q 2U 2 =3.6 J D . ，所以 正确 3. 201319（高考安徽理综第题）用图示的电路可以测量电阻的阻 值图中.R x 是待测电阻，R 0 是定值，是灵敏度很高的电流表，MN ○G 是一段均匀的电阻丝闭合开关，改变滑动头 的位置，当通过电流.P 表的电流为零时，测得MP=l 1，PN=l 2 ，，则R x 的阻值为 ○ G A. B. 1 02l R l 1 0 12 l R l l 2011普通高校招生考试试题汇编-恒定电流 Ⅱ（2011安徽）．（1）某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时针偏转如图（a ）所示。请你简述接下来的测量过程： ① ； ② ； ③ ； ④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。 （2）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图（b ）所示。 其中电压表内阻约为5k ，电流表内阻约为5 。图中部分电 路已经连接好，请完成实验电路的连接。 （3）图（c ）是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、 电压和电阻各有两个量程。当转换开关S 旋到位置3时，可用 来测量 ；当S 旋到位置 时，可用来测量电 流，其中S 旋到位置 时量程较大。 Ⅱ．（1）①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”档： ②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0Ω”； ③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值。 （2）如图所示 （3）电阻 1、2 1 23（2011全国卷1）．(12分)(．注意：在试题卷上作答无效．．．．．．．．．．．．)． 使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA 的电流表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。完成下列填空： (1)仪器连线如图l 所示(a 和b 是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作，则表笔 a 为_________ (填“红”或“黑”)色； (2)若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a)，(b)， (c)所示，则多用电表的读数为_________Ω．电流表的读数为_________mA ，电阻箱的读数为_________Ω： 图(b ) A B E E / 红表笔 黑表笔 1 2 3 4 5 6 图(c) 第10章交变电流 1．在图所示电路中，A是熔断电流I0＝2 A 的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源。交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝2202sin(314t) V。为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( ) A．110 2 Ω B．110 Ω C．220 Ω D．220 2 Ω 解析U＝220 V，R min＝U I0＝ 220 2 Ω＝110 Ω。 答案 B 2．线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如图所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是( ) A．磁通量和感应电动势都在变大 B．磁通量和感应电动势都在变小 C．磁通量在变小，感应电动势在变大 D．磁通量在变大，感应电动势在变小 解析由题图可知，Φ＝Φm cos θ，e＝E m sin θ，所以磁通量变大，感应电动势变小。 答案 D 3．(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin 100πt(V)。对此电动势，下列表述正确的是( ) A．最大值是50 2 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s 解析从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e＝E m sin ωt，因e＝50sin 100πt(V)，所以最大值E m＝50 V，A错误；由ω＝2πf＝100π rad/s得f＝50 Hz，B错误；有效值E ＝E m 2 ＝25 2 V，C正确；T＝ 1 f ＝0.02 s，D正确。 答案CD 4．一矩形线框在匀强磁场内绕垂直于磁场的轴匀速转动的过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是( ) 2010年高考物理分类复习——交变电流 （09年天津卷） 9.（6分）（1）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R 。 线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电 流的有效值I= 。线框从中性面开始转过2π的过程中，通过导线横截面的电荷量q= 。 答案：（1）R BS 22ω，R BS 解析：本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。 电动势的最大值ωBS E =m ，电动势的有效值2 m E E =，电流的有效值R BS R E I 22ω==；R BS R t t R t R E t I q =====?Φ???Φ??。 （09年广东物理）9．图为远距离高压输电的 示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是 A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电 过程中的电能损失 B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路 的发热损耗 C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 答案：ABD 解析：依据输电原理，电路中的功率损耗线R I P 2=?，而S L R ρ=线,增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A 正确；由P=UI 来看在输送功率一定的情况下，输送电压U 越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B 正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I 越大，电路中损耗的电功率越大，C 错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压 2015届高中物理交变电流专项复习 知识梳理： 一、交变电流 1.交变电流：电流强度的大小和方向 ，这种电流叫交变电流。 2.交变电电流的产生和变化规律 （1）产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈产生的是 交变电流. （2）规律（瞬时值表达式）： ①中性面的特点： ②变化规律：（交变电流瞬时值的表达式） 电动势： 电压： 电流： ③正弦（余弦）交变电流的图象 二、描述交变电流的物理量 1. 交变电流的最大值： （1）交变电流的最大值（m m I E 、）与 无关，但是转动轴应与磁感线 . （2）某些电学元件（电容器、晶体管等）的击穿电压指的是交变电压的最大值. 2.交变电流的有效值： （1）有效值是利用 定义的.（即 ，则直流电的数值就是该交流电的有效值.） （2）正弦交变电流的有效值： （3）通常说的交变电流的电压、电流强度以及交流电表的读数、保险丝的熔断电流的值，都是指交变电流的 值.此外求解交变电流的电热问题时，必须用 值来进行计算. 3.交变电流的周期、频率、角速度： （1）周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间. （2）频率f：1s内完成周期性变化的次数. （3）角速度ω：1s内转过的角度. （4）三者关系： 我国民用交变电流的周期T= s、频率f= Hz、角速度ω= rad/s. 4.交变电流平均值： （1）交变电流图象中图象与t轴所围成的面积与时间的比值叫做交变电流的平均值. （2）平均值是利用来进行计算的，计算时只能用平均值. 三、电感和电容对交流的作用 电感是“通流、阻流、通频、阻频”. 电容是“通流、隔流、通频、阻频”. 四、变压器 1.变压器的构造图： 2.变压器的工作原理： 3. 理想变压器 （1）电压跟匝数的关系： （2）功率关系： （3）电流关系： （4）决定关系： 2020高考物理恒定电流（通用）练习及答案 **恒定电流** 一、选择题 1、扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为酷斯520扫地机器人，已知其工作额定电压15 V，额定功率30 W，充电额定电压24 V，额定电流0.5 A，充电时间约240分钟，电池容量2000 mA·h，则下列说法正确的是( ) A.电池容量是指电池储存电能的大小 B.机器人正常工作的电压为24 V C.机器人正常工作时的电流为0.5 A D.机器人充满电后一次工作时间最多约为1小时 2、某一导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是() A．B点的电阻为12 Ω B．B点的电阻为40 Ω C．导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D．导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 3、如图为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V。机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人() A．额定工作电流为20 A B．充满电后最长工作时间为2 h C．电池充满电后总电量为7.2×104 C D．以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J 4、电源、开关S、定值电阻R1、R2、光敏电阻R3和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R3时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，则() A．液滴向下运动B．液滴向上运动 C．电容器所带电荷量减少D．电容器两极板间电压变大 5、(2019·德州期末) 图甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法中正确的是() 甲乙 A．电源的内阻为0.5 Ω B．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小 C．当小灯泡两端的电压为0.5 V时，它的电阻约为1 6Ω D．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为3 W 6、有两个同种材料制成的导体，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体截面边长为a，小柱体截面边长为b，则() 高中物理-恒定电流单元测评卷 B卷培优优选提升卷 一.选择题：本大题共12小题,每小题4分.在每小题给出的四个选项中,第1-9题只有一项符合题目要求,第10-12题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但选不全的得2分,有选错的得0分. 1.如图,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则（） A.V的读数变大,A的读数变小 B.V的读数变大,A的读数变大 C.V的读数变小,A的读数变小 D.V的读数变小,A的读数变大 2.如图所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘细线悬挂一带电小球.开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向,偏角为θ,电源的内阻不能忽略,则下列判断正确的是（） A.小球带负电 B.当滑动头从a向b滑动时,细线的偏角θ变小 C.当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从下向上 D.当滑动头停在b处时,电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率 ，为定值电阻,电流表、电压表均可视为3.如图所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流0I R 理想电表,不考虑导线电阻对电路的影响.改变变阻器L R接入电路的阻值,记录电流表、电压表的示数并依次填写在下表中.由数据可以判定以下说法正确的是（） 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 ()V U14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0 ()A I0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 A.实验过程中L R逐渐增大 B.实验过程中恒流源输出功率逐渐减小 C.恒流源提供的电流0I大小为2.00A D.电路中定值电阻R的阻值为10? 4.在地面上插入一对电极M和N,将两个电极与直流电源相连,大地中形成恒定电流和恒定电场.恒定电场的基本性质与静电场相同,其电场线分布如图,P、Q是电场中的两点.下列说法正确的是（） A.P点场强比Q点场强大 B.P点电势比Q点电势高 C.P点电子的电势能比Q点电子的电势能大 D.电子沿直线从N到M的过程中所受电场力恒定不变 5.如图所示是电阻R的I－U图象,图中α=45°,由此得出（） 提升训练13 恒定电流 1.(2018年4月浙江选考)杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯。已知高压钠灯功率为400 W,LED灯功率为180 W,若更换4 000盏,则一个月可节约的电能约为() A.9×103kW·h B.3×105kW·h C.6×105kW·h D.1×1012kW·h 2.(2018年9月桐乡高三模拟)某扫地机器人内置锂电池容量为2 250 mAh,在一般状况下,充满一 次电可供其运行的时间为45 min。已知该扫地机器人额定功率54 W,则下列说法正确的是() A.扫地机器人正常工作时的电流是2.25 A B.扫地机器人正常工作时额定电压为18 V C.扫地机器人工作时的内阻为6 Ω D.扫地机器人电池充满电之后的电能为4.374×105 J 3.(2018年3月浙江十校联盟高三适应性考试)太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电,用代替传统公用电力照明的路灯,白天太阳能电池对蓄电池充电,晚上蓄电池的电能供给路灯照明。太阳光 垂直照射到地面上时,单位面积的辐射功率为P0=1.0×103 W/m2。某一太阳能路灯供电系统对一盏LED灯供电,太阳能电池的光电转换效率为12%左右,电池板面积1 m2,采用一组24 V的蓄电池(总 容量300 Ah),LED路灯规格为“40 W24 V”,蓄电池放电预留20%容量,下列说法正确的是() A.蓄电池的放电电流约为0.6 A B.一盏LED灯每天消耗的电能约为0.96 kW·h C.该太阳能电池板把光能转换为电能的功率约为40 W D.平时把该蓄电池充满所需要的最大能量约为5.76 kW·h 4.(2016浙江名校协作体高三,12)如图为某智能手机电池上的信息,电池支持“9 V 2 A”快充技术,电池充满仅需约1.3小时,轻度使用状态可使用一天。下列说法正确的是() A.9.88 Wh为该电池的电量 B.4.35 V为该电池的电动势 C.轻度使用时的平均功率约1 W D.根据数据可以计算得到该电池的容量约为2 600 mAh 5.如图甲所示,不计电表对电路的影响,改变滑动变阻器的滑片位置,测得电压表V1和V2随电流表A 的示数变化规律如图乙中a、b所示,下列判断正确的是() 交变电流知识点总结 一、交变电流 1定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用符号“~”表示。 2特点：电流方向随时间做周期性变化，是交流电最主要的特征，也是交流电与直流电最主要的区别。 3、正弦式交变电流 交流电产生过程中的两个特殊位置 中性面位置与中性面垂直的位置 图像 4、描述交变电流的物理量 4.1周期和频率 （1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期，用符号T 表示，其单位是秒（s ）。 （2）频率：交变电流在1s 内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率，用符号f 表示，其单位是赫兹（Hz ）。 5、解题方法及技巧 5.1正弦交变电流图像的信息获取 ?? →?? ?? →?? ?? →?? 直接读取：最大值、周期最大值有效值图像信息间接获取周期频率、角速度、转速瞬时值线圈的位置 5.2交变电流有效值的求解方法 （1）对于按正（余）弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即 E =、U =、I 。 （2）对于非正（余）弦规律变化的电流，可从有效值的定义出发，由热效应的“三同原则”（同电阻、同时间、同热量）求解，一般选一个周期的时间计算。 5.3交变电流平均值和有效值的区別 求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q It =。平均值的计算需用E t Φ ?= ?和 E I R = 。切记12 2 E E E +≠，平均值不等于有效值。 三、变压器和远距离输电 1、变压器的构造 如图甲所示为变压器的结构图，它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。跟电源相连的叫原线圈；另一^线圈跟负载连接，叫副线圈。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。图乙是电路符号。 2、工作原理 变压器的工作原理是电磁感应的互感现象。当在原线圈上加交变电流时，电流的大小和方向不断改变，它在铁芯中产生交变的磁场，穿过副线圈，变化的磁场在副线圈上产生感应电动势。这样原、副线圈在铁芯中的磁通量发生了变化，从而发生互感现象，产生了感应电动势。 3、能量转化过程 →→原线圈的电能 磁场能副线圈的电能 续表 高二物理（选修）《恒定电流》实验题专题训练 1、一学生使用J0411型多用表欧姆挡先后检测两个阻值分别为R1=15Ω和R2=0.5kΩ的电阻．下面是他的若干操作步骤：A．把选择开关扳到“×1k”欧姆挡上； B．把选择开关扳到“×100”欧姆挡；C．把选择开关扳到“×10”欧姆挡； D．把选择开关扳到“×1”欧姆挡； E．把两表笔分别接到R1的两端，读出刻度的阻值，随后断开； F．将两表笔分别接到R2的两端，读出刻度的阻值即为R2的阻值，随后断开； G．把两表笔插入测试孔中； H．两表笔短接，调节调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上，随后即断开了； I．把选择开关扳到交流电压高压挡． 试将合理步骤按正确顺序排列在下列横线上（用字母代号填写）_________ ． 2、如图所示是一种测定电阻的实验图，图中有两个滑动变阻器，R甲的最大电阻为200Ω，R乙的最大电阻为20Ω，待测电阻约1kΩ，电流表的量程0～20mA，内阻0.5Ω，电压表的量程0～15V，内阻20kΩ；电源的电动势12V，内阻1.0Ω． (1)在图中把电压表连接到正确的位置； (2)在实验合上开关时，两个变阻器的滑片应在什么位置？________ ． (3)实验时两个变阻器的作用有何不同？． 3、如图所示是一个测量电流表A x的内电阻的电路，图中电流表A x的量程为200mA，内阻大约20Ω，保护电阻R0为20Ω，实验时要求多测几组数据，电流表A x的最大读数要达到200mA，那么在下列给出的器材中选用器材，电流表A应选_____，变阻器R应选________，电源E应选________． 4、测量一个未知电阻R的实验器材如图，其中只知道变阻器的阻值可在0—10Ω范围内变化，电源输出电压为12V，电压表、电流表，被测电阻的大约阻值都不知道。一位学生为了选择正确的测量电路，减少测量误差，先把电压表、电流表和被测电阻R接成图示电路，用电压表的另一接线分别接触电流表的两个接线柱a、b，发现电压表的示数无明显变化，而电流表的示数有较显著变化。试根据这一现象，把实验器材连接成正确的测量电路。测量中要求被测电阻R的功率不超过2W，电流表和电压表的指针偏转尽可能接近所选量程的满偏值闭合电键前，变阻器的滑片处于正确位置。 5、用伏安法测一个阻值约为5Ω的电阻的阻值，所用仪器有：直流电源（4V、内阻不计）；电流表（0~0.6A，内阻约0.2Ω）；电压表(0~3V，内阻约3000Ω）；滑动变阻器（全电阻20Ω）；导线；开关等。请你先画出实验电路图，再将下列实物用导线连接起来。 6、为了用伏安法测定额定功率为0．25W，阻值在100~200Ω之间的定值电阻的阻值，提供了下列实验器材，以供选用：A．量程为50mA的电流表A1，内阻约20Ω； B．量程为0.6A的电流表A2，内阻约2Ω；C．双量程学生用电压表V，内阻约20kg； D．全电阻为20Ω，允许电流为2A的滑动变阻器；E．蓄电池组（电动势为6V，内阻不计）。 （1）在上述器材中，不适选用的器材是______。 （2）本实验中被测电阻两端电压不适大于______。 （3）图给出了四种可供选择的实验电路，应选序号为____的实验电路。 （4）根据你选择的实验电路和实验器材，将实物图连成实验电路图，并在图中恰当位置标明电压表的接线柱的量程。 7、现有一个未校准的电流表A，其量程为500mA，内阻大约20Ω． (1)要利用这个电流表测量一个未知电阻R x的阻值（大约为40Ω左右），可用的器材还有：电源E1（电动势1.5V、内电阻约0.5Ω），电源E2（电动势10V、内电阻约0.4Ω），滑动变阻器R1（10Ω、1.5A），滑动变阻器R2（200Ω、0.5A），电阻箱R（0～9999.99Ω），单刀单掷开关K1、单刀双掷开关K2及导线若干．要求画出实验电路图，在图上要标出所用器材的字母代号，并写出主要实验步骤． (2)再给一块标准电流表A0，它的量程也是500mA，内阻大约10Ω左右，要利用这块标准电流表对电流表A进行校准．除了第(1)问中给出的器材外，还必须增加什么仪器？简单说明原因，并画出校准用的实验电路图． 8、图为很多仪器中常用的一种调节电流大小的电路，其中R L为负载电阻，为了更方便和准确地调节电流，安装了两个变阻器，A为“粗调”，B为“细调”．如果已知R L约为20Ω，通过R L的电流要求在几十mA至几百mA范围内，电压U约为12V．现有三个滑动变阻器可供选用，甲的阻值为10Ω，乙的阻值为100Ω，丙的阻值为1000Ω．则A应选用________，B应选用________． 9、从下面给定的器材中选出适当的实验器材（有些器材的阻值是大约值，有些器材的阻值是准确值）．设计一个测量阻值R x约为15kΩ的电阻的电路，要求方法简捷，要尽可能提高测量的精度．电流表A1，量程1mA，内阻r A1≈50Ω；电流表A2，量程300μA，内阻r A2≈300Ω； 电流表A3，量程100μA，内阻r A3≈500Ω；电压表V1，量程10V，内阻r V1＝15kΩ； 电压表V2，量程3V，内阻r V2＝10kΩ；滑动变阻器R1，全阻值50Ω，额定电流为1A； 选择题（共20小题） 1、如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，ts内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电量为e，以下解释正确的是（） A．正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流方向从B到A B．溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 C． 溶液内电流方向从A到B，电流I= D． 溶液内电流方向从A到B，电流I= 2、某电解池，如果在1s钟内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（） A．0A B．0.8A C．1.6A D．3.2A 3、图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（） A．甲表是电流表，R增大时量程增大 B．甲表是电流表，R增大时量程减小 C．乙表是电压表，R增大时量程减小 D．上述说法都不对 4、将两个相同的灵敏电流计表头，分别改装成一只较大量程电流表和一只较大量程电压表，一个同学在做实验时误将这两个表串联起来，则（） A．两表头指针都不偏转 B．两表头指针偏角相同 C．改装成电流表的表头指针有偏转，改装成电压表的表头指针几乎不偏转 D．改装成电压表的表头指针有偏转，改装成电流表的表头指针几乎不偏转 5、如图，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200μA，已测得它的内阻为495.0Ω．图中电阻箱读数为5.0Ω．现将MN接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知（） A．M、N两端的电压为1mV B．M、N两端的电压为100mV C．流过M、N的电流为2μA D．流过M、N的电流为20mA 6、一伏特表有电流表G与电阻R串联而成，如图所示，若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进（） A．在R上串联一比R小得多的电阻 B．在R上串联一比R大得多的电阻 C．在R上并联一比R小得多的电阻 D．在R上并联一比R大得多的电阻 7、电流表的内阻是R g=200Ω，满偏电流值是I g=500μA，现在欲把这电流表改装成量程为1.0V的电压表，正确的方法是（） A．应串联一个0.1Ω的电阻B．应并联一个0.1Ω的电阻 C．应串联一个1800Ω的电阻D．应并联一个1800Ω的电阻 8、相同的电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2，A1的量程大于A2的量程，V1的量程大于V2的量程，把它们接入图所示的电路，闭合开关后（） A．A1的读数比A2的读数大 B．A1指针偏转角度比A2指针偏转角度大 C．V1的读数比V2的读数大 D．V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大 9、如图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻R g=500Ω，满刻度电流为I g=1mA的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1和R2分别为（） A．9500Ω，9.95×104ΩB．9500Ω，9×104Ω C．1.0×103Ω，9×104ΩD．1.0×103Ω，9.95×104Ω 10、用图所示的电路测量待测电阻R X的阻值时，下列关于由电表产生误差的说法中，正确的是（） A．电压表的内电阻越小，测量越精确 B．电流表的内电阻越小，测量越精确 C．电压表的读数大于R X两端真实电压，R X的测量值大于真实值 D．由于电流表的分流作用，使R X的测量值小于真实值 2009年高考物理试题分类汇编——交变电流 （09年天津卷） 9.（6分）（1）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R 。线 框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流 的有效值I= 。线框从中性面开始转过2π的过程中，通过导线横截面的电荷量q= 。 答案：（1）R BS 22ω，R BS 解析：本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。 电动势的最大值ωBS E =m ，电动势的有效值2 m E E =，电流的有效值R BS R E I 22ω==；R BS R t t R t R E t I q =====?Φ???Φ??。 （09年广东物理）9．图为远距离高压输电的 示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是 A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电 过程中的电能损失 B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路 的发热损耗 C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 答案：ABD 解析：依据输电原理，电路中的功率损耗线R I P 2=?，而S L R ρ=线,增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A 正确；由P=UI 来看在输送功率一定的情况下，输送电压U 越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B 正确；若输 电电压一定，输送功率越大，则电流I 越大，电路中损耗的电功率越大，C 错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D 正确。 （09年江苏物理）6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为2100V u t π= 氖泡在两端电压达到100V 时开始发光，下列说法中正确的有 A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz B ．开关接通后，电压表的示数为100 V C ．开关断开后，电压表的示数变大 D ．开关断开后，变压器的输出功率不变 答案：AB 解析：本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为22 201=U V=20V ，由2 121U U n n =得副线圈两端的电压为1002=U V ，电压表的示数为交流电的有效值，B 项正确；交变电压的频率为502100==π πf Hz ，一个周期内电压两次大于100V ，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz ，A 项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C 项错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D 项错误。 （09年海南物理）9．一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V ，经变压器1T 升压后向远方输电。输电线路总电阻1k ΩR =．到目的地经变压器2T 降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V 、60W ）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器1T 和2T 的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则 A ．1T 原、副线圈电流分别为3 10A 和20A B ．2T 原、副线圈电压分别为51.810V ?和220V C ．1T 和2T 的变压比分别为1：50和40：1高考物理专题恒定电流
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