物理一轮教师备用题库：第23讲 交变电流+Word版含解析

课练23 电路的基本规律和应用1.(多选)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为抱负电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是( )A．电压表示数变大B．电流表示数变大C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低2．(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r＝1 Ω，定值电阻R3＝5 Ω，电表均为抱负电表，当开关S断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相同，则下列说法正确的是( )A．电阻R1、R2可能分别为3 Ω、6 ΩB．电阻R1、R2可能分别为4 Ω、5 ΩC．开关S断开时电压表的示数可能小于S闭合时的示数D．开关S从断开到闭合，电压表的示数变化量与电流表的示数变化量之比肯定等于6 Ω3．如图所示，电源电动势E＝8 V，内阻r＝4 Ω，电灯A的电阻为10 Ω，电灯B的电阻为8 Ω，滑动变阻器的总电阻为6 Ω.闭合开关S，当滑片P由a端向b端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化)，下列说法正确的是( )A．电流表的示数先减小后增大B．电压表的示数先增大后减小C．电灯A的亮度不断增大D．电源的最大输出功率为4 W4．如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 Ω，电流表和电压表均为抱负电表．只闭合S1时，电流表示数为10 A，电压表示数为12 V，再闭合S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8 A，则此时通过启动电动机的电流是( )A．2 A B．8 AC．50 A D．58 A5.(多选)某同学将始终流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r随电流I变化的图线画在了同一坐标图上，如图中的a、b、c所示，以下推断正确的是( )A．直线a表示电源的总功率P E－I图线B．曲线c表示电源的输出功率P R－I图线C．电源的电动势E＝3 V，内阻r＝1 ΩD．电源的最大输出功率P m＝2 W6.如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，各电阻阻值如图所示，当滑动变阻器的滑动触头P从a 端滑到b端的过程中，下列说法正确的是( )A．电流表的读数I先增大后减小B．电压表的读数U先减小后增大C．电压表读数U与电流表读数I的比值UI不变D．电压表读数的变化量ΔU与电流表读数的变化量ΔI的比值ΔUΔI不变7．如图所示，R0为热敏电阻(温度降低，其电阻增大)，D为抱负二极管(正向电阻为零，反向电阻无穷大)，平行板电容器中心有一带电液滴刚好静止，M点接地，开关K闭合．下列各项单独操作时可使带电液滴向上运动的是( )A．滑动变阻器R的滑动触头P向上移动B．将热敏电阻R0的温度降低C．开关K断开D．电容器的上极板向上移动8．某种角速度测量计结构如图所示，当整体系统绕轴OO′转动时，元件A发生位移并通过滑动变阻器输出电压U，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号．已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为L，电源的电动势为E、内阻不计．滑动变阻器总长也为L，电阻分布均匀，系统静止时，滑片P 在滑动变阻器的最左端B点，当系统以角速度ω转动时，不计一切摩擦，则 ( )A．电路中电流随角速度的增大而增大B．电路中电流随角速度的减小而减小C．弹簧的伸长量x＝mωLk－mω2D．输出电压U与ω的函数式U＝Emω2k－mω29．(多选)将阻值为非线性变化的滑动变阻器R2接入图1的电路中，移动滑动变阻器滑动触头转变接入电路中的电阻丝长度x(x为图中a点与滑动触头之间的距离)，定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图2，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，电路中的电流表和电压表均为抱负电表，当滑动触头从a点移动到b 点和从b点移动到c点的这两个过程中，下列说法不正确的是( )A．电流表A的示数变化量相等 B．电压表V2的示数变化量不相等C．电阻R1的功率变化量相等 D．电源的输出功率都不断增大10.(多选)在如图所示的电路中，电流表和电压表均为抱负电表，电源的内阻不行忽视．将开关S闭合，滑动变阻器的滑片向右缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是( )A．电压表V1读数变化量的确定值比电压表V2读数变化量的确定值大B．电压表V1读数变化量的确定值与电流表读数变化量的确定值的比值减小C．电压表V2读数变化量的确定值与电流表读数变化量的确定值的比值不变D．电压表V读数变化量的确定值与电流表读数变化量的确定值的比值不变11.如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5 V,2.5 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为4 V．求：(1)电阻R的值．(2)电源的电动势和内阻．12．三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和2.5 V，它们的额定电流都为0.3 A．若将它们连接成图甲、图乙所示电路，且灯泡都正常发光．(1)试求图甲电路的总电流和电阻R2消耗的电功率；(2)分别计算两电路电源供应的电功率，并说明哪个电路更节能．练高考——找规律1．(多选)(2022·江苏卷)如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S，下列说法正确的有( )A．路端电压为10 VB．电源的总功率为10 WC．a、b间电压的大小为5 VD．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A练模拟——明趋势2．(2021·北京朝阳区统考)如图所示的电路中，当滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时( ) A．电压表的读数减小B．R1消耗的功率增大C．电源的输出功率增大D．电容器C所带电荷量增多3.(多选)(2022·黑龙江哈尔滨一模)在如图所示电路中，闭合开关S，抱负电流表和抱负电压表的示数分别用I和U表示，当滑动变阻器的滑动触头P向左滑动时，两表的示数都发生变化．电源的电动势和内电阻始终不变，则下列说法正确的是( )A．I变大，U变小 B.UI变大C．R1的功率肯定变大 D．电源的总功率肯定减小4.(2021·重庆二中模拟)如图所示电路中，电源内阻不能忽视．闭合开关S后，调整R的阻值，使电压表示数增大ΔU，在此过程中有( )A．R2两端电压减小ΔUB．通过R1的电流增大ΔUR1C．通过R2的电流减小量大于ΔUR2D．路端电压增大量为ΔU5．(2022·辽宁本溪一模)如图所示，灯泡A、B与电阻R的阻值均为R，L是带铁芯的抱负线圈，电源的内阻不计．开关S1、S2均闭合且电路达到稳定．已知电路中的各种元件均在平安范围之内．下列推断中正确的是( )A．灯泡A中有电流通过，方向为a→bB．将S1断开的瞬间，灯泡A、B同时熄灭C．将S1断开的瞬间，通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大D．将S2断开，电路达到稳定，灯泡A、B的亮度相同6.(多选)(2021·西安市一模)在如图所示的电路中，电源的电动势E 和内阻r 恒定，闭合开关S 后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，若电路中仅有一处故障，则消灭这种现象的缘由可能是( )A ．电阻R 1短路B ．电阻R 2断路C ．电阻R 2短路D ．电容器C 损坏 7.(多选)(2021·辽宁抚顺一模)如图所示电路中，电源内阻不计，三个小灯泡完全相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压，开头时只有S 1闭合，当S 2也闭合后，下列说法中正确的是( )A ．灯泡L 1变亮B ．灯泡L 2变亮C ．电容器C 的带电荷量增加D ．闭合S 2瞬间流过电流表的电流方向自右向左 8．(2021·洛阳市质检)如图所示，直线A 为某电源的U －I 图线，曲线B 为标识不清的小灯泡L 1的U －I 图线，将L 1与该电源组成闭合电路时，L 1恰好能正常发光，若将相同材料制成的标有“3 V 20 W”的小灯泡L 2与该电源组成闭合电路，下列说法中正确的是( )A ．电源的内阻为23ΩB ．把L 1换成L 2，L 2可能正常发光C ．把L 1换成L 2，电源的输出功率可能不变D ．把L 1换成L 2，电源的输出功率肯定变小9．(2021·河北衡水中学模拟)在如图a 所示的电路中，电源内阻和电流表内阻不计，R 0、R 1为定值电阻，R 2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(内阻很大)的示数随电路中电流变化的关系如图b 所示，则下列说法中错误的是( )A ．图线甲是电压表V 2示数随电流变化的图线B ．R 0＝10 ΩC ．电路中消耗最大功率为3.6 WD ．滑动变阻器R 2消耗的最大功率为0.9 W 10．(2021·河南许昌模拟)在如图所示的电路中，当电键S 闭合后，电压表有示数，调整可变电阻R 的阻值，使电压表的示数增大ΔU ，则( )A ．可变电阻R 被调到较小的阻值B ．电阻R 2两端的电压减小，减小量等于ΔUC ．通过电阻R 2的电流减小，减小量小于ΔUR 2D ．通过电阻R 2的电流减小，减小量等于ΔUR 211．(2021·河南浦阳统考)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，电路中的R 2、R 3分别为总阻值肯定的滑动变阻器，R 0为定值电阻，R 1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)，电压表为抱负电表，当电键S 闭合时，电容器C 中一带电微粒恰好处于静止状态，下列有关说法中正确的是( )A ．在只渐渐增大光敏电阻R 1的光照强度的过程中，电阻R 0消耗的电功率变大，电阻R 3中有向上的电流B ．在只调整电阻R 3的滑片P 2向上移动的过程中，电源消耗的功率变大，R 3中有向上的电流C ．若断开电键S ，电容器C 所带电荷量不变，带电微粒仍旧处于静止状态D ．在只调整电阻R 2的滑片P 1向下移动的过程中，带电微粒将向下运动12．(多选)(2021·江西赣州期末)如图所示，电源电动势E＝9 V，内阻r＝4.5 Ω，变阻器R1的最大电阻R m＝5.0 Ω，R2＝1.5 Ω，R3＝R4＝1 000 Ω，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，电源恰好有最大的输出功率，在平行板电容器中间的一带电微粒恰能静止．那么( )A．在题设条件下，R1接入电路的阻值应为3 Ω，电源的输出功率应为4.5 WB板间的微粒带负电，当开关接向b(未接触b)的过程中，微粒将向下运动C．在题设条件下，当R1的阻值增大时，R2两端的电压增大D．在题设条件下，当开关接向b后，流过R3的电流方向为d→c课练23 电路的基本规律和应用1．ABD 在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，并联电阻减小，总电阻减小，干路电流I增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大，故A正确．依据外电路中顺着电流方向电势降低，可知a的电势大于零，a点的电势等于R2两端的电压U2＝E－I(R1＋r)，I增大，U2变小，则a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流I A＝I－I2，I增大，I2减小，则I A增大，即电流表示数变大，故B、D正确．电阻R2两端的电压U2变小，电容器极板间电压变小，所带电荷量减小，故C错误．2．BD 当开关S断开时，ab段电路消耗的电功率为P＝E2R1＋R2＋R3＋r2(R1＋R2)；当S闭合时，ab段电路消耗的电功率为P′＝E2R1＋R3＋r2R1；由于S断开与闭合时ab段电路消耗的电功率相同，代入数据可知，选项A错误、B正确．当开关S断开时电压表的示数为U，当S闭合时电压表的示数为U′，由电路图分析可得U>U′，选项C错误；由于电压表示数U＝E－I(R3＋r)，所以ΔUΔI＝R3＋r＝6 Ω，选项D正确．3．A 当滑片P由a端向b端滑动的过程中，该电路外电路总电阻满足1R总＝110＋R＋18＋6－R(R是和灯A 串联部分滑动变阻器的阻值)，所以R总＝10＋R14－R24，由数学学问分析知，当R＝2 Ω时，该电路的外电路总电阻最大为6 Ω，所以滑片P由a端向b端滑动的过程中总电阻由5.8 Ω渐渐增大到6 Ω，再由6 Ω渐渐减小到5.3 Ω，依据闭合电路欧姆定律可知电流表示数先减小后增大，路端电压先增大后减小；由于路端电压先增大后减小，滑片由a到b总电流先减小后增大，所以灯B两端的电压增大，即电压表的示数增大，灯A的电流减小，即灯A亮度变暗，即A正确，B、C错误．P＝I2R总＝⎝⎛⎭⎪⎫ER总＋r2R总＝E2R总－r2R总＋4r，由数学学问分析知，外电路电阻越接近4 Ω，电源的输出功率越大，当R总＝5.3 Ω时，P＝3.92 W最大，D错误．4．C 只闭合S1时，由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir＝12 V＋10×0.05 V＝12.5 V，R灯＝UI＝1210Ω＝1.2 Ω，再闭合S2后，流过启动电动机的电流为I电动机＝E－I′R灯r－I′＝12.5－8×1.20.05A－8 A＝50 A，故C正确．5．AD 直流电源的总功率P E＝EI，故直线a表示电源的总功率P E－I图线，P E－I图线的斜率等于电动势，由图知E＝4 V，A正确；电源内部的发热功率为P r＝I2r，故曲线c表示电源内部的发热功率P r－I图线，当I ＝2 A时，电源内部的发热功率P r与电源的总功率相等，求出电源的内阻r＝2 Ω，B、C错误；当外电阻等于电源内阻时电源有最大输出功率，此时电流I＝1 A，P m＝2 W，D正确．6．D 由数学学问可知，当P在中点时外电阻最大，故当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，总电阻先增大后减小，电源的电动势和内阻不变，依据闭合电路欧姆定律，总电流先减小后增大，则内电压先减小后增大，外电压先增大后减小，故A、B错误．电压表读数U与电流表读数I的比值表示外电阻，外电阻先增大后减小，故C错误．由于内、外电压之和不变，所以外电压变化量的确定值和内电压变化量的确定值相等，则ΔUΔI＝r，故D正确．7．C 当滑动变阻器的滑动触头P向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电流增大，内电压及R0两端的电压增大，则路端电压和滑动变阻器两端的电压都减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差不变，故A错误；当热敏电阻温度降低时，其阻值增大，则由闭合电路欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压减小，液滴仍旧静止，故B错误；开关K断开时，电容器直接接在电源两端，电容器两端电压增大，则液滴向上运动，故C正确；若使电容器的上极板向上移动，即d增大，则电容器电容C减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差增大，由于U＝QC，C ＝εS4πkd，E＝Ud，所以E＝4πkQεS，由于极板上的电荷量不变，而场强E与极板之间的距离无关，所以场强E不变，液滴仍旧静止，故D错误．8． D 系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC 的电阻不变，依据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关，故A 、B 错误；设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x ，则对元件A ，依据牛顿其次定律得，kx ＝mω2(L ＋x )，即x ＝mω2L k －mω2，又因输出电压U ＝R BPR BCE ＝x L E ，联立两式得U ＝Emω2k －mω2，故C 错误、D 正确． 9．BCD 依据欧姆定律得，电阻R 1两端的电压U 1＝IR 1，由题图2知，滑动触头从a 点移动到b 点和从b 点移动到c 点的两个过程中，电压U 1变化量相等，且R 1肯定，则知电流的变化量相等，即电流表A 示数变化量相等，故A 正确；电压表V 2的示数U 2＝E －Ir ，由于电流I 的变化量相等，且E 、r 肯定，则ΔU 2相等，故B 错误；电阻R 1的功率P 1＝I 2R 1，ΔI 相等，而I 减小，则知从a 点移到b 点功率变化量较大，故C 错误；由题图2知，U 1渐渐减小，则电路中电流减小，总电阻增大，但由于外电路总电阻与电源内阻的关系未知，无法确定电源的输出功率如何变化，故D 错误．10．ACD 设电流表以及电压表V 、V 1、V 2的读数变化量的确定值分别为|ΔI |、|ΔU |、|ΔU 1|、|ΔU 2|，当滑动变阻器R 1的滑片P 向右滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值减小，电路中电流增大，U 2增大，路端电压U 减小，则U 1减小，由于U ＝U 1＋U 2，则|ΔU 1|>|ΔU 2|，A 正确；依据闭合电路欧姆定律得，U 1＝E －I (R 2＋r )，则|ΔU 1||ΔI |＝R 2＋r 不变，B 错误；|ΔU 2||ΔI |＝R 2不变，C 正确；由U ＝E －Ir ，得|ΔU ||ΔI |＝r 不变，D 正确． 11．解题思路：(1)电阻R 的值为R ＝U 2I 2＝41Ω＝4 Ω (2)当开关接a 时，有E ＝U 1＋I 1r ，又U 1＝5 V ，I 1＝P 1U 1＝2.55A ＝0.5 A当开关接b 时，有E ＝U 2＋I 2r ，又U 2＝4 V ，I 2＝1 A ， 联立解得E ＝6 V ，r ＝2 Ω. 答案：(1)4 Ω (2)6 V 2 Ω12．解题思路：(1)由题意，在图甲电路中： 电路的总电流I 总＝I L 1＋I L 2＋I L 3＝0.9 AU 路端＝E －I 总r ＝2.55 V UR 2＝U 路端－U L 3＝0.05 V IR 2＝I 总＝0.9 A电阻R 2的消耗功率PR 2＝IR 2UR 2＝0.045 W (2)图甲电源供应的电功率P 总＝I 总E ＝0.9×3 W＝2.7 W图乙电源供应的电功率P ′总＝I ′总E ′＝0.3×6 W＝1.8 W由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而P ′总<P 总 所以，图乙电路比图甲电路节能．答案：(1)0.9 A,0.045 W (2)2.7 W,1.8 W ，乙电路更节能 加餐练1．AC 外电路的总电阻R ＝10 Ω，由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流I ＝ER ＋r＝1 A ，因此路端电压U ＝E －Ir ＝12 V －1×2 V＝10 V ，A 选项正确；电源的总功率P ＝EI ＝12 W ，B 选项错误；由图(a)可知U ab ＝U aO －U bO ＝－15×0.5 V＋5×0.5 V＝－5 V ，故选项C 正确；当a 、b 间用导线连接后，其等效电路如图(b)所示，电路中的外电阻R ′＝7.5 Ω，电路中总电流I ′＝ER ′＋r ＝129.5A ≠1 A，D 选项错误．2．D 依据电路图可知，R 1、R 2串联后接在电源两端，电容器C 并联在R 2两端，电压表V 测路端电压．当滑动触头P 向下滑动时，R 2连入电路的电阻变大，则总电阻变大，由I ＝U R知电流I 减小，由U ＝E －Ir 知路端电压增大，则电压表示数变大，电源的输出功率P 出＝UI 无法推断．由PR 1＝I 2R 1知，R 1消耗的功率变小．由UR 2＝E －(R 1＋r )I 知电容器两端电压变大，则电容器所带电荷量增多；综上所述，A 、B 、C 错误，D 正确．3．BD 依据电路图可知，R 1、R 2、电流表串联后接在电源两端，电压表并联在R 2两端．当滑动触头P 向左滑动时，R 2连入电路的阻值变大，由闭合电路欧姆定律可推断，I 变小，U 变大，则U I变大，A 错误、B 正确；由PR 1＝I 2R 1，知R 1的功率PR 1变小，C 错误；电源的总功率P 总＝E 2R 总，因R 总变大，则P 总是变小的，D 正确．4．B 因电压表示数增大，可知并联部分的总电阻增大，则整个电路总电阻增大，总电流减小，R 2两端电压减小，电源内阻分担电压减小，路端电压增大，所以R 2两端电压减小量小于ΔU ，通过R 2的电流减小量小于ΔUR 2；由于R 2两端电压减小，则知路端电压增大量小于ΔU ，故A 、C 、D 错误．电压表示数增大ΔU ，R 1是定值电阻，依据欧姆定律可知通过R 1的电流增大量等于ΔUR 1，故B 正确．5．C 依据电路图可知，S 1、S 2接通稳定后，灯泡A 被线圈短路，A 灯不亮，无电流通过，则A 错误；S 1断开瞬间，线圈产生自感电动势，且线圈与A 灯构成回路，则A 灯会闪亮一下再熄灭，而B 灯马上熄灭，B 错误；S 1断开瞬间，线圈中的电流完全通过A 灯，而断开S 1前，线圈中的电流一部分通过B 灯，一部分通过电阻R ，所以将S 1断开的瞬间，通过A 灯的电流最大值要比原来通过B 灯的电流大，C 正确；将S 2断开，电路达到稳定，电路中B 灯与线圈L 串联，线圈L 电阻可忽视，而A 灯与R 串联，两支路两端电压相同，但电阻不同，则电流不相等，A 、B 灯亮度不同，D 错误．6．AB 若电阻R 1短路，电路中总电阻减小，总电流增大，灯泡与R 2并联部分两端电压增大，则灯泡变亮，故A 符合题意．若电阻R 2断路，则总电阻增大，总电流减小，R 1及内阻r 分担的电压减小，则灯泡两端的电压增大，灯泡变亮，故B 符合题意；若电阻R 2短路，则灯泡也被短路，不亮，故C 不符合题意；若电容器C 损坏，对灯泡亮度没有影响，故D 不符合题意．7．AD 依据电路可知，S 1闭合、S 2断开时，L 1、L 2串联，则两灯一样亮，因L 3与电容器串联后接到电源两端，则L 3不亮，电容器两端电压等于电源电动势E ；当S 2也闭合后，电路总阻值变小，流过L 1的电流变大，L 1两端电压变大，L 2两端电压变小，则灯L 1变亮，L 2变暗；因电容器此时与灯L 1并联，则两端电压变小，则灯L 1变亮，L 2变暗；因电容器此时与灯L 1并联，则电容器两端电压变小，电容器上的电荷量变少，电容器对外放电，又知电容器左极板与电源正极相连，带正电，则闭合S 2瞬间流过电流表的电流方向自右向左，综上所述，B 、C 错误，A 、D 正确．8．C 由题图可知电源的电动势E ＝4 V ，图线A 斜率的确定值表示电源的内阻，则r ＝0.5 Ω，故A 错误；L 1与电源组成闭合电路时，A 、B 两图线的交点表示L 1的工作状态，则知其电压U ＝3 V ，I ＝2 A ，则L 1的额定电压为3 V ，电阻R 1＝U I ＝1.5 Ω，功率P ＝UI ＝6 W ，而L 2正常工作时的电阻R 2＝U ′2P ′＝0.45 Ω，则知正常发光时L 2的电阻更接近电源的内阻，但把L 1换成L 2时，L 2并不能正常发光，此时L 2的电阻是不确定的，电源的输出功率可能变大，可能不变，也有可能变小，故B 、D 错误，C 正确．9．B 由题图a 可知，当滑动触头向左端滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，由I ＝UR可知，电路中的电流增大，路端电压减小，R 0、R 1两端的电压增大，则R 2两端的电压减小，即电压表V 2示数减小，A 正确；当滑动触头滑到最左端时，R 1两端的电压U 1＝3 V ，电路中的电流I 1＝0.6 A ，则R 1＝U 1I 1＝3 V 0.6 A＝5 Ω，电源两端的电压U ＝U 1＋I 1R 0＝3 V ＋0.6 A×R 0①，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，三个电阻串联，由图象可知，R 1两端的电压U ′1＝1 V ，R 2两端的电压U 2＝4 V ，电路中的电流I 2＝0.2 A ，滑动变阻器的最大阻值R 2m ＝U 2I 2＝4 V0.2 A＝20 Ω，则电源两端的电压U ＝U ′1＋U 2＋I 2R 0＝1 V ＋4 V ＋0.2 A×R 0②，由①②联立可得，R 0＝5 Ω，U ＝6 V ，B 错误；电路中消耗的最大功率P m ＝UI 1＝6 V×0.6 A＝3.6 W ，C 正确；电路中的电流I ＝U R 0＋R 1＋R 2＝ 6 V 10 Ω＋R 2，滑动变阻器消耗的电功率P 2＝I 2R 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫6 V 10 Ω＋R 22R 2＝6 V210 Ω－R 22R 2＋40 Ω，当R 2＝10 Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则P 2m ＝0.9 W ，D 正确． 10．C 由题意知，要使电压表的示数增大，则需电阻R 和R 1并联后的总电阻阻值增大，则需将可变电阻R 增大，即可变电阻R 被调到较大的阻值，故A 错误；当R 增大时，外电阻增大，干路电流减小，电阻R 2两端的电压减小，且路端电压增大，所以电阻R 2两端的电压减小量小于ΔU ，由欧姆定律知，通过电阻R 2的电流也减小，减小量小于ΔUR 2，故B 、D 错误，C 正确．11．A 只渐渐增大光敏电阻R 1的光照强度，则R 1的阻值减小，电路总电阻减小，总电流增大，电阻R 0消耗的电功率变大，滑动变阻器R 2两端的电压变大，电容器两端的电压变大，电容下极板带的电荷量变大，所以电阻R 3中有向上的电流，A 正确；当电路稳定时，电容器相当于断路，在只调整电阻R 3的滑片P 2向上端移动时，对电路没有影响，B 错误；若断开电键S ，电容器C 处于放电状态，电荷量变小，C 错误；在只调整电阻R 2的滑片P 1向下移动时，与电容器并联部分的电阻变大，并联部分的电压变大，电容器两端的电压变大，由E ＝U d可知，电场力变大，则带电微粒向上运动，D 错误．12．AD 选项A 中，在开关S 与a 接触且电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，可知R 1＋R 2＝r ，则R 1＝3 Ω，电源的输出功率P m ＝E 24r＝4.5 W ，故选项A 正确．选项B 中，在开关S 与a 接触且电路稳定时，在平行板电容器中间的一带电微粒恰能静止，说明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未变，两板间电场强度也不变，所以微粒不动，故选项B 错误．选项C 中，电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，R 1和R 2及电源构成串联电路，R 1的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，R 2两端的电压减小，故选项C 错误．选项D 中，在题设条件下，开关接a 时，上极板带正电，当开关接向b 后，下极板带正电，流过R 3的电流方向为d →c ，故选项D 正确．。

2021届一轮高考物理：交变电流、传感器习题（含）答案*交变电流、传感器*1、(双选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻。

光强增大时，R2的阻值减小，R3为滑动变阻器，平行板电容器与定值电阻R1并联，闭合开关，下列判断正确的是( )A.仅增加光照强度时，电容器所带电荷量将减小B.仅减弱光照强度时，电源的输出功率一定减小C.仅将滑动变阻器的滑片向上移动时，电容器贮存的电场能将减小D.仅将滑动变阻器的滑片向下移动时，电源的效率将增大2、如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图，变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输电线圈，一旦线圈B中有电流，经过电流放大器后便能推动继电器切断电源，如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线(裸露部分)，甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是( )A．甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源B．乙会发生触电事故，继电器不会切断电源C．丙会发生触电事故，继电器会切断电源D．丁会发生触电事故，继电器会切断电源3、(多选)如图甲所示，标有“220 V 40 W”的电灯和标有“20 μF300V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表。

交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关S，下列判断正确的是( )甲乙A．t＝T2时刻，V的示数为零B．电灯恰正常发光C．电容器有可能被击穿D．交流电压表V的示数保持1102V不变4、有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D 之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( )A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大5、(2019·临沂市一模)(多选)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡。

物理高考大一轮复习第8章恒定电流第23讲电流电阻电功及电功率练习含解析[解密考纲]主要考查欧姆定律、电阻定律、电功、电功率、焦耳定律、伏安特性曲线等． 1．(2019·长春月考)一根均匀电阻丝的电阻为R ，在温度不变的情况下，下列情况中其电阻值为2R 的是( )A ．当长度不变，横截面积增大一倍时B ．当横截面积不变，长度增大一倍时C ．长度和横截面积都缩小一倍时D ．长度和横截面半径都增大一倍时 B 解析 由R ＝ρLS可知，长度不变，横截面积增为2倍时，电阻变为原来的一半，选项A 错误；当横截面积不变，长度增大一倍时，电阻变为原来的2倍，选项B 正确；当长度和横截面积都缩小一半时，电阻不变，选项C 错误；当长度和横截面半径都增大一倍时，电阻变为原来的12，选项D 错误．2．(2019·宁波月考)如图甲所示，两根材料相同、粗细不同的均匀导体A 、B 叠在一起串联接入电路，从上往下测得两导体沿长度方向的电势变化如图乙所示，已知导体A 的电阻为R ，则导体B 的电阻为( )A ．RB ．2RC ．3RD ．4RB 解析 由于两导线串联，电流相等，I A ＝I B ，由U ＝IR ＝IρLS 知U ­L 图象的斜率k ＝IρS，又Iρ相同，A 、B 两导体的横截面积之比S A S B ＝k 2k 1＝12，由题图知，A 、B 导体的长度之比为1∶4，根据R ＝ρL S知，导体B 的电阻为2R ，选项B 正确，A 、C 、D 错误．3．(2019·河南中原名校联考)一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U 时，通过的电流是I ，若将此导线均匀拉长到原来的4倍时，电流仍为I ，导线两端所加的电压变为( )A ．U4B ．4UC ．U16D ．16UD 解析 由题意知导线均匀拉长到原来的4倍时，电阻横截面积为原来的14，由电阻R＝ρL S得电阻变为原来的16倍．要使电流仍为I ，则电压为原来的16倍，故选项D 正确．4．(多选)如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 改装的电表，下列说法正确的是( )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 增大时量程增大D ．乙表是电压表，R 增大时量程减小BC 解析 灵敏电流表G 串联电阻分压，改装为电压表；G 并联小电阻分流，改装为电流表．电压表量程为U ＝I g (R g ＋R )，R 增大，U 增大，选项C 正确；电流表量程为I ＝I g ＋I g R gR，R 增大，I 减小，选项B 正确．5．(2019·浙江五校联考)电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3 V 电压时，通过的电流为0.3 A ，此时电动机没有转动．当加上3 V 电压时，电流为1 A ，这时电动机正常工作．则( )A ．电动机的电阻是3 ΩB ．电动机正常工作时的发热功率是3 WC ．电动机正常工作时消耗的电功率是4 WD ．电动机正常工作时机械功率是2 WD 解析 当加上0.3 V 电压时电动机不转动，电动机电路是纯电阻电路，由欧姆定律求解电动机的电阻．电动机正常工作时，由P ＝UI 求出电功率，由P 热＝I 2R 求出热功率，两者之差即为机械功率．当加上0.3 V 电压时电动机不转动，利用欧姆定律得r ＝0.30.3＝1 Ω，选项A 错误；当加上3 V 电压时，消耗的电能一部分发热，一部分转化为了机械能，消耗的电功率为P ＝IU ＝1×3 W＝3 W ，发热功率P 热＝I 2R ＝12×1 W＝1 W ，选项B 、C 错误；根据功能关系，产生的机械功率为P 机＝P －P 热＝3 W －1 W ＝2 W ，选项D 正确．6．(2019·北京平谷区高三一模)某同学学习了欧姆表原理后，想自己设计并改装一个欧姆表．他手上有如下器材：量程100 μA、内阻500 Ω的电流计；电动势1.5 V 的一节干电池；滑动变阻器、电阻箱和若干定值电阻．他设计的电路如图甲所示，实验时他将两表笔短接，电流计指针满偏时，他计算出电路中的总电阻为15 kΩ，然后他将一个10 Ω和20 Ω的电阻分别接到两表笔之间时，发现电流计指针指示的位置几乎一样，很难区分．进一步研究后他认为，只有所测电阻与欧姆表总内阻相当时，测量结果才比较准确．为此他想到了将小量程电流表改装成大量程电流表的方法，设计了如图乙所示的电路，并联电阻R 1后，可使干路电流是流经电流计电流的n 倍．若要测量阻值约20 Ω的电阻，n 的取值最合适的是( )A ．n ＝10 000B ．n ＝1 000C ．n ＝100D ．n ＝10B 解析 由于要测量阻值约20 Ω的电阻，当欧姆表总内阻均为20 Ω时测量结果才比较准确，由于R 0非常大则有R 1≈20 Ω，干路电流I ＝E R 内＋E R 1，流经电流计电流I ′＝ER 内，所以n ＝I I ′＝R 内＋R 1R 1＝15 02020＝751，故n 的取值最合适的是1 000，故选项A 、C 、D 错误，B 正确．7．(多选)如图所示的电路中，输入电压U 恒为12 V ，灯泡L 上标有“6 V 12 W”字样，电动机线圈的电阻R M ＝0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( )A ．电动机的输入功率为12 WB ．电动机的输出功率为12 WC ．电动机的热功率为2.0 WD ．整个电路消耗的电功率为22 WAC 解析 灯泡L 能正常发光，则电动机两端电压为6 V ，通过电动机的电流I M ＝I L ＝P U＝126A ＝2 A ，则电动机的输入功率P 入＝UI M ＝6×2 W＝12 W ，选项A 正确；整个电路消耗的电功率P 总＝P L ＋P M ＝24 W ，选项D 错误；电动机的热功率P 热＝I 2M R M ＝22×0.50 W＝2.0 W ，选项C 正确；电动机的输出功率P 出＝P 入－P 热＝(12－2.0) W ＝10 W ，选项B 错误．8．(2019·北京石景山区高三一模)两个电压表V 1和V 2是由完全相同的两个电流表改装而成的，V 1的量程是5 V ，V 2的量程是15 V ．现把V 1和V 2串联起来测量15 V ～20 V 电压．下列说法正确的是( )A ．V 1和V 2的示数相同B ．V 1和V 2指针偏转的角度相同C ．V 1和V 2示数不同，指针偏转的角度也不同D ．V 1和V 2的示数与V 1和V 2的内阻成反比B 解析 两伏特表串联，流过两伏特表表头的电流相等，两伏特表指针偏转角度相等，由于流过伏特表的电流相等而它们的内阻不同，则两伏特表两端电压不同，电压表读数不同，故选项B 正确，A 、C 错误；因是串联关系，电流大小一样，两表的示数与内阻成正比，即两表读数之比等于两伏特表内阻之比，故选项D 错误．9．(2019·四川仁寿一中三模)(多选)一辆以蓄电池为驱动能源的环保客车，拥有三十多个座位，其电池每次充电仅需三至五个小时，蓄电量可让客车一次性跑600 km ，客车时速最高可达180 km/h.已知某总质量为9×103kg 的环保客车，当它在某城市水平公路面上以＝72 km/h 的速度匀速行驶时，驱动电机(具有一定电阻)的输入电流为150 A ，电压为300 V ，该驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率，在此行驶状态下(取g ＝10 m/s 2)，则( )A ．驱动电机的电阻为0.4 ΩB ．驱动电机的输出功率为4.5×104W C ．客车所受阻力的大小为2 250 N D ．客车所受阻力的大小为1 800 NAD 解析 输入功率的20%转化为内能，根据焦耳定律 UI ×20%＝I 2r ，r ＝300×150×20%1502Ω＝0.4 Ω，选项A 正确；驱动电机将输入功率的80%输出用于牵引汽车前进，驱动电机的输出功率为 UI ×80%＝300×150×80% W＝3.6×104W ，选项B 错误；匀速行驶时，牵引力等于阻力，用于牵引汽车前进的机械功率P ＝F f v ，F f ＝P v ＝3.6×104723.6N ＝1 800 N ，选项C 错误，D 正确．10．(多选)某起重机的电动机输入电压为380 V ，当起重机以0.1 m/s 的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg 的货物时，测得电动机的电流为20 A ，g 取10 m/s 2.则下列说法正确的是( )A ．电动机的内阻为19 ΩB ．电动机的内阻为4.75 ΩC ．电动机的输出功率为7.6×103W D ．电动机的工作效率为75%BD 解析 由UI ＝mgv ＋I 2r ，可得电动机的内阻为r ＝4.75 Ω，选项B 正确，A 错误；电动机的输出功率为mgv ＝5.7×103 kg×10 m/s 2×0.1 m/s＝5.7×103W ，选项C 错误；电动机的工作效率为η＝mgvUI×100%＝75%，选项D 正确． 11．(2019·泸州模拟)如图所示，R 1＝R ，R 2＝2R ，R 3＝3R ，R 4＝4R ，电源负极接地，闭合开关S 稳定后，电容器带电量为Q 1；断开开关S ，将R 1和R 3的位置互换，开关重新闭合稳定后，电容器带电量为Q 2，则Q 1和Q 2的比值为( )A ．1B ．14C ．15D ．19C 解析 图示状态R 1两端的电压等于电容器上极板的电势φ1＝R 1R 1＋R 3E ＝R R ＋3R E ＝14E ；电阻R 2两端的电压等于电容器下极板的电势φ2＝R 2R 2＋R 4E ＝2R 2R ＋4R E ＝13E ；电容器两极板间的电压U 1＝13E －14E ＝112E ，电容器所带的电量Q 1＝CU 1＝C ·112E ＝112CE ；断开开关S 将R 1和R 3的位置互换，开关重新闭合稳定后，电阻R 3两端的电压等于电容器上极板的电势φ′1＝R 3R 1＋R 3E ＝3R R ＋3R E ＝34E ；电容器两端的电压 U 2＝34E －13E ＝512E ；电容器所带的电量Q 2＝CU 2＝512CE ； 电容器所带的电量Q 1Q 2＝15，故选项C 正确，A 、B 、D 错误．12．如图甲所示的电路中，电流表A 1的指针指满刻度，电流表A 2的指针指满刻度的23处，图乙中，A 2的指针指满刻度，A 1的指针指满刻度的13处，已知A 1的电阻为0.45 Ω，则A 2的电阻为( )A ．0.1 ΩB ．0.15 ΩC ．0.3 ΩD ．0.6 ΩA 解析 设电流表A 1、A 2的满偏电流分别为I 1、I 2；由题意知，当电流表串联时I 1＝23I 2；当电流表并联时I 2R 2＝13I 1R 1；由于R 1＝0.45 Ω，解得R 2＝0.1 Ω，故选项A 正确．13．如图所示，在相距40 km 的A 、B 两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A 、B 间的某处发生短路，这时接在A 处的电压表示数为10 V ，电流表的示数为40 mA ，求发生短路处距A 处有多远？解析 设发生短路处距A 处为x ，根据欧姆定律I ＝UR可得，A 端到短路处的两根输电线的总电阻R x ＝U I ＝104×10－2 Ω＝250 Ω根据电阻定律可知R x＝ρ2xS，A 、B 两地间输电线的总电阻为R 总＝ρ2l S ，由上式得R x R 总＝x l ，解得x ＝R x R 总l ＝250800×40 km＝12.5 km.答案 12.5 km14．如图所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12 V ，电解槽内阻r A ＝2 Ω，当S 1闭合，S 2、S 3断开时，电流表A 示数为 6 A ；当S 2闭合，S 1、S 3断开时，电流表A 示数为5 A ，且电动机输出功率为35 W ；当S 3闭合，S 1、S 2断开时，电流表A 示数为4 A ．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为多少．解析 (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得R ＝U I 1＝126Ω＝2 Ω，其发热功率为P ＝UI 1＝12×6 W＝72 W.(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得UI 2＝I 22r M ＋P 输出，所以r M ＝UI 2－P 输出I 22＝12×5－3552Ω＝1 Ω. (3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得P 化＝UI 3－I 23r A ，所以P 化＝(12×4－42×2) W＝16 W.答案 (1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W。

交变电流第一单元 交流电的产生及变化规律基础知识一．交流电大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。

其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。

二．正弦交流电的变化规律线框在匀强磁场中匀速转动．1．当从图12—2即中性面．．．位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：即 e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωtωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度；ωt 也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角；。

是线框面与中性面的夹角2．当从图位置开始计时：则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωtωt 是线框在时间t 转过的角度；是线框与磁感应强度B 的夹角；此时V 、B 间夹角为（π/2一ωt ）．3．对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv =BS ω； 对于n匝面积为S 的线圈来说E m =nBS ω。

对于总电阻为R的闭合电路来说I m =m E R三．几个物理量1．中性面：如图所示的位置为中性面，对它进行以下说明：（1）此位置过线框的磁通量最多．（2）此位置磁通量的变化率为零．所以 e=εm sin ωt=0， i ＝I m sin ωt=0（3）此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图中的t 2，t 4时刻，因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的方向改变两次，频率为50Hz 的交流电每秒方向改变100次．2．交流电的最大值：εm ＝B ωS 当为N 匝时εm ＝NB ωS（1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s（注意rad 是radian 的缩写，round/s 为每秒转数，单词round 是圆，回合）．（2）最大值对应的位置与中性面垂直，即线框面与磁感应强度B 在同一直线上．（3）最大值对应图中的t 1、t 2时刻，每周中出现两次．3．瞬时值e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm =2202V ，ω=100π，则e=2202sin100πtV ，不可忘记写伏，电流同样如此．4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值．（1）有效值跟最大值的关系εm =2U 有效，I m =2I 有效（2）伏特表与安培表读数为有效值．（3）用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值．5．周期与频率：交流电完成一次全变化的时间为周期；每秒钟完成全变化的次数叫交流电的频率．单位1/秒为赫兹（Hz ）．规律方法一、关于交流电的变化规律二、表征交流电的物理量【例3】. 交流发电机的转子由B ∥S 的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V ，那么当线圈转过30°时交流电压的即时值为＿＿V 。

考点12 交变电流选择题1. (2022·浙江高考)如图所示为远距离沟通输电的简化电路图。

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I 1,其末端间的电压为U 1。

在输电线与用户间连有一抱负变压器,流入用户端的电流为I 2。

则( )A.用户端的电压为211I U I B.输电线上的电压降为UC.抱负变压器的输入功率为I 12rD.输电线路上损失的电功率为I 1U【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析: (1)知道输入功率等于输出功率; (2)知道如何计算输电线上的功率损失。

【解析】选A 。

抱负变压器输入和输出功率相同,设用户端得到的电压为U 2,所以I 1U 1=U 2I 2,A 项正确;输电线上电压降为ΔU=I 1r,或者ΔU=U-U 1,B 项错误;抱负变压器输入功率为P=I 1U 1,C 项错误;损失的功率 P =I 12r ,D 项错误。

【误区警示】远距离输电问题涉及的物理量很多,有的同学由于弄不清这些物理量之间的关系而出错。

2.(2022·福建高考)如图为模拟远距离输电试验电路图,两抱负变压器的匝数n 1=n 4<n 2=n 3,四根模拟输电线的电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为R,A 1、A 2为相同的抱负沟通电流表,L 1、L 2为相同的小灯泡,灯丝电阻R L >2R,忽视灯丝电阻随温度的变化。

当A 、B 端接入低压沟通电源时( )A.A 1、A 2两表的示数相同B.L 1、L 2两灯泡的亮度相同C.R 1消耗的功率大于R 3消耗的功率D.R 2两端的电压小于R 4两端的电压【解题指南】解答本题时应明确远距离输电的原理。

【解析】选D 。

据远距离输电的原理可知,电源输送相同功率时通过A 1的电流小于通过A 2的电流,R 1、R 2损失的功率小于R 3、R 4损失的功率,灯泡L 1较亮,A 、B 、C 错误;据U=IR 可知D 正确。

专题十一交变电流考点一交变电流的产生及描述基础点知识点1交变电流、交变电流的图象1．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。

(2)常见类型如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流。

其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦交流电，如图甲所示。

2．正弦交流电的产生和图象(1)产生：如图所示，在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。

(2)中性面及其特点①定义：与磁场方向垂直的平面。

②特点：a．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零。

b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。

(3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦函数曲线，如图所示。

知识点2描述交变电流的物理量1．周期和频率(1)周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转动一周)所需的时间，单位是秒(s)。

公式：T＝2πω。

(2)频率f：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)。

(3)周期和频率的关系：T＝1f或f＝1T。

2．正弦交变电流的函数表达式(线圈从中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律：e＝E m sinωt。

(2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝U m sinωt。

(3)电流i随时间变化的规律：i＝I m sinωt。

其中ω等于线圈转动的角速度，E m＝nBSω。

3．正弦交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。

(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值。

(3)有效值①定义：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫作这一交流的有效值。

②有效值和峰值的关系：E ＝E m 2，U ＝U m 2，I ＝I m 2。

(4)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值。

第十二章 交变电流 知能图谱,cos sin 21m m m m i i I t i I t I I I I T T f f f ωω⎧⎪⎧⎪⎨⎪⎩⎪⎪⎧⎪⎪==⎪⎪⎨⎪⎧⎫⎪⎪⎪⎪=⎨⎨⎬⎪⎪⎪⎩⎭⎪⎪⎪⎪⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭⎩⎪⎩⎧⎫⎨⎬⎩⎭产生：交流发电机图像表述方式三角函数表达式瞬时值或正弦式交变电流最大值表征参量有效值周期频率观察仪器：示波器电感器：感抗交变电流对交变电流阻碍的器件与交变电流的频率有关电容器：容抗工作原理：互感理想变压器构造法拉第电遵循规律111222212U n I n U n I n P P P I R ⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎧⎫⎪⎪⎪=⎪⎪⎪⎪⎪=⎨⎨⎬⎪⎪⎪⎪⎪⎪=⎩⎭⎪⎪⎪⎪⎪=⎪⎩⎩⎩入出损线磁感应定律电压关系：电流关系：能量守恒定律:远距离输电：一、交变电流的产生及其描述学问力气解读知能解读（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，简称沟通，用符号“~”表示。

2特点：电流方向随时间做周期性变化，是沟通电最主要的特征，也是沟通电与直流电最主要的区分。

知能解读（二）正弦式交变电流1定义：随时间按正（余）弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦电流。

2产生：将闭合线圈置于匀强磁场，并绕垂直于磁场方向的轴做勻速转动，线圈中将产生按正（余）弦规律变化的交变电流。

如图是沟通发电机的结构和原理示意图。

3沟通电产生过程中的两个特殊位置图示概念中性面位置与中性面垂直的位置特 kB S ⊥BS Φ=，最大0e nt Φ∆==∆，最小感应电流为零，方向转变 B S0Φ=，最小e nnBS t Φω∆==∆，最大感应电流最大，方向不变物理量函数图像磁通量cos cos m t BS t ΦΦωω==电动势m sin sin e E t nBS t ωωω==电压m sin sin m Ru U t E t R r ωω==+电流msin sin m E i I t t R r ωω==+知能解读（三）描述交变电流的物理量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 ）。

2021届高考新课改物理一轮复习考点精炼（29）交变电流的产生和描述1.关于交变电流,下列说法中正确的是( )A.在一个周期内交变电流的方向只改变一次B.电风扇铭牌上标出的电压值和电流值都是指有效值C.某正弦式交流电压的最大值为311V,则该交流电压最小值为-311VD.用交流电流表或交流电压表测交流电流或电压时,测量的是交流电流或电压的最大值2.如图()a,水平匀强磁场中有一边长为0.5 m的正方形线框,其电阻为1 Ω。

当线框绕过其两对边中心的竖直轴'OO以某一角速度匀速旋转时,线框中产生的感应电动势ò随时间t变化的关系如图()b所示。

下列说法正确的是( )A.线框转动的角速度为0.4 rad/sB.磁感应强度的大小约为0.4 TC.线框内感应电流的有效值约为0.7 AD.0t=时,线框平面与磁感应强度方向的夹角为90°3.在如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,副线圈接有阻值为10 Ω的定值电阻R,原线圈接有如图乙所示的正弦交变电压。

下列分析正确的是( )A.B.变压器原线圈通过的电流为C.电阻R两端的电压为10 VD.电阻R消耗的功率为40 W4.如图甲,一个100匝的矩形闭合铜线框在匀强磁场中绕与磁感线方向垂直的转轴匀速转动,线框中产生的交变电流的图象如图乙所示。

已知线框的总电阻为5 Ω,则( )t=时穿过线框的磁通量为零 B.Wb/s A.0.4sC.线框的热功率为160 WD.0~0.5 s内线框克服安培力做的功为40 J5.图甲、图乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示电压按正弦规律变化,下列说法正确的是（）A.图甲表示交流电,图乙表示直流电B.两种电压的有效值都是311VC.图甲所示电压瞬时值表达式为311sin100πt(V)μ=D.图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10:1的理想变压器变压后,功率比为10﹕16.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。