恒定電流的知識(shí)在高考中多在實(shí)驗(yàn)題以及電磁感應(yīng)的綜合題中經(jīng)常出現(xiàn)。交流電的產(chǎn)生、變壓器的原理、交變電流的四值問(wèn)題以及遠(yuǎn)距離輸電等，可能會(huì)結(jié)合實(shí)際生活中的電器和元件考查，題型為選擇題，難度中等。

一、直流電路的分析與計(jì)算
1．直流電路動(dòng)態(tài)分析的3種方法
(1)程序法：R局――→增大減小I總＝ER＋r――→減小增大U內(nèi)＝I總r――→減小增大U外＝E－U內(nèi)――→增大減小確定U支、I支。
(2)結(jié)論法——“串反并同”(電源內(nèi)阻不能忽略)
“串反”：指某一電阻增大(減小)時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大)。
“并同”：指某一電阻增大(減小)時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(減小)。
(3)極限法：因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，使電阻最大或電阻為零去討論。
2．求解功率最值問(wèn)題的2點(diǎn)技巧
(1)定值電阻的功率：P定＝I2R
(2)電源的輸出功率：當(dāng)R外＝r時(shí)，P出＝E24r最大。
二、交變電流
1．兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)
(1)線圈平面與中性面重合時(shí)，S⊥B，Φ最大，ΔΦΔt＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生改變。
(2)線圈平面與中性面垂直時(shí)，S∥B，Φ＝0，ΔΦΔt最大，e最大，i最大，電流方向不改變。
2．正弦交流電“四值”的應(yīng)用
(1)最大值Em＝NBSω，電容器的擊穿電壓指最大值。
(2)瞬時(shí)值(從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))e＝NBSωsin ωt。
(3)有效值：正弦式交流電的有效值E＝Em2；非正弦式交流電的有效值必須根據(jù)電流的熱效應(yīng)，用等效的思想來(lái)求解。計(jì)算交流電路的電功、電功率和測(cè)定交流電路的電壓、電流都是指有效值。
(4)平均值：E＝nΔΦΔt，常用來(lái)計(jì)算通過(guò)電路的電荷量。
3．理想變壓器問(wèn)題分析技巧
(1)根據(jù)題意分清變量和不變量；
(2)弄清“誰(shuí)決定誰(shuí)”的制約關(guān)系。對(duì)電壓而言，輸入決定輸出；對(duì)電流、電功(率)而言，輸出決定輸入。

1．(多選)如圖所示，電路中閉合開(kāi)關(guān)S后，燈泡L1和L2均正常發(fā)光。由于某種原因L2的燈絲突然燒斷，其余用電器均未損壞。電路再次穩(wěn)定后，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．電流表示數(shù)變大
B．電容器C所帶電荷量不變
C．電源的輸出功率一定變大
D．電源的工作效率一定變大
2．(2021•浙江1月選考物理•T16)(多選)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其他電阻不計(jì)，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)一周(　　)

A．框內(nèi)電流方向不變 B．電動(dòng)勢(shì)的最大值為Um
C．流過(guò)電阻的電荷量為 D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱為

1．(多選)如圖所示，直流電路中，R1、R2是定值電阻，R3是光敏電阻，其阻值隨光照增強(qiáng)而減小。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，電容器兩板間的M點(diǎn)的帶電液滴恰好能保持靜止?，F(xiàn)用強(qiáng)光照射電阻R3，則(　　)

A．電源的總功率減小
B．A板的電勢(shì)降低
C．液滴向上運(yùn)動(dòng)
D．電容器所帶電荷量增加
2．(多選)如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，原線圈的輸入電壓u隨時(shí)間t變化圖象如圖乙所示，D為理想二極管，R為電阻箱，當(dāng)電阻箱阻值R＝11 Ω時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．原線圈的輸入電壓頻率為50 Hz
B．電阻箱R兩端電壓的有效值為11 V
C．電阻箱R消耗的功率為22 W
D．若電阻箱R阻值變小，原線圈中的電流減小

1．如圖所示的電路中，小燈泡L電阻不變，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，R1＞r，將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，則(　　)

A．電壓表的示數(shù)變小
B．燈的亮度變小
C．電源的輸出功率變大
D．電源的效率升高
2．如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝4 V，內(nèi)阻r＝2 Ω，定值電阻R0＝1 Ω。在滑動(dòng)變阻器R（最大阻值是4 Ω）的滑片由a緩慢地向b滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．電容器的帶電荷量先減小后增大
B．滑動(dòng)變阻器滑片滑至中間位置時(shí)，定值電阻R0的功率最大
C．滑動(dòng)變阻器的功率先增大后減小，最大值是5W
D．電源效率先增大后減小，最大值是50%
3．某同學(xué)為探究電表的改裝，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。A為0.6 A量程的標(biāo)準(zhǔn)電流表，G為滿偏電流Ig＝200 mA、內(nèi)阻Rg＝200 Ω的靈敏電流計(jì)，V為理想電壓表，R1、R2為滑動(dòng)變阻器，E為電源，S為開(kāi)關(guān)。電源的內(nèi)阻不計(jì)，R2的最大阻值為200 Ω。該同學(xué)要通過(guò)調(diào)節(jié)R2滑片的位置，將靈敏電流計(jì)改裝成0.6 A量程的電流表，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．開(kāi)關(guān)S閉合前，為保證靈敏電流計(jì)安全，滑動(dòng)變阻器R2的滑片應(yīng)置于最右端
B．開(kāi)關(guān)S閉合后，只將R1的滑片向下滑動(dòng)，電流表A的示數(shù)將變小
C．開(kāi)關(guān)S閉合后，只將R2的滑片向右滑動(dòng)，電壓表V的示數(shù)將變大
D．新表改裝完成后，當(dāng)電流表A的示數(shù)為0.3 A時(shí)，靈敏電流計(jì)G中的電流為100 mA
4．如圖甲所示，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流輸入理想變壓器的原線圈，發(fā)電機(jī)取兩種不同的轉(zhuǎn)速，使其電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙中a、b所示，則下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．曲線b表示的交變電流的電動(dòng)勢(shì)有效值為10 V
B．曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈角速度之比為3∶2
C．線圈轉(zhuǎn)速不變，將原線圈滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡變亮
D．P位置不變，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值變大時(shí)，變壓器的輸入功率變大
5．有一理想變壓器如圖甲所示，原副線圈匝數(shù)比為11∶4，原線圈接入如圖乙所示的交流電壓，回路中的燈泡L的額定電壓為18 V。燈泡正常工作時(shí)的電阻RL為12 Ω，定值電阻R1＝11 Ω，R2＝8 Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值50 Ω。為保證燈泡正常工作，則滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為(　　)

A．24 Ω B．28 Ω C．32 Ω D．36 Ω
6．如圖甲所示為一交變電壓隨時(shí)間變化的圖象，每個(gè)周期內(nèi)，前二分之一周期電壓恒定，后二分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化。若將此交流電連接成如圖乙所示的電路，A、V分別為理想交流電流表和理想交流電壓表，電阻R阻值為100 Ω，則(　　)

A．理想交流電壓表讀數(shù)為255V
B．理想交流電流表讀數(shù)為1 A
C．電阻R消耗的電功率為56.25 W
D．電阻R在100 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為5600 J
7．(多選)在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，R1、R2、R3均為定值電阻，在開(kāi)關(guān)S閉合的狀態(tài)下，一帶電油滴懸浮在平行板電容器兩極板a、b之間的P點(diǎn)，處于靜止?fàn)顟B(tài)。則下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．不斷開(kāi)電源，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)，油滴將向下運(yùn)動(dòng)
B．不斷開(kāi)電源，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片向下移動(dòng)，油滴將向下運(yùn)動(dòng)
C．?dāng)嚅_(kāi)電源，電阻R2上始終沒(méi)有電流通過(guò)
D．?dāng)嚅_(kāi)電源，油滴將向下運(yùn)動(dòng)
8．如圖所示的電路中，直流電源電動(dòng)勢(shì)E＝400 V，內(nèi)電阻r＝20 Ω。兩帶小孔的平行正對(duì)金屬板M、N水平放置，板間的距離d＝4.0 cm。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，M、N兩金屬板間的電壓U＝200 V，將一質(zhì)量m＝2.0×10－4kg的帶正電的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從N板上的小孔以初速度v0＝1.0 m/s豎直向上射入兩板間，小球恰好能到達(dá)M板。不考慮空氣阻力、忽略射入小球?qū)﹄娐返挠绊?，電阻R1＝1980 Ω，重力加速度大小g＝10 m/s2。求：

(1)帶電小球的帶電量；
(2)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值和滑動(dòng)變阻器消耗的電功率。

1．(多選)
【答案】AD
【解析】燈泡L2的燈絲燒斷，外電路電阻變大，電源輸出電流減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電源路端電壓U＝E－Ir，即電源路端電壓增大，由歐姆定律可知燈泡L1中電流增大，電流表示數(shù)變大，A正確；電源路端電壓增大，電容器兩端電壓增大，由C＝QU可知，電容器所帶電荷量增多，B錯(cuò)誤；由于題述沒(méi)有給出電源內(nèi)阻與燈泡電阻的關(guān)系，不能判斷出電源的輸出功率的變化趨勢(shì)，C錯(cuò)誤；根據(jù)η＝UE×100%，可知電源的工作效率η一定變大，D正確。
2．【答案】BD
【解析】當(dāng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，框內(nèi)電流方向每經(jīng)過(guò)中性面一次都要變化一次，則A錯(cuò)誤；由圖乙可知，電動(dòng)勢(shì)的最大值為Um，B正確；線圈轉(zhuǎn)過(guò)半周，則流過(guò)電阻的電荷量，則金屬框轉(zhuǎn)過(guò)一周流過(guò)電阻的電荷量，C錯(cuò)誤；因Um＝BωL2，則，金屬框轉(zhuǎn)過(guò)一周電阻產(chǎn)生的焦耳熱，D正確。

1．(多選)
【答案】CD
【解析】電路穩(wěn)定時(shí)電容器兩板間的電壓等于R1兩端的電壓，當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻R3時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電路中電流增大，電源的總功率P＝EI變大，R1兩端間的電壓增大，電容器的電壓增大，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，帶電液滴所受的電場(chǎng)力增大，液滴向上運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，C正確；電容器的電壓增大，電容不變，由Q＝CU知，電容器所帶電荷量增加，故D正確；由于電路中的電流增大，R1兩端的電勢(shì)差增大，又因?yàn)镽1下端接地，電勢(shì)為零，所以R1上端電勢(shì)升高，A板的電勢(shì)也升高，故B錯(cuò)誤。
2．(多選)
【答案】AC
【解析】由題圖可知，T＝0.02 s，f＝1T＝50 Hz，故A正確；原線圈電壓的有效值U1＝220 V，由變壓比可知，副線圈兩端的電壓U2＝22 V，由于二極管具有單向?qū)щ娦裕呻娏鞯臒嵝?yīng)可知，UR2RT＝222R•T2，得UR＝112 V，故B錯(cuò)誤；由熱功率P＝UR2R＝22 W可知，電阻箱R消耗的功率為22 W，故C正確；若電阻箱R阻值變小，由于原線圈電壓不變和變壓器匝數(shù)比不變，所以副線圈的電壓不變，所以副線圈電流變大，則原線圈電流變大，故D錯(cuò)誤。

1．【答案】C
【解析】將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，變阻器R3接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，故總電流I變大，根據(jù)U＝E－Ir可知路端電壓減?。桓鶕?jù)歐姆定律可知電阻R1兩端的電壓增加，即電壓表的示數(shù)變大，故并聯(lián)部分的電壓U＝U－IR1減小，根據(jù)歐姆定律可知通過(guò)R2的電流減小，根據(jù)并聯(lián)分流可知電流表的示數(shù)變大，即燈的電流變大，根據(jù)P＝I2R可知燈的功率變大，所以燈的亮度變亮，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)外電路電阻接近電源內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率增加，當(dāng)內(nèi)阻等于外阻時(shí)，電源的輸出功率最大，由于R1＞r，所以外電路的總電阻總大于電源的內(nèi)阻，在外電路的總電阻減小的過(guò)程中電源的輸出功率在變大，故C正確；電源的效率，變阻器R3接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，路端電壓減小，所以電源的效率減小，故D錯(cuò)誤。
2．【答案】D
【解析】滑動(dòng)變阻器左右兩部分并聯(lián)，在滑片由a向b移動(dòng)的過(guò)程中，并聯(lián)總電阻先增大后減小，滑片滑至中間位置時(shí)，并聯(lián)電阻最大，為1 Ω，因此路端電壓先增大后減小，電容器兩端電壓等于路端電壓，由Q＝CU可知其帶電荷量先增大后減小，A錯(cuò)誤；定值電阻R0消耗的功率P＝I2R0，滑動(dòng)變阻器滑片滑至兩端時(shí)，外電阻最小時(shí)，電流最大，定值電阻R0的功率最大，B錯(cuò)誤；將定值電阻等效成電源內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器消耗功率即可等效為電源輸出功率，理論上滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值等于R0+r＝3 Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗功率最大，但滑動(dòng)變阻器在該電路中的最大阻值是1 Ω，因此在滑動(dòng)變阻器滑片由a端滑向中間位置的過(guò)程中，其消耗的功率逐漸增大，之后由中間位置滑向b端過(guò)程中，消耗的功率逐漸減小，滑片在中間位置時(shí)滑動(dòng)變阻器的功率最大，其最大值，C錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器滑片在中間位置時(shí)R外＝R0+R＝2 Ω，此時(shí)外電路電阻最大，電源效率最大，最大值為，在滑動(dòng)變阻器R的滑片由a緩慢地向b滑動(dòng)的過(guò)程中，電源效率先增大后減小，D正確。
3．【答案】D
【解析】為保證靈敏電流計(jì)安全，應(yīng)使G中電流最小，故開(kāi)關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器R2的滑片應(yīng)置于最左端，故A錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)S閉合后，只將R1的滑片向下滑動(dòng)，電路中總電阻減小，干路電流增大，所以測(cè)量干路電流的電流表A的示數(shù)將變大，故B錯(cuò)誤；因電源內(nèi)阻不計(jì)，故無(wú)論R1、R2如何調(diào)整，電壓表V的示數(shù)均不會(huì)變化，故C錯(cuò)誤；當(dāng)R2連入電路的阻值為，改裝后新表的量程為0.6 A，當(dāng)電流表A的示數(shù)為0.3 A時(shí)，靈敏電流計(jì)G中的電流IG＝13IA＝100mA，故D正確。
4．【答案】B
【解析】由圖乙可知a的周期Ta＝4×10－2 s，b的周期Tb＝6×10－2 s，根據(jù)ω＝2πT，角速度比ωa∶ωb＝3∶2，B正確；由圖乙可知曲線a表示的交變電流的電動(dòng)勢(shì)最大值為15 V，根據(jù)Em＝NBSω，可得Ema∶Emb＝3∶2，則曲線b表示的交變電流的電動(dòng)勢(shì)的最大值為10 V，有效值為52V，A錯(cuò)誤；僅將原線圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí)，原線圈的匝數(shù)變大，根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系U1U2＝n1n2，輸出電壓減小，故燈泡會(huì)變暗，C錯(cuò)誤；P位置不變，副線圈電壓不變，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值變大時(shí)，輸出功率P＝U2R，變小，輸入功率也變小，D錯(cuò)誤。
5．【答案】B
【解析】根據(jù)題意可知，正弦式交流電的有效值U1＝110 V，根據(jù)變壓器原理可知，副線圈兩端電壓為U2＝40 V，燈泡正常工作，則燈泡兩端電壓為18 V，根據(jù)串聯(lián)電壓特點(diǎn)可知，電阻R1兩端電壓UR1＝U2－UL＝22 V，根據(jù)歐姆定律可得流經(jīng)副線圈電流I2＝2 A，燈泡的電流IL＝1.5 A，故流經(jīng)R2的電流IR1＝I2－IL＝0.5 A，故滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為，故選B。
6．【答案】C
【解析】根據(jù)電流的熱效應(yīng)，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量，解得U＝75 V，A錯(cuò)誤；電流表讀數(shù)I＝UR＝0.75 A，B錯(cuò)誤；電阻R消耗的電功率P＝I2R＝56.25 W，C正確；電阻R在100 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝Pt＝5625 J，D錯(cuò)誤。
7．(多選)
【答案】BD
【解析】不斷開(kāi)電源，板間電壓不變，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)，由E＝Ud可知場(chǎng)強(qiáng)增大，油滴受到電場(chǎng)力增大，油滴將向上運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；不斷開(kāi)電源，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片向下移動(dòng)，并聯(lián)部分電阻變大，分壓變大，但總電流變小，R2電壓變大，電流變大，則R3電流變小，分壓變小，場(chǎng)強(qiáng)變小，油滴將向下運(yùn)動(dòng)，故B正確；斷開(kāi)電源，電容器經(jīng)過(guò)R3與R2和R4放電，電阻R2上有電流通過(guò)，故C錯(cuò)誤；斷開(kāi)電源，電容器放電，油滴將向下運(yùn)動(dòng)，故D正確。
8．【解析】(1)小球從N板上的小孔射入恰好到達(dá)M板的過(guò)程中，在電場(chǎng)力和重力的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)帶電量為q，根據(jù)動(dòng)能定理有：

解得帶電量q＝1.0×10－7C。
(2)設(shè)此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值為RP，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流

根據(jù)部分電路歐姆定律可知U＝IRP
解得RP＝2.0×103Ω
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率。

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直流電路與交流電路

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