2022届高考物理二轮(福建专用)教学案-专题五第2课时　直流电路和交流电路.docx

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1、第2课时直流电路和交流电路专题复习定位解决问题本专题主要复习直流电路和交流电路的相关知识和规律应用。高考重点闭合电路欧姆定律的应用；电路中的能量问题；交流电的产生和描述；变压器和远距离输电。题型难度本专题以选择题的形式命题，对直流电路的考查较少，考查重点在于交流电的性质和特点的分析，变压器的原理及规律的应用，题目考查点单一，难度较小。1.纯电阻电路和非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电功WUIt，电功率PUI，且电能全部转化为电热，有WQUIttI2Rt，PUII2R。(2)非纯电阻电路：电功WUIt，电功率PUI，电热QI2Rt，电热功率P热I2R，电功大于电热，即WQ，故求电功、电功率只能用W

2、UIt、PUI，求电热、电热功率只能用QI2Rt、P热I2R。2.电源的功率和效率(1)电源的几个功率电源的总功率：P总EI。电源内部消耗的功率：P内I2r。电源的输出功率：P出UIP总P内。(2)电源的效率100%100%。3.交流电的“四值”(1)最大值EmNBS，电容器的击穿电压指最大值。(2)瞬时值(从中性面开始计时)eNBSsin_t。(3)有效值：正弦式交流电的有效值E；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解。计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值。(4)平均值：n，常用来计算通过电路的电荷量。4.理想变压器的基本关系式(1)功率关

3、系：P入P出。(2)电压关系：。(3)电流关系：只有一个副线圈时。1.直流电路动态分析方法(1)程序法：基本思路是“部分整体部分”。即从阻值的变化入手，由串、并联规律判定R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况。(2)结论法“串反并同”“串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)。“并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)。2.变压器和远距离输电的分析技巧(1)变压器副线圈的电流和功率决定

4、原线圈的电流和功率；(2)远距离输电问题分析的关键是求中间回路电流的大小。高考题型1闭合电路欧姆定律及电路动态分析1.直流电路动态分析方法(1)程序法。(2)“串反并同”法。(3)极限法。2.电容器的特点(1)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路。(2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压。【例1】(多选)(2021辽宁省名校联盟开学考)如图1所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()图1A.电压表读

5、数减小 B.电流表读数减小C.质点P将向下运动 D.R3上消耗的功率逐渐增大答案AC解析当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，干路电流增大，路端电压减小，R1两端的电压增大，R3两端的电压减小，由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过R2的电流增大，即电流表示数增大，R2两端电压增大，R4两端电压减小，即电压表示数减小，故A正确，B错误；电容器两端电压减小，电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下运动，故C正确；R3两端的电压减小，由P可知，R3上消耗的功率减小，故D错误。【拓展训练1】(多选) (2021福建宁德市第一次质检)某汽车的电源与启动电机、车灯连

6、接的简化电路如图2所示。当汽车启动时，开关S闭合，启动电机开始工作，车灯变暗，则车灯()图2A.车灯的电流变小B.路端电压变小C.电路的总电流变小D.电源的总功率变小答案AB解析S闭合，灯与电动机并联，电路总电阻减小，干路电流I增大，电源内电压增大、则路端电压减小，车灯电流I灯减小，电源的总功率EI变大，选项A、B正确。【拓展训练2】(2021新高考八省大联考广东区模拟)催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体，当一氧化碳气体达到一定的浓度，传感器中的检测片燃烧，使检测片温度上升、检测片的电阻增加，如图3所示电路中，R为催化燃烧式气体传感器的检测片。当环境一氧化碳气体达到一定浓度，会发现()图

7、3A.电压表、电流表示数均减小B.电压表，电流表示数均增大C.电压表示数减小，电流表示数增大D.电压表示数增大，电流表示数减小答案D解析由题意知当环境一氧化碳气体达到一定浓度，R增大，总电阻增大，则总电流减小，内电压减小，根据UEU内，可知路端电压增大，因此电压表V示数增大，通过滑动变阻器的电流增大，则电流表A示数减小。故选项D正确。高考题型2电路中的功率和效率问题【例2】(多选)(2021山东青岛市黄岛区期末)“抗疫”期间，关键区域用机器人运送防疫物资，从而降低了感染的风险。某机器人电动机的额定工作电压为36 V，正常工作时的额定功率为90 W，其所用锂电池的容量为5 000 mAh，当机器

8、人工作到电池剩余容量为总容量的10%时会停止工作，然后自动充电，下列说法正确的是()A.机器人正常工作时的电流为2.5 AB.机器人的内电阻为14.4 C.机器人可以连续正常工作的时间为108 minD.机器人充满电后正常工作总共消耗的电能为6.48105 J答案AC解析机器人正常工作时的电流为I A2.5 A，选项A正确；根据题中条件无法求解机器人的内电阻，选项B错误；机器人可以连续正常工作的时间为t h1.8 h108 min，选项C正确；机器人充满电后正常工作总共消耗的电能为EPt901.83 600 J5.832105 J，选项D错误。【拓展训练3】(2021北京市朝阳区期末)下表列出

9、了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大速度行驶，则下列选项正确的是()自重40 kg额定电压48 V载重75 kg额定电流12 A最大行驶速度20 km/h额定输出功率400 WA.电动机的输入功率为576 WB.电动机的线圈电阻为4 C.该车获得的牵引力为104 ND.该车受到的阻力为20 N答案A解析电动机的输入功率PUI4812 W576 W，故A正确；电动机正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求内阻，故B错误；电动车速度最大时，牵引力等于阻力，由P出Fvmfvm，可得Ff72 N，故C、D错误。【拓展训练4】(多选)(2021江苏南

10、通市平潮中学期末)如图4所示，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻(R1r)，R2为可变电阻，C为电容器，闭合开关后改变R2的阻值，则()图4A.增大R2的阻值，电阻R1上的电压也增大B.增大R2的阻值，电容器C上的电荷量增加C.当R20时，电源的输出功率最大D.当R20时，电源的效率最大答案BC解析当R2增大时，电路总电阻增大，电流减小。R1两端电压U1IR1，I减小，U1减小；根据闭合电路欧姆定律可知，电阻R2两端的电压U2EI(R1r)，电流减小，故U2增加，电容器两端电压也增加，故电容器上的电荷量增加，故A错误，B正确；外电路电阻与内阻越接近，电源输出功率越大。由于R1r，故当R2

11、0时，电源输出功率最大，电源的效率可知，R2越小，效率越低，故C正确，D错误。高考题型3交流电的产生和描述【例3】(20211月福建省新高考适应性考试，1)一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内，并与磁场方向垂直。产生的交变电流i随时间t变化关系如图5所示，则()图5A.该交变电流频率是0.4 HzB.该交变电流有效值是0.8 AC.t0.1 s时，穿过线圈平面的磁通量最小D.该交变电流瞬时值表达式是i0.8 sin (5t) A答案C解析由题图可知，该交变电流的周期T0.4 s，则频率为f2.5 Hz，故A错误；该交变电流的最大值Im0.8 A，则有效值I0.4 A，故

12、B错误；t0.1 s时，电流最大，说明线圈与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为零，故C正确；线圈转动的角速度5 rad/s，该交变电流的瞬时值表达式为i0.8 sin (5t) A，故D错误。【拓展训练5】(20216月浙江选考，5)如图6所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足()图6A.UB.UC.UD.U答案D解析虚线是正弦交流电的图像，其有效值为U有效值，由图可知，在任意时刻，实线所代表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则U，故选

13、D。【拓展训练6】(2021宁夏吴忠市4月二模)一个阻值为r2 的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T，从中性面开始计时，当tT时，感应电动势的瞬时值为5 V，该线圈与一阻值为R8 的电阻组成闭合回路，下列说法正确的是()A.电动势的有效值为10 VB.用交流电压表测R电压时读数为10 VC.电阻R的热功率为16 WD.矩形线圈发热功率为2 W答案D解析根据交变电压的瞬时值uUmsint，得5Umsin，所以Um10 V，有效值U10 V，A错误；由闭合电路欧姆定律得U外R8 V，B错误；电路中电流I1 A，电阻R的热功率为PRI2R8 W，C错误；矩形线圈热功率PrI2r2

14、 W，D正确。高考题型4变压器和远距离输电1.理想变压器动态分析(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。2.理想变压器问题分析技巧(1)根据题意分清变量和不变量。(2)弄清“谁决定谁”的制约关系，对电压而言，输入决定输出；对电流、电功(率)而言，输出决定输入。3.远距离输电问题的解题关键(1)整个输电线路由三个回路组成，回路间通过变压器建立联系。(2)关键是通过分析，利用题目条件，首先求出中间回路的电流。【例4】(多选)(2021河北省普通高中学业水平选择性考试，

15、8)如图7，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1和n2，两个副线圈分别接有电阻R1和R2。当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I。不计线圈电阻，下列说法正确的是()图7A.通过电阻R2的电流为B.电阻R2两端的电压为C.n0与n1的比值为D.发电机的功率为答案BC解析电阻R1两端的电压U1IR1，由变压器电压规律有，解得U2，则通过电阻R2的电流I2I，A错误，B正确；由题意可知发电机电动势的最大值EmNBS2NBL2，电动势的有效值ENBL2，由变压器的电压规律有，所以，C正确；变压器的输入功

16、率等于输出功率，所以发电机的功率PP1P2I2R1IR2U1IU2I2NBL2I()，D错误。【例5】(多选)(2021山东省普通高中学业水平选择性考试，9)输电能耗演示电路如图8所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为13，输入电压为7.5 V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10 。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为21，R上的功率为10 W；接2时，匝数比为12，R上的功率为P。以下判断正确的是()图8A.r10 B.r5 C.P45 W D.P22.5 W答案BD解析当开关S接1时，左侧变压器副线圈的电压U2U137.5 V22.5 V，电阻R上的电压，即

17、右侧变压器的副线圈的电压U410 V，电流I41 A，右侧变压器原线圈的电压U3U410 V20 V，电流I3I41 A0.5 A，导线的总电阻r5 ，当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的副线圈中的电流为0.5I，根据理想变压器的规律，有，解得I3 A，则R上的功率P(0.5I)2R22.5 W，故选项B、D正确。【拓展训练7】(2021湖南省普通高中学业水平选择性考试，6)如图9，理想变压器原、副线圈匝数比为n1n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定

18、电压以内，下列说法正确的是()图9A.L1先变暗后变亮，L2一直变亮B.L1先变亮后变暗，L2一直变亮C.L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗D.L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗答案A解析在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，副线圈电路中的总电阻先增大后减小，滑片在R中间时，副线圈电路中总电阻最大。将副线圈电路中的电阻等效到原线圈电路中，等效电路图如图所示，根据理想变压器的工作原理可得R()2R副，故R先增大后减小，则通过灯泡L1(原线圈)的电流先减小后增大，故灯泡L1先变暗后变亮，灯泡L1两端的电压先减小后增大，则原线圈两端的电压先增大后减小，由于理想变压器原、副线圈的匝数比固定，根

19、据原、副线圈匝数比与电流的关系知，通过副线圈的电流先减小后增大，根据原、副线圈匝数比与电压的关系知副线圈两端的电压先增大后减小，而灯泡L2所在支路电阻一直减小，副线圈两端电压增大的过程中，灯泡L2变亮，之后副线圈两端的电压减小，通过副线圈的电流增大，而R0所在支路电阻一直增大，所以通过R0的电流减小，灯泡L2所在支路电流增大，可见灯泡L2一直变亮，A正确。专题限时训练(限时：30分钟)1.(多选) (2021广东四校联考)如图1所示，内阻为r、电动势为E的电源，与灯泡L，电阻R，以及电容器C连接成电路，开始时开关S断开，则开关闭合电路稳定后，与开始时相比()图1A.电容器上电荷量增大 B.灯泡

20、L变暗C.电源效率减小 D.电源内阻的热功率增大答案CD解析开始时开关S断开，则开关闭合电路稳定后，回路电阻减小，I，电流变大，则灯泡变亮，故B错误；UEIr，路端电压变小，则电容器电压变小，电容器上电荷量减小，故A错误；电源内阻的热功率PI2r变大；电源效率变小，故选项C、D正确。2.(2021江苏南京一中阶段性检测)如图2所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是()图2A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D.若闭合开关

21、S，则电流表A1示数变大，A2示数变大答案B解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，回路总电阻变大，总电流减小，R1消耗的功率减小，A错误；原线圈电流也减小，C错误；原线圈电压不变，副线圈电压也不变，加在R1两端的电压减小，因此电压表V示数增大，B正确；若闭合开关S，回路总电阻减小，总电流增大，R1两端的电压，R2两端的电压减小，流过R2的电流减小，即A2的示数减小，D错误。3.(2021广东省普通高中学业水平选择性考试，7)某同学设计了一个充电装置，如图3所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V。理想变

22、压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为160。下列说法正确的是()图3A.交流电的频率为10 HzB.副线圈两端电压最大值为3 VC.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率答案B解析交流电的周期为0.2 s，频率f5 Hz，A错误；根据变压器原、副线圈的电压规律可知，由于原线圈的电压最大值为0.05 V，故副线圈的电压最大值为3 V，B正确；变压器的输入电压由螺线管与永磁铁相对运动产生，故输入电压与永磁铁的磁场强弱有关，C错误；理想变压器的输入功率等于输出功率，D错误。4.(2021辽宁葫芦岛市高考一模)一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀

23、速转动，内阻不计。转轴位于线圈平面内，并与磁场方向垂直。产生的电动势随时间变化的规律如图4所示，则()图4A.该交变电流频率是0.4 HzB.计时起点，线圈恰好与中性面重合C.t0.1 s时，穿过线圈平面的磁通量最大D.该交变电动势瞬时值表达式是e10cos(5t) V答案C解析由图可知电压随着时间变化的周期为T0.4 s，故频率为f Hz2.5 Hz，故A错误；计时起点，电动势最大，所以此时磁通量为0，线圈和中性面垂直，故B错误；t0.1 s时，电动势为0，穿过线圈平面的磁通量最大，故C正确；该交变电动势最大值为Um10 V，角速度 rad/s5 rad/s，又从垂直中性面开始计时，所以电动

24、势瞬时值表达式是eEmcost10cos(5t) V，故D错误。5.(2021辽宁丹东市一模)图5甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是()图5A.线圈是从垂直中性面位置开始计时的B.电动势表达式为e6sin(50t) VC.电流方向每秒改变50次D.理想电压表示数为5.4 V答案D解析电动势随时间的变化规律从零开始，说明线圈从中性面开始转动，磁通量最大，瞬时电动势为零，故A错误；电动势的最大值为Em6 V，而100 rad/s，则电动势表达式为eEmsint6

25、sin(100t) V，故B错误；线圈每转一圈，电流改变两次方向，则电流方向每秒改变了100次，故C错误；理想电压表示数为路端电压的有效值，有UV V5.4 V，故D正确。6.(2021广东六校第三次联考)无线充电是近几年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图6甲所示，充电基座接上220 V、50 Hz家庭用交流电(电压变化如图乙所示)，受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是()图6A.乙图中的E0的大小为220 VB.基座线圈和受电线圈通过互感实现能量传递C.在t1时刻，受电线圈中的电动势达

26、到最大D.手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失答案B解析充电基座接上有效值为220 V的交流电，E0为最大值，为E0220 V，A错误；基座线圈和受电线圈通过互感实现能量传递，B正确；在t1时刻，基座线圈电动势瞬时值最大，但变化率为零，磁场的变化率为零，故受电线圈中的电动势为零，C错误；手机和基座无需导线连接，通过互感实现充电，但有一定的磁损耗、焦耳热损失等，故这样传递能量有一定损失，D错误。7.(2021江西五市九校协作体第一次联考)如图7所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R2并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u60

27、sin(100t) V，加在R2上的电压有效值为()图7A.30 V B.60 VC.30 V D.15 V答案D解析在半个周期内二极管导通，此时R1短路，则R2两端电压有效值为60 V，在二极管不导通的半个周期内R2两端电压有效值为30 V，则在一个周期内T，解得U15 V，故选项D正确。8. (2021山东青岛市期末教学质检)理想变压器与额定电压均为12 V的四个相同灯泡连接成如图8所示的电路，开关S断开时，灯泡L1、L2、L3都正常发光，忽略灯泡电阻随温度的变化。下列说法正确的是()图8A.理想变压器原、副线圈的匝数比为31B.理想变压器原线圈所接交流电源的电压为24 VC.闭合开关S，

28、灯泡L1、L2、L3仍能正常发光D.闭合开关S，灯泡L1可能烧毁答案D解析开关S断开时，灯泡L1、L2、L3都正常发光，则原线圈的电流为I，副线圈的电流为2I，由变压器原、副线圈电流与匝数成反比，则变压器原副线圈匝数比为21，所以A错误；变压器的输出电压为U212 V，由变压器原、副线圈电压与匝数成正比，所以变压器的输入电压U124 V，则理想变压器原线圈所接交流电源的电压为UU112 V36 V，所以B错误；利用等效法，把副线圈看成一个电阻串联在原线圈中，闭合开关S，等效电阻变小，则原线圈中的电流会变大，所以灯泡L1可能烧毁，则D正确；闭合开关S，原线圈中的电流会变大，则灯泡L1分的电压变大

29、，所以原线圈的输入电压U1变小，则副线圈的电压U2也变小，所以灯泡L1、L2、L3不能正常发光，都会变暗的，则C错误。9.(2021山东临沂市等级考试模拟)特高压输电技术已成为继高铁、核电之后中国在世界范围内的第三张高科技名片。如图9为特高压远距离输电示意图，变压器为理想变压器，特高压输电电压U保持不变，输电线路的等效电阻为R0，用户电路为纯电阻电路，总电阻为R，当R变小时，不考虑其他因素的影响，则下列说法正确的是()图9A.变压器原线圈中的电流变小B.变压器输出端的电压变大C.用户获得的功率一定变大D.输电线损耗的功率与用户获得的功率的比值变大答案D解析将负载电阻等效在原线圈电路的变压器输入

30、端，等效电阻为R效R，对原线圈和电源构成的闭合电路，由欧姆定律有I1，因R变小，则R效变小，而U不变，则变压器原线圈中的电流I1变大，故A错误；根据原线圈电路可知，等效电阻的电压为U1UI1R0，因电流I1变大，则U1变小，根据变压器两端的电压比等于匝数比，可知变压器输出端的电压U2变小，故B错误；因R效与R0的阻值关系未知，则R效减小时，其功率的变化不能确定，即用户获得的功率不一定变大，故C错误；由等效电路可知，则R效变小时，其比值变大，故D正确。10.(多选)(2021湖北宜昌市联考)如图10所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为U0的灯泡L1和L2。原、副线圈的匝数比为31。S断

31、开时两灯泡均能正常发光，则()图10A.电源电压U4U0B.S断开时，灯泡L1和L2的电流之比为11C.S断开时，灯泡L1和L2的功率之比为13D.S闭合后，灯泡L2仍能正常发光答案AC解析两灯泡均恰能正常发光，则其两端电压均为额定电压U0，原、副线圈匝数比为31，可知原线圈两端电压U13U0，则电源的电压U4U0，A正确；根据公式，得，则S断开时，流过灯泡L1和L2的电流之比为13，功率之比为13，B错误，C正确；S闭合后，灯泡L1短路，变压器原线圈两端电压变为4U0，则副线圈两端电压变为U0，灯泡L2不能正常发光，D错误。11.(2021广东惠州市第三次调研)如图11甲所示的电路中，S为单

32、刀双掷开关，电表为理想电表，Rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接如图乙所示的正弦交流电，则()图11A.变压器原线圈中交流电压u的表达式u110sin(50t) VB.开关S接在a端，Rt温度升高时，变压器的输入功率变小C.开关S接在a端，Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大D.开关S由a切换到b，Rt消耗的功率变小答案D解析由图乙可知，变压器原线圈中交流电压u的表达式u110sin(100t) V，A错误；开关S接在a端，Rt温度升高时，电路的电阻减小，而根据，可知电压表的示数不变，根据欧姆定律，电流表的示数变大，根据PUI知回路消耗的功率增大，变压器输入的功率

33、变大，B、C错误；开关S由a切换到b，副线圈接入电路的匝数减少，根据，加在Rt两端电压降低，根据Pt可知Rt消耗的功率变小，D正确。12.(2021广东肇庆市第二次统一测试)如图12所示，一小型水电站通过升压变压器和降压变压器给某生活区供电，发电机组输出电压恒定，输电线电阻R保持不变。该生活区夜晚用电量大于白天用电量，则夜晚与白天比较()图12A.发电机的输出功率不变B.用户获得的电压升高C.输电线上损失的功率减小D.降压变压器输入电压降低答案D解析生活区夜晚用电量大于白天用电量，所以对应的发电机的输出功率夜晚大于白天，A错误；夜晚输电线上电流比白天大，输电线上的电压损失比白天大，降压变压器的

34、输入电压比白天低，到达用户时，用户获得的电压比白天低，B错误，D正确；根据P损I2R线，知夜晚输电线上损失的功率变大，C错误。13.(2021北京海淀区期末)如图13所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab边和cd边的长度L150 cm，bc边和ad边的长度L220 cm，匝数n100匝，线圈的总电阻r10 ，线圈位于磁感应强度B0.05 T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起，并通过电刷与阻值R90 的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO以角速度400 rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及

35、线圈的自感系数均可忽略不计。图13(1)从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；(2)求线圈转动过程中电阻R的发热功率；(3)从线圈经过图示位置开始计时，求经过周期时间通过电阻R的电荷量。答案(1)i2cos(400t) A(2)180 W(3)5103 C解析(1)对于n匝线圈，ab边与cd边一起切割磁感线的情况，应有EmnBL1L2200 V根据闭合电路欧姆定律有Im2 A从线圈经过图示位置开始计时，线圈内的电流随时间变化的函数关系式为iImcost2cos(400t) A。(2)电路中电流的有效值为I A电阻R的发热功率PI2R180 W。(3)线框从此位置转过四分之一周期的过程中平均感应电动势nn平均感应电流通过电阻R的电荷量qt5103 C。