高考物理二轮复习【真题练习】第8讲 电路分析问题

高考物理一轮复习策略

首先，要学会听课：

1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;

2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。

3、听要结合写和思考。

4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。

其次，要学会记忆：

1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。

2、合理用脑。

3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：

一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。

1.摸透主干知识       2.能力驾驭高考      3.科技领跑生活

第8讲 电路分析问题

【选考真题】

1．（2022•浙江）下列说法正确的是（　　）

A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用 

B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向 

C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大 

D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率

2．（2022•浙江）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（　　）

A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 

B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 

C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电 

D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电

3．（2021•浙江）如图所示，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（　　）

A．UUm B．UUm C．UUm D．UUm

4．（2022•浙江）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途经之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，风速在

5～10m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（　　）

A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比 

B．单位时间流过面积A的流动空气动能ρAv2 

C．若每天平均有1.0×108kW的风能资源，则每天发电量为2.4×109kW•h 

D．若风场每年有5000h风速在6～10m/s范围内，则该发电机年发电量至少为6.0×105kW•h

5．（2022•浙江）某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　）

A．每秒水泵对水做功为75J 

B．每秒水泵对水做功为225J 

C．水泵输入功率为440W 

D．电动机线圈的电阻为10Ω

【要点提炼】

一、理清直流电路知识体系

二、正弦交变电流“四值”的理解与应用

三、理想变压器和远距离输电

1.明确变压器各物理量间的制约关系

2.明辨远距离输电过程的3个问题

(1)输电线上的电流：I＝＝。

(2)电压损耗：输电线路上I2＝IR＝I3，总电阻R导致的电压损耗UR＝U2－U3＝IRR。输送电压一定时，用电器增多，则降压变压器的输出电流变大，输电线上的电流增大，电压损耗增大。

(3)输电线上损失的功率：P损＝I2R线＝R线＝＝U损I。输电线上的损失功率必须与输电线上的电流和电压相对应，不要把输电线上的输电电压U和输电导线上损失的电压ΔU相混淆，不能用公式P＝计算输电线上损失的功率。

【方法指导】

一、两种物理思想

1.等效思想：等效电路、等效电源；

2.守恒思想：理想变压器的输入功率等于输出功率。

二、直流电路动态分析的常用方法

　基本思路为“部分→整体→部分”。

【例题精析】

考点一 直流电路的分析与计算

[例题1]             道路压线测速系统，不仅可以测速，也可以测量是否超载，其结构原理电路可以理解为如图甲所示由一个电源，一个灵敏电流计与传感器连接，一个电容和一个保护电阻R组成，感应线连接电容器的其中一块极板上，如果车轮压在感应线上会改变电容器两板间的距离，并会使灵敏电流计中产生瞬间电流，压力越大，则电流峰值也会越大，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，电子眼就会拍照。如果以顺时针方向为电流正方向，则（　　）

A．汽车压线时，电容器板间距离变小 

B．车轮经过感应线过程中电容器先充电后放电 

C．增大电阻R值，可以使电容器稳定时的带电量减小 

D．如果车轮间距是2.5m，则可估算车速约为7.7m/s

[练习1]             如图所示为小明同学家里购买的一款扫地机器人，工作过程遇电量不足20%时，会自动返回基座充电．小明同学仔细翻阅了这款扫地机器人的说明书，发现其工作参数如下表所示，则该扫地机器人（　　）

A．电阻一定为3.05Ω 

B．实际工作电流一定为4.72A 

C．充满电后正常工作的时间一定为1.1h 

D．以额定功率工作时每分钟消耗电能一定为4080J

[练习2]             为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，如图为电路原理图。图中，直流电源电动势为3V，内阻可不计，R为可变电阻，RG为光敏电阻，其在不同照度下的阻值如表（照度是描述光的强弱的物理量，光越强照度越大，lx是它的单位）。若控制开关两端电压升至2V时将自动开启照明系统，则以下说法正确的是

（　　）

A．若将R接入电路的阻值调整为20kΩ，则当照度降低到1.0lx时启动照明系统 

B．若要使照明系统在照度降低到0.8lx时启动，则要将R接入电路的阻值调整为46kΩ 

C．R接入电路的阻值不变时，照度越大，控制开关两端的电压越大 

D．若要在光照更暗时启动照明系统，应将R接入电路的阻值调大

考点二 交变电流的分析与计算

[例题2]             如图所示，矩形线框的匝数为N，面积为S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，线框从图示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动，线框一端接换向器，通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，定值电阻R1、R2的阻值均为R，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是（　　）

A．图示位置时，线框产生的感应电动势为NBSω 

B．通过电阻R1的是交流电 

C．线框转一圈，通过电阻R1的电量为q 

D．矩形线框的输出功率为

[练习3]             如图所示，发电机两磁极N、S间的磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B。线圈绕垂直磁场的水平轴OO′匀速转动，线圈电阻不计，匝数为n，面积为S。发电机与理想变压器原线圈连接，Ⓥ为理想交流电压表。变压器的副线圈接有三条支路，每条支路接有相同规格的小灯泡L1、L2和L3，L1串有电阻R，L2串有电感L，L3串有电容器C。当线圈以ω0匀速转动时，三盏灯恰好亮度相同。下列判断正确的是（　　）

A．当ω＜ω0时，L2比L1亮 

B．当ω＞ω0时，三盏灯的亮度仍然相同 

C．当转速不变，增大变压器原线圈的匝数，三盏灯均变亮 

D．当线圈以ω0匀速转动到在图示位置时，电压表的示数为nBSω0

[练习4]             2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为0.001m2，共有100匝，线圈总电阻为1Ω，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为9Ω电阻连接，不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以10πrad/s的角速度绕轴OO

′匀速转动时，下列说法中正确的是（　　）

A．交流电流表的示数是0.002A 

B．电阻R的发热功率是0.4W 

C．该交流发电机产生的交流电的周期为0.2s 

D．当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流为零

考点三 交变电流的产生与变压器

[例题3]             （多选）如图是进行变压器演示实验的示意图，在铁环上用刷有绝缘漆的铜丝绕制了匝数分别为n1、n2的两个线圈。线圈n1与开关S1、干电池E1、交流电源E2构成电路，交流电源E2的电动势e＝6sin100πt（V），线圈n2与开关S2、灵敏电流表G、交流电压表V构成电路。则（　　）

A．若S1接“1”，在将S2接“3”的瞬间灵敏电流表指针将发生偏转 

B．若S2接“3”，在将S1接“1”的瞬间灵敏电流表指针将发生偏转 

C．若S1接“2”，在S2接“4”后，电压表指针的摆动频率为 

D．若S1接“2”，S2接“4”，稳定后电压表的读数为（V）

[练习5]             （多选）如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场方向的OO′轴匀速转动。线圈abcd的匝数为N，电阻不计；理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：3，定值电阻的阻值为R，所用电表均为理想电表；当线圈以角速度ω匀速转动时，电压表的示数为U，则（　　）

A．电流表的示数为 

B．当矩形线圈转动的角速度增大为2ω时，电压表的示数为2U 

C．在线圈abcd转动的过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为 

D．从图示位置开始计时，线圈产生的电动势的瞬时表达式为eUcosωt

[练习6]             手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比N1：N2＝5：1，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流实现给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视同为理想变压器，则下列说法正确的是（　　）

A．若充电器线圈中通以恒定电流，则手机线圈中将产生恒定电流 

B．流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5：1 

C．快速充电时，受电线圈cd两端的输出电压为42.5V 

D．若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流也一定均匀增加

考点四 远距离输电

[例题4]             随着经济发展，用电需求大幅增加，当电力供应紧张时，有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R

，两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（　　）

A．降压变压器的输出电压U4减小了 

B．升压变压器的输出电流I2增加了 

C．输电线上损失的功率减小了 

D．发电厂输出的总功率增加了

[练习7]             （多选）小型发电厂输出电压为（V）的交流电，经过升压变压器输送到较远的地区后，再经过降压变压器输送给用户使用，如图所示。已知变压器都是理想变压器，升压变压器和降压变压器的匝数比分别为1：n和m：1，下列说法中正确的是（　　）

A．由于输电线有电阻，升压变压器原线圈功率大于副线圈功率 

B．升压变压器原线圈中的交流电的频率一定等于降压变压器中副线圈中交流电的频率 

C．若要用户得到的电压有效值也为220V，升压变压器原线圈中的电流将小于降压变压器中副线圈中的电流 

D．若要用户得到的电压有效值也为220V，则m＜n

[练习8]             图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数比为k。在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率（　　）

A．2（）2r B．2（）2r C．4（）2r D．4（）2r

【强化专练】

1. 一根长为L、横截面积为S的金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为q．在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，金属棒内的电场强度大小E，则金属棒材料的电阻率是（　　）

A．nqvE B． C． D．

2. 在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，六个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用Ii和Ui（i＝1、2、3下同）表示，电表示数变化量的大小分别用△Ii和△Ui表示．下列分析结论正确的是（　　）

A．I2、I3、U1示数均减小 

B．、、的比值均不变 

C．、的比值绝对值均变化 

D．、的比值绝对值均不变

3. （多选）某品牌的电动汽车电池储能为60kW•h，充电电压为400V，充电电流为35A，充电效率为95%，该电动汽车以108km/h的速度匀速行驶时，机械能转化效率为90%，可匀速行驶388.8km，则该电动汽车（　　）

A．充电时间约为4.5h 

B．匀速行驶时输出的功率为10kW 

C．匀速行驶时每秒消耗的电能为1.5×104J 

D．匀速行驶时所受的阻力大小为500N

4. （多选）如图所示，电源由几个相同的干电池组成。合上开关S，变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化如图甲、乙、丙所示，图甲为电压表示数与电流表示数关系，图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系，图丙为干电池输出电能的效率η

与变阻器接入电路电阻大小的关系。不计电表、导线对电路的影响，则（　　）

A．串联电池的总电阻为2Ω 

B．串联的干电池节数为6节 

C．变阻器的总电阻为8Ω 

D．乙图上b点的横坐标为3

5. 如图所示的电路中，定值电阻R0与电源内阻r的阻值相等，各表均为理想电表。向左移动滑动变阻器的滑片P时各表示数的改变量分别为ΔI1、ΔI2和ΔU，正确的是（　　）

A．三块表的示数都减小 

B．电源的输出功率先增大后减小 

C．为定值 

D．ΔI1＜ΔI2

6. 如图所示，取暖器、油烟机铭牌分别标称“220V、440W”和“220V、220W”，交流电源的电压u＝311sin100πt（V）。下列说法正确的是（　　）

A．油烟机的内阻为220Ω 

B．保险丝的熔断电流必须大于4.2A 

C．正常工作时，电路消耗的总功率为660W 

D．交流电压表的读数随时间变化，最大值为311V

7. （多选）如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e＝111sin100πt，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为25Ω，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，电动机内阻为8.8Ω，电动机的机械效率恒为80%，导线框及其余导线电阻不计，不计一切摩擦，则（　　）

A．该发电机的电流方向每秒钟改变50次，图示位置线圈的磁通量变化率为0 

B．不计摩擦，线框转动一圈过程中，克服安培力做功24J 

C．保持线框转速不变，若电动机突然卡住，输电线上的损耗功率将增加 

D．若线框转速变为25r/s，电动机的机械功率将变为220W

8. （多选）无线充电是近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。如图所示，充电基座接上220V，50Hz家庭用交流电，受电线圈接上一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）从图中ab端输出电压，再经滤波后（图中未画出）给手机电池充电。已知ab端输出电压为5V，假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈而无能量的损失，下列说法正确的是（　　）

A．受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为基座线圈和受电线圈发生了互感现象 

B．220V，50Hz家庭用交流电电流方向每秒变化50次 

C．受电线圈两端（二极管之前）的输出电压的电压峰值为10V 

D．基座线圈和受电线圈的匝数比为44：1

9. 如图甲是小型交流发电机，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，一个100匝的矩形线圈（内阻不计）绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动，某位置开始计时产生的交变电动势图像如图乙所示，已知磁感应强度B＝0.1T，则（　　）

A．t＝0时刻，线圈平面与磁感线平行 

B．线圈的面积S为m2 

C．它可使“220V，60W”的灯泡正常发光，也可使击穿电压为220V的电容器正常工作 

D．以此作为电源，每通过1C的电量，消耗的电能为220J

10. 如图所示，一自耦变压器（可看作理想变压器）输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端CD间接灯泡和滑动变阻器，转动滑片P可以改变副线圈的匝数，移动滑片P可以改变接入电路电阻的阻值，则（　　）

A．只将Q向上移动，灯泡变亮 

B．只将Q向下移动，灯泡变亮 

C．只将P顺时针转动，灯泡变亮 

D．只将P逆时针转动，灯泡变亮

11. 一

矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时，产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如（a）图线①所示，当调整线圈转速后，电动势的变化规律如（a）图线②所示，用此线圈给（b）图中匝数比为2：1的理想变压器供电，则（　　）

A．t＝0时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行 

B．线圈先后两次转速之比为2：3 

C．转速调整前，图中电压表的示数为10V 

D．图线②电动势的瞬时值表达式e＝40sin（πt）V