专题四第1讲直流电路与交流电路

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二轮复习专题4第1讲直流电路和交流电路课件(42张)

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(3) 远距离输电常用关系式(如图所示)
①功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P线＋P3. ②电压损失：U损＝I2R线＝U2－U3. ③输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝U2R－线U3. ④输电导线上损耗的电功率：P 损＝I 线 U 损＝I2线_R 线＝UP222R 线.
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增大，故 A 错误；R0 两端的电压为 U0＝I2R0，用户得到的电压为 U3＝
U2－U0，当用户增多时，I2 增大，U0 增大，所以 U3 减小，为使用户获得
的电压稳定在 220 V，则需要增大 U2，变压器原副线圈电压关系为
U2＝ U1
nn21，在 U1 和 n2 不变的情况下，要增大 U2，可以减小 n1，即将 P 适当
【答案】 C
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二交变电流的产生及四值问题
1. 线圈通过中性面时的特点 (1) 穿过线圈的磁通量最大． (2) 线圈中的感应电动势为零． (3) 线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次．
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2. 正弦式交流电“四值”的应用
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2 (2021·江苏卷)贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛， 2020年我国风力发电量高达4 000亿千瓦时．某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.20 T，线圈的匝数为 100、面积为0.5 m2，电阻为0.6 Ω，若磁体转动的角速度为90 rad/s，线圈中产生的感应电流为50 A．求：
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三变压器与远距离输电
1. 变压器制约问题主要有三项：电压制约：输出电压 U2 由输入电压决定，即 U2＝nn21U1，可简述为“原制约副”．电流制约：原线圈中的电流 I1 由副线圈中的输出电流 I2 决定，即 I1 ＝nn21I2，可简述为“副制约原”．负载制约：原线圈的功率P1由用户负载决定，P1＝P负1＋P负2＋…，简述为“副制约原”．

直流电路与交流电路的分析与计算

C．L1中电流的变化值大于L3中电流的变化值
图612
D．L1上电压的变化值小于L2上电压的
【解析】当触头P向右移动时，电阻R变大，总
电阻变大，总电流变小，所以灯L1变暗；内阻、 R0与L1上电压变小，所以最终L2两端的电压变大， L2变亮；由于L2中电流变大，总电流减小，所以 L3中电流减小，灯泡L3变暗，L2中电流变大，L3 中电流减小，总的变化是相抵的效果，合起来
才是灯L1中电流的变化，所以L3中电流的变化更大一些，灯L1上的电压与R0及内电压变化的总和才等于L2上电压的变化．【答案】AD
【同类变式】(2011·海南卷)如图613，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( ) C 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
计算通过导体的电荷
量q
通过导体产生的热量、电功以及确定熔丝的熔
断电流
4.变压器和远距离输电 (1)变压器原、副线圈基本量的关系
功率关系电压关系
P1=P2
U1 n1 ，与负载、副线圈的个数
U 2 n2
多少无关
电流关系
(1)只有一个副线圈：II12
n2 n1
(2)多个副线圈： I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn
4 电源的功率与效率
①电源的功率P：也称为电源的总功率，是电源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：
P IE. ②电源内阻消耗功率P内：是电源内阻的热功率，
也称为电源的损耗功率，计算式为：P内 I 2r. ③电源的输出功率P外：外电路上消耗的功率，计

直流电路和交流电路

交流电路的优缺点
稳定性较差
交流电流的大小和方向会随着时间变化，导致交流电路的输出不稳定，需要采取相应的滤波和稳
压措施。
控制难度较大
交流电路的控制比直流电路更加复杂，需要使用更多的电子元件
和控制系统。
成本较高
在某些领域中，使用交流电路需要更多的设备和投资，增加了系
统的成本。
05
CATALOGUE
定义与特点
定义
交流电路是指电流大小和方向随时间变化的电路。
特点
交流电路中的电流和电压具有周期性变化的特点，通常以正弦波或余弦波的形式表示。
交流电路的应用
家用电器
大多数家用电器，如电灯、电视、空调等，都使用交流电。
电力过程中的损耗较小，且可以通过变压器进行升压或降压。
直流电路与交流电路的发展趋势
直流电路的发展趋势
高效化
随着技术的进步，直流电路的效率越来越高，能够更好地满足各种应用需求。
微型化
随着微电子技术的发展，直流电路的体积越来越小，使得其在便携式设备和嵌入式系统中的应用更加广泛。
智能化
随着物联网和人工智能技术的发展，直流电路逐渐实现智能化，能够实现远程监控和控制。
响。
03
CATALOGUE
直流电路与交流电路的区别
电流方向
直流电路
电流方向保持不变。
交流电路
电流方向不断变化，呈正弦波形或方波形。
电压大小与方向
直流电路
电压大小和方向保持不变。
交流电路
电压大小和方向随时间变化，呈正弦波形或方波形。
应用场合
直流电路
主要用于电池供电设备、电子设备、照明系统等。
感谢观看

2024高考物理复习重难点解析—直流电路和交流电路(全国通用)

2024高考物理复习重难点解析—直流电路和交流电路（全国通用）这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是闭合电路欧姆定律、焦耳定律、变压器的原理的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核.例题1. 电路如图所示，电源内阻为r ，L 1、L 2、L 3为相同规格小灯泡，当滑动变阻器R 的滑片向右滑动时（）A ．小灯泡L 1比L 2亮，L 2比L 3亮B ．电源内阻损耗功率增加C ．电源效率降低D ．灯泡L 2变暗【答案】D 【解析】A ．由于123I I I =+则灯泡L 1中的电流大于灯泡L 2中的电流，小灯泡L 1比L 2亮。

由于灯泡L 2支路的总电阻大于灯泡L 3支路的电阻，则灯泡L 2支路的电流小于灯泡L 3支路的电流，即L 2比L 3暗，A 错误；B ．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，干路电流减小，根据2P I r =可知，电源内阻损耗功率减小，B 错误；C ．根据()221=1I R r IRr R η=++外外外可知，滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，外电阻增大，电源效率增大，C 错误；D ．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，根据“串反并同”可知，灯泡L 2中的电流减小，则灯泡L 2变暗，D 正确。

故选D 。

例题2.（多选）如图为某地铁系统供电的变电站示意图，理想变压器原线圈两端连接有效值为36kV 的交流电源，两副线圈分别连接牵引电机和照明系统。

已知两副线圈匝数分别为2n 和3n ，牵引电机的额定电压为1500V ，额定功率为180kW ，照明系统的额定电压为220V ，闭合开关S ，牵引电机和照明系统均能正常工作。

则（）A ．23::7511n n =B ．牵引电机的内阻为12.5ΩC ．S 断开后，原线圈电流为5AD ．S 断开前后，原线圈电流不变【答案】AC 【解析】A ．根据223315007522011n U n U === A 选项正确；B ．若对于求纯电阻用电器223150012.518010U R P ==Ω=Ω⨯额额因电动机是非纯电阻用电器，故内阻不等于12.5Ω，故B 选项错误； C ．S 断开，由原线圈输入功率与副线圈输出功率相等，即11222180kW I U I U P ===可得3213118010A 5A 3610P I U ⨯===⨯C 选项正确；D ．S 断开后，减少了照明系统消耗的电功率，原线圈的输入功率也要减少，而原线圈两端电源电压136kV U =不变，故原线圈电流1I 应变小，D 选项错误。

直流电路与交流电路特点与用途

直流电路与交流电路特点与用途直流电路和交流电路是电力系统中常见的两种电路类型。

它们在特点和用途上有很大的区别，下面将分别介绍直流电路和交流电路的特点与用途。

一、直流电路的特点与用途直流电路是指电流方向保持不变的电路。

在直流电路中，电流沿着一个方向流动，大小保持不变。

直流电路的特点如下：1. 电流方向稳定：直流电路中的电流方向始终保持不变，流动方向是单一的。

这使得直流电路在某些领域具有独特的应用优势。

2. 电压稳定：直流电路中，电压的大小保持不变。

这可以保证在一些对电压灵敏的设备中稳定供电。

3. 电流大小固定：直流电路中的电流大小保持稳定。

因此，在需要稳定电流供应的设备、线路和系统中广泛使用直流电路。

直流电路的应用领域主要包括：1. 电池供电设备：直流电路非常适合用于电池供电设备，如手提电脑、手机等。

2. 电动机驱动：直流电路可以控制电动机的转速和方向，因此广泛应用于工业自动化、交通运输和机械设备等领域。

3. 电解和电镀过程：在电解和电镀过程中，直流电路可以提供稳定的电流和电压，以完成金属表面的处理。

4. 直流电源供应：一些需要稳定直流电源的设备，如通信设备、医疗设备等，广泛使用直流电路。

二、交流电路的特点与用途交流电路是指电流方向以一定频率反复变换的电路。

在交流电路中，电流的大小和方向会随着时间的变化而变化。

交流电路的特点如下：1. 电压和电流波动：交流电路中的电压和电流会随着时间的变化而变化，呈现出周期性的波动性质。

2. 频率可调：交流电路可以通过改变频率来调整电流波动的速度和周期。

3. 传输距离远：交流电路具有较高的传输效率，可以在远距离传输电能。

交流电路的应用领域主要包括：1. 电力输送与分配：交流电路是电力系统中的主要模式，用于输送和分配电能。

通过变压器可以将高压交流电转换为适用于不同场景的低压交流电。

2. 家用电器：大部分家用电器如灯具、电视、冰箱等都是以交流电作为能源。

3. 电热设备：如电炉、电热水器等，由于交流电容易实现电压和功率的调节，广泛应用于各类加热设备。

第1讲直流电路与交流电路

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专题四电路和电磁感应
4
二、电源的功率 1．电源的几个功率 (1)电源的总功率：P 总＝__E_I___。 (2)电源内部消耗的功率：P 内＝I2r。 (3)电源的输出功率：P 出＝__U__I__＝P 总－P 内。 2．电源的效率：η＝PP出总×100%＝UE×100%。
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专题四电路和电磁感应
3
一、两种电路
1．纯电阻电路：电功 W＝UIt，电功率 P＝UI，且电功全部转化为电热，有 W＝Q＝___U_I_t__＝__U_R_2t___＝I2Rt，P＝UI＝UR2＝__I_2_R___。 2．非纯电阻电路：电功 W＝UIt，电功率 P＝__U__I__，电热 Q＝__I_2_R_t___，热功率 P 热＝I2R，电功率大于热功率，即 W>Q，故求电功、电功率只能用 W＝UIt、P＝UI，求电热、热功率只能用 Q＝__I_2R__t ___、P 热＝__I_2_R___。
15
[解析] 由闭合回路的欧姆定律 U＝E－IR，可得 U－I 图象纵轴的截距为电源电动势，斜率为内阻，因此可知四个电源的电动势都为 12 V，而内阻 r 甲＝ΔΔUI ＝112 Ω＝12 Ω，同理可求得 r 乙＝ΔΔUI ＝6 Ω，r 丙＝ΔΔUI ＝4 Ω，r 丁＝ΔΔUI ＝3 Ω，定值电阻消耗的功率为 P＝R＋E r2R，可知内阻越大，功率越小，因此丁电源使定值电阻消耗功率最大。
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专题四电路和电磁感应
11
(2)I－U 图线中的斜率 k＝R1，斜率 k 不能理解为 k＝tan θ(θ 为图线与 U 轴的夹角)，因坐标轴的单位可根据需要人为规定，同一电阻在坐标轴单位不同时倾角 θ 是不同的。

2021届高考物理二轮复习专题四第1讲直流电路与交流电路课件

1. (2020·百校二联)如图所示的电路中，R1和R2是两个阻值相等的定值电阻，R是滑动变阻器，电源电动势为E、内电阻为r，当滑动变阻器的滑动触头从右向左移动的过程中，下列说法正确的是( B ) A．R1、R2消耗的电功率均逐渐变小 B．R1消耗的功率逐渐变小，R2消耗的功率逐渐变大 C．电源内阻r消耗的热功率逐渐减小 D．R和R1消耗的总功率逐渐增大
2.掌握电容器的“两特点” (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。 3.区分交变电流的“四值” (1)最大值：Em＝nBSω。
解析：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，外电路总电阻减小，干路电流I增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大。电阻R2两端的电压U2＝E－I(R1＋r)，I增大，则U2变小，电容器两板间电压变小，其带电荷量减小。根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a点的电势大于零，a点的电势等于R2两端的电压，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IA＝I－I2，I增大，I2减小，则IA增大，即电流表示数变大。综上所述，A、B、C错误，D正确。
规律总结闭合电路动态分析的三点注意
………………………………………………………………………………… (1)引起电路变化的原因：电阻变化、电键的通断。 (2)电容器的特点：电路稳定后，电容器所在支路电阻无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电。 (3)二极管的特点：具有单向导电性。

第1讲直流电路与交流电路的分析

电阻减小，则总电阻也减小，而电源输出电流不变，由欧姆定律可知，并联部分
电压减小，所以R2上的电压变小，R2是定值电阻，所以通过R2的电流减小，总电流不变，则通过R1电流增大，所以R1的电压变大，则R0上的电压变小，故选项A 正确，B、C错误；R1的电压变大，R0上的电压变小，R1和R0的电压之和减小，则 R1上电压变化量小于R0上的电压变化量，选项D错误。答案 A
解析闭合开关 S，副线圈回路电阻变小，电流变大，滑动变阻器上的分压增大，并联部分的电压变小，灯泡 A 变暗，选项 A 错误；开关 K 接 b，输入端线圈匝数减小，则根据UU12＝nn12可知，副线圈两端的电压增大，灯泡 A 中电流增大，灯泡 A 变亮，选项 B 正确；把滑动变阻器滑片向左移动，副线圈回路总电阻变大，总电流变小，灯泡 A 两端的电压变小，灯泡 A 变暗，选项 C 错误；把滑动变阻器滑片向右移动，副线圈回路总电阻变小，总电流变大，灯泡 A 两端的电压变大，灯泡 A 变亮，选项 D 正确。答案 BD
图11
B.线框的感应电动势有效值为
2πΦm T
C.线框转一周外力所做的功为2πR2TΦ2m
D.从 t＝0 到 t＝T4过程中线框的平均感应电动势为πΦTm
3
2
C.5
D.3
解析断开 S 和闭合 S 后等效电路分别如图甲、乙所示。根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压 U1＝15E，U2＝13E，C 所带的电荷量 Q＝CU，则 Q1∶Q2＝3∶5，选项 C 正确。
答案 C
考向三闭合电路中的能量问题
【典例3】 (2019·辽宁沈阳市一模)某同学将一闭合电路电源的总
选项A正确。
答案 A
3.(2019·4 月浙江选考，8)电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠

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[研考向·提能力]
考向研析掌握应试技能
考向一直流电路的动态分析
直流电路动态分析的 3 种常用方法 (1)程序法遵循“局部—整体—部分”的思路，按以下步骤分析：
[建体系•记要点] [做真题•明考向] [研考向•提能力] [限时练•通高考]
A.
D.3
[建体系•记要点] [做真题•明考向] [研考向•提能力] [限时练•通高考]
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
解析：S 断开时等效电路如图甲所示．电容器两端电压为 U1＝R＋E23R×23R×12＝15E； S 闭合时等效电路如图乙所示．电容器两端电压为 U2＝R＋E12R×12R＝13E，
输出电压的有效值恒定．当开关 S 断开时，电流表的示数为 I；
当 S 闭合时，电流表的示数为 4I.该变压器原、副线圈匝数比为
() A．2
B．3
C．4
D．5
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
解析：设理想变压器原、副线圈的匝数之比为 n，开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比II2＝nn21＝n1，通过 R2 的电流 I2＝nI，根据变压器的功率关系得，UI－I2R1＝(nI)2(R2＋ R3)；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比I24′I ＝nn12＝n1，通过 R2 的电流 I2′＝4nI，根据功率关系有 U·4I－
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
解析：两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项 A 错误；导线框的转动周期为 T，则感应电流的周期也为 T，选项 B 正确；在 t＝T8时，切割磁感线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项 C 正确；M 导线框中一直有感应电流，N 导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相等，选项 D 错误．答案：BC
专题四电路与电磁反应
第1讲直流电路与交流电路
[建体系·记要点]
C目录 ONTENTS
[做真题·明考向] [研考向·提能力]
4 [限时练·通高考]
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[建体系·记要点]
知识串联熟记核心要点 [网络构建]
均有读数，某时刻发现和读数均变大，则电路中可能出现
的故障是( )
A．R1 断路 C．R1 短路
B．R2 断路 D．R3 短路
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[研考向·提能力]
考向研析掌握应试技能
解析：因为当 R2 断路时，外电路的总电阻变大，故路端电压变大，即电压表读数变大；电路的总电流减小，故 R1 上的电压减小，R3 电压变大，故电流表读数变大，与题目所给的现象吻合，故电路中可能出现的故障是 R2 断路，故选项 B 正确．
A．1∶ 2 C．1∶2
B. 2∶1 D．2∶1
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
解析：由有效值概念知，一个周期内产生热量 Q 方＝uR20·T2＋uR02·T2 ＝uR02T，Q 正＝UR有2 效T＝ uR20 2T＝12·uR02T，故知 Q 方∶Q 正＝2∶1.
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[研考向·提能力]
考向研析掌握应试技能
1．(2019·山东师大附中高三第四次模
拟)如图所示，E 为内阻不能忽略的电
池，R1、R2、R3 均为定值电阻，与均为理想电表；开始时开关 S 闭合，和
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[建体系·记要点]
知识串联熟记核心要点
2．正弦式交变电流的“四值” (1)最大值：Em＝NBSω. (2)瞬时值：e＝NBSωsin ωt(从中性面开始计时)． (3)有效值：正弦式交变电流的有效值 E＝Em2；非正弦式交变电流的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解． (4)平均值： E ＝nΔΔΦt ，常用来计算通过电路的电荷量．
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
A．两导线框中均会产生正弦交流电 B．两导线框中感应电流的周期都等于 T C．在 t＝T8时，两导线框中产生的感应电动势相等 D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等
答案：AD
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
[考情分析] ■ 命题特点与趋势——怎么考 1．近几年高考试题主要考查了交变电流的产生及“四值”(如 2018 年全国卷Ⅲ第 16 题及 2016 年全国卷Ⅲ第 21 题)，变压器的原理，电压比、电流比及功率关系，变压器的动态分析(如 2016 年全国卷Ⅰ第 16 题及 2016 年全国卷Ⅲ第 19 题)，题型以选择题为主．直接考查闭合电路欧姆定律的题目只是在 2016 年全国卷Ⅱ考查了一次．
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
故由 Q＝CU 得QQ21＝UU21＝35，故选项 C 正确．
答案：C
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
[真题再做] 1．(2018·高考全国卷Ⅲ，T16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 正．该电阻上电压的峰值均为 u0，周期均为 T，如图所示．则 Q 方∶Q 正等于( )
答案：D
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
2.(2016·高考全国卷 Ⅰ，T16)一含
有理想变压器的电路如图所示，图
中电阻 R1、R2 和 R3 的阻值分别为 3 Ω、1 Ω 和 4 Ω，为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
3．(2016·高考全国卷Ⅱ，T17)阻值相
等的四个电阻、电容器 C 及电池 E(内
阻可忽略)连接成如图所示电路．开关
S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为 Q1；闭合开关 S，电
流再次稳定后，C 所带的电荷量为 Q2.Q1 与 Q2 的比值为( )
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[做真题·明考向]
真题体验透视命题规律
2．2020 年高考题会以部分电路欧姆定律与闭合电路欧姆定律的应用为主线，重点考查电路的动态分析与功率的计算；与日常生活、生产相联系的交变电流规律、远距离输电也可能会成为新命题点．
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[研考向·提能力]
考向研析掌握应试技能
(2)结论法——“串反并同” ①“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)． ②“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)． (3)极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论．
答案：B
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考向研析掌握应试技能
2．(多选)(2019·辽宁大连物理模拟)如图所示，滑动变阻器的总阻值 R0＞ R1≠0.当滑动变阻器的触头位于它的中点时，电压表的读数为 U，电流表的读数为 I，则滑动变阻器的触头向上移动的过程中( ) A．电压表的读数总小于 U B．电压表的读数先增大后减小 C．电流表的读数总大于 I D．电流表的读数先增大后减小
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知识串联熟记核心要点
3．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出． (2)电压关系：UU21＝nn21. (3)电流关系：只有一个副线圈时，II21＝nn12. (4)频率关系：f1＝f2.
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