2013届高考物理二轮复习 第一部分 专题5 第一讲直流电路与交流电路精品课件
第1讲
直流电路与交流电路
1.常用的分析方法 (1)程序法：程序法分析动态变化问题可按以下步骤分析： ①由局部电阻变化判断总电阻的变化； E ②由I＝ 判断总电流的变化； R＋r ③据U＝E－Ir判断路端电压的变化； ④由欧姆定律及串、并联电路特点判断各部分电流、电压变化． (2)极限法：即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器 的滑动端分别滑至两个极端去讨论． (3)特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从 而得出结论．
1. (2012·广州期末)如图5－1－10所示电路，已知R3＝4 Ω，闭合电 键，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，经过一段时间，一个 电阻被烧坏(断路)，使电流表读数变为0.8 A，电压表读数变为3.2 V， 问：
(1)哪个电阻发生断路故障？
(2)R1的阻值是多少？ (3)能否求出电源电动势E和内阻r？ 如果能，求出结果；如果不能，说明理由．
【解析】 从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦交变电流的 感应电动势的一般表达式为e＝Emcos θ，且该式的成立与转轴的位置无 e Em 关(转轴平行于磁感线的情况除外)，则感应电流i＝R＝ R cos θ，由题给 Em 1 条件有：1＝ 2 ×2，Em＝4 V，则Im＝2 A，I有效＝ 2 A，电功率P＝I2 有效 2π R＝4 W，所以A正确，B错误；e＝4 cos ωt＝4 cos T t，即C正确；由Em 2π 2T 2T 2π ＝BSω＝Φm· 得Φm＝ π ，故Φ＝ π sin T t，即D错误． T
(2012·天津二模)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的 规律图象如图5－1－4甲所示，已知发电机线圈内阻为20.0 Ω，现外 接一只“100 V 125 W”的灯泡，如图5－1－4乙所示，则( A．此时刻线圈中感应电流为0 B．通过灯的电流随时间t的变化规律是 cos 100πt(A) C．灯泡能正常发光 D．灯泡的实际功率是80 W )
2
PR 10 2 ＝ 2 V，故交
流电源输出电压的最大值U′m＝ 2U′＝10 V，故选项C正确，选项
【答案】
C
2．如图5－1－5所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期 为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方 向平行时开始计时，线圈转过60° 时的感应电流为1 A．那么( A．线圈消耗的电功率为4 W B．线圈中感应电流的有效值为2 A 2π C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cos T t T 2π D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝πsin T t )
(2012·湖北黄冈模拟)如图5－1－1所示，平行金属板中带 电质点P原处于静止状态，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(
A．电压表读数减小
)
B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大
【解析】
当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4接入电路部分
2．(2012·武汉联考)如图5－1－3所示电路中，开关闭合稳定后，
某时刻理想电压表和电流表的读数都突然增大，造成这一现象的原
因是电阻元件发生短路或断路故障，则可能出现了下列哪种故障
(
)
A．R1断路 B．R1短路 C．R2断路 D．R3短路
【解析】 若R1断路，则外电压增大，电压表、电流表的读数均 增大；R1短路，则两表读数应为零；若R2断路则电流表读数减小致接 近零，电压表读数增大．若R3短路，回路的总电阻减小，由闭合电路 E 欧姆定律I＝ 得干路的总电流增大，所以U＝E－Ir电源的外电压减 R＋r 小，通过R1的电流减小；因I＝I1＋I2，所以通过电流表支路流增大，故 电压表和电流表的读数都突然增大，所以选项A、D正确．
2．分析的技巧
(1)当电路中某一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电 压都随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”．判断此类问题时，应 先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对 其他各部分电路产生的影响，一般是先分析固定电阻支路再分析变化
电阻支路．
(2)一个闭合电路就是一个整体，在研究电路的动态问题时，一定 要弄清电路的串、并联结构，同时要用整体的观点来看问题，还要善 于转换思维的角度“电压不行看电流”．
(2)原、副线圈中各量的因果关系 ①电压关系：U1决定U2.
②电流关系：I2决定I1.
③功率关系：P2决定P1. 上述决定关系是由变压器的原理及能量守恒确定的． (3)远距离输电 ①问题：电能的损失和电压的损失．
②关键：减少输电线上电能的损失，P损＝I2R线．
③方法：(ⅰ)减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料，加 大导线的横截面积；(ⅱ)提高输电电压，减小输电电流．
【解析】 由ω＝2πf可得通过灯泡的交变电流的频率是50 Hz，选 项A错误；矩形线圈在水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为 6 2 NBSω＝100× 25π ×0.5×10π V＝120 2 V，变压器输入电压为120 V， 由变压器变压公式可知，变压器原、副线圈匝数之比为10∶1，选项B 正确，C错误；若将灯泡更换为“12 V 24 W”且保证其正常发光，不 需要增大矩形线圈的转速，选项D错误．
(2012· 北京二模)如图5－1－6所示，匝数为100匝的矩形 6 2 线圈abcd处于磁感应强度B＝ 25π T的水平匀强磁场中，线圈面积S＝0.5 m2，内阻不计．线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω＝10π rad/s匀速转 动．线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入 一只“12 V 12 W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是( A．通过灯泡的交变电流的频率是50 Hz B．变压器原、副线圈匝数之比为10∶1 C．矩形线圈中产生的电动势的最大值为 120 V D．若将灯泡更换为“12 V 24 W”且保 证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速 )
【答案】
D
【解析】 交流电表的示数为有效值，故A、B两项均错误；P向 下滑动过程中，R变小，由于交流电源、原副线圈匝数不变，U1、U2 U2 I1 n2 n2 均不变，所以I2＝ 变大，由I ＝n ，得I1＝n I2变大，故C项正 R0＋R 2 1 1 确，D项错误．
【答案】 C
(12分)(2012· 济南模拟)在如图5－1－9所示的电路中，两
2．理想变压器的动态分析技巧 (1)根据题意弄清变量和不变量．如原线圈电压不变、原副线圈的 匝数比不变，其他物理量可能随电路的变化而发生变化． (2)弄清动态变化过程中的决定关系．如U2由U1决定、P1、I1由P2、 I2决定． (3)分析流程如下： U1 n1 ①由U ＝n 分析U2的情况． 2 2 U2 ②由I2＝ R 分析I2的情况． ③由P1＝P2＝I2U2判断输入功率的情况． ④由P1＝I1U1分析I1的变化情况．
【答案】
B
A．加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u＝20 2·cos(100πt) V B．在t＝0.01 s时，电压表的示数为20 V C．在t＝0.01 s时，电压表的示数为0 D．电阻R上消耗的电功率为0.8 W
【解析】 加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u＝20 2 sin(100πt) V，选项A错误；电压表示数等于副线圈输出电压，为4 V，选 项B、C错误；电阻R上消耗的电功率为P＝U2/R＝0.8 W，选项D正确．
根据部分电路欧姆定律可知U＝IR滑(1分) 解得R滑＝2.0×103 Ω(1分) U2 滑动变阻器消耗的电功率P＝ R ＝20 W(1分) P出 I2R1＋R滑 (3)电源的效率η＝ ＝ 2 ＝99.5%(3分) P总 I R1＋R滑＋r
【答案】
(1)U＝200 V
(2)20 W
(3)99.5%
【答案】
AC
1.知识归纳 (1)理想变压器的基本关系式 ①功率关系：P入＝P出． U1 n1 ②电压关系：U ＝n . 2 2 若n1＞n2，为降压变压器；若n1＜n2，为升压变压器． I1 n2 ③电流关系：只有一个副线圈时，I ＝n ； 2 1 有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋„＋UnIn.
【答案】 B
1．(2012· 北京高考)一个小型电热器若接在输出电压为10 V的直流 电源上，其消耗电功率为P；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消 P 耗的电功率为 2 .如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值 为( ) A．5 V B．5 2 V C．10 V D．10 2 V
U2 10 V2 【解析】 根据P＝ R ，对直流电有P＝ R ，对正弦式交流电 P U′ 有 2 ＝ R ，所以正弦式交流电的有效值为U′＝ A、B、D错误．
【答案】
AD
1.知识归纳
(1)交变电流的产生
2．对交流电“四值”的理解 (1)通常所说的电流值、电压值、电表的示数均为有效值． (2)只有正弦交流电，最大值等于有效值的 2倍． (3)计算用电器上消耗的热功率时，必须用电流的有效值，不可应 用平均值． (4)电动势的最大值与线圈匝数成正比，但线圈磁通量的最大值与 线圈匝数无关．
忽略射入小球对电路的影响，取g＝10 m/s2.求：
(1)A、B两金属板间的电压的大小U； (2)滑动变阻器消耗的电功率P滑；
(3)电源的效率η.
【规范解答】
(1)小球从B板上的小孔射入恰好到达A板的过程中，在电场
力和重力的作用下做匀减速直线运动，设A、B两极板间电压为U，根据动能定 1 理有－qU－mgd＝0－2mv2 0 解得U＝200 V(4分) (2)设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R滑，根据闭合电路欧姆定律可 知，电路中的电流I＝ E (2分) R1＋R滑＋r
【解析】 (1)电压表和电流表有2)R1＝ ＝ Ω＝4 Ω. I′1 0.8 (3)UR3＝I1R1－UR2＝0.75×4 V－2 V＝1 V UR3 1 I3＝ R ＝4 A＝0.25 A 3 E＝3.2 V＋0.8 A×(R4＋r) E＝3 V＋(0.25 A＋0.75 A)(R4＋r) R4＋r＝1 Ω E＝4 V 故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r.
直流电路与交流电路
1.常用的分析方法 (1)程序法：程序法分析动态变化问题可按以下步骤分析： ①由局部电阻变化判断总电阻的变化； E ②由I＝ 判断总电流的变化； R＋r ③据U＝E－Ir判断路端电压的变化； ④由欧姆定律及串、并联电路特点判断各部分电流、电压变化． (2)极限法：即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器 的滑动端分别滑至两个极端去讨论． (3)特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从 而得出结论．
1. (2012·广州期末)如图5－1－10所示电路，已知R3＝4 Ω，闭合电 键，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，经过一段时间，一个 电阻被烧坏(断路)，使电流表读数变为0.8 A，电压表读数变为3.2 V， 问：
(1)哪个电阻发生断路故障？
(2)R1的阻值是多少？ (3)能否求出电源电动势E和内阻r？ 如果能，求出结果；如果不能，说明理由．
【解析】 从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦交变电流的 感应电动势的一般表达式为e＝Emcos θ，且该式的成立与转轴的位置无 e Em 关(转轴平行于磁感线的情况除外)，则感应电流i＝R＝ R cos θ，由题给 Em 1 条件有：1＝ 2 ×2，Em＝4 V，则Im＝2 A，I有效＝ 2 A，电功率P＝I2 有效 2π R＝4 W，所以A正确，B错误；e＝4 cos ωt＝4 cos T t，即C正确；由Em 2π 2T 2T 2π ＝BSω＝Φm· 得Φm＝ π ，故Φ＝ π sin T t，即D错误． T
(2012·天津二模)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的 规律图象如图5－1－4甲所示，已知发电机线圈内阻为20.0 Ω，现外 接一只“100 V 125 W”的灯泡，如图5－1－4乙所示，则( A．此时刻线圈中感应电流为0 B．通过灯的电流随时间t的变化规律是 cos 100πt(A) C．灯泡能正常发光 D．灯泡的实际功率是80 W )
2
PR 10 2 ＝ 2 V，故交
流电源输出电压的最大值U′m＝ 2U′＝10 V，故选项C正确，选项
【答案】
C
2．如图5－1－5所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期 为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方 向平行时开始计时，线圈转过60° 时的感应电流为1 A．那么( A．线圈消耗的电功率为4 W B．线圈中感应电流的有效值为2 A 2π C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cos T t T 2π D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝πsin T t )
(2012·湖北黄冈模拟)如图5－1－1所示，平行金属板中带 电质点P原处于静止状态，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(
A．电压表读数减小
)
B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大
【解析】
当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4接入电路部分
2．(2012·武汉联考)如图5－1－3所示电路中，开关闭合稳定后，
某时刻理想电压表和电流表的读数都突然增大，造成这一现象的原
因是电阻元件发生短路或断路故障，则可能出现了下列哪种故障
(
)
A．R1断路 B．R1短路 C．R2断路 D．R3短路
【解析】 若R1断路，则外电压增大，电压表、电流表的读数均 增大；R1短路，则两表读数应为零；若R2断路则电流表读数减小致接 近零，电压表读数增大．若R3短路，回路的总电阻减小，由闭合电路 E 欧姆定律I＝ 得干路的总电流增大，所以U＝E－Ir电源的外电压减 R＋r 小，通过R1的电流减小；因I＝I1＋I2，所以通过电流表支路流增大，故 电压表和电流表的读数都突然增大，所以选项A、D正确．
2．分析的技巧
(1)当电路中某一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电 压都随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”．判断此类问题时，应 先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对 其他各部分电路产生的影响，一般是先分析固定电阻支路再分析变化
电阻支路．
(2)一个闭合电路就是一个整体，在研究电路的动态问题时，一定 要弄清电路的串、并联结构，同时要用整体的观点来看问题，还要善 于转换思维的角度“电压不行看电流”．
(2)原、副线圈中各量的因果关系 ①电压关系：U1决定U2.
②电流关系：I2决定I1.
③功率关系：P2决定P1. 上述决定关系是由变压器的原理及能量守恒确定的． (3)远距离输电 ①问题：电能的损失和电压的损失．
②关键：减少输电线上电能的损失，P损＝I2R线．
③方法：(ⅰ)减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料，加 大导线的横截面积；(ⅱ)提高输电电压，减小输电电流．
【解析】 由ω＝2πf可得通过灯泡的交变电流的频率是50 Hz，选 项A错误；矩形线圈在水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为 6 2 NBSω＝100× 25π ×0.5×10π V＝120 2 V，变压器输入电压为120 V， 由变压器变压公式可知，变压器原、副线圈匝数之比为10∶1，选项B 正确，C错误；若将灯泡更换为“12 V 24 W”且保证其正常发光，不 需要增大矩形线圈的转速，选项D错误．
(2012· 北京二模)如图5－1－6所示，匝数为100匝的矩形 6 2 线圈abcd处于磁感应强度B＝ 25π T的水平匀强磁场中，线圈面积S＝0.5 m2，内阻不计．线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω＝10π rad/s匀速转 动．线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入 一只“12 V 12 W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是( A．通过灯泡的交变电流的频率是50 Hz B．变压器原、副线圈匝数之比为10∶1 C．矩形线圈中产生的电动势的最大值为 120 V D．若将灯泡更换为“12 V 24 W”且保 证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速 )
【答案】
D
【解析】 交流电表的示数为有效值，故A、B两项均错误；P向 下滑动过程中，R变小，由于交流电源、原副线圈匝数不变，U1、U2 U2 I1 n2 n2 均不变，所以I2＝ 变大，由I ＝n ，得I1＝n I2变大，故C项正 R0＋R 2 1 1 确，D项错误．
【答案】 C
(12分)(2012· 济南模拟)在如图5－1－9所示的电路中，两
2．理想变压器的动态分析技巧 (1)根据题意弄清变量和不变量．如原线圈电压不变、原副线圈的 匝数比不变，其他物理量可能随电路的变化而发生变化． (2)弄清动态变化过程中的决定关系．如U2由U1决定、P1、I1由P2、 I2决定． (3)分析流程如下： U1 n1 ①由U ＝n 分析U2的情况． 2 2 U2 ②由I2＝ R 分析I2的情况． ③由P1＝P2＝I2U2判断输入功率的情况． ④由P1＝I1U1分析I1的变化情况．
【答案】
B
A．加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u＝20 2·cos(100πt) V B．在t＝0.01 s时，电压表的示数为20 V C．在t＝0.01 s时，电压表的示数为0 D．电阻R上消耗的电功率为0.8 W
【解析】 加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u＝20 2 sin(100πt) V，选项A错误；电压表示数等于副线圈输出电压，为4 V，选 项B、C错误；电阻R上消耗的电功率为P＝U2/R＝0.8 W，选项D正确．
根据部分电路欧姆定律可知U＝IR滑(1分) 解得R滑＝2.0×103 Ω(1分) U2 滑动变阻器消耗的电功率P＝ R ＝20 W(1分) P出 I2R1＋R滑 (3)电源的效率η＝ ＝ 2 ＝99.5%(3分) P总 I R1＋R滑＋r
【答案】
(1)U＝200 V
(2)20 W
(3)99.5%
【答案】
AC
1.知识归纳 (1)理想变压器的基本关系式 ①功率关系：P入＝P出． U1 n1 ②电压关系：U ＝n . 2 2 若n1＞n2，为降压变压器；若n1＜n2，为升压变压器． I1 n2 ③电流关系：只有一个副线圈时，I ＝n ； 2 1 有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋„＋UnIn.
【答案】 B
1．(2012· 北京高考)一个小型电热器若接在输出电压为10 V的直流 电源上，其消耗电功率为P；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消 P 耗的电功率为 2 .如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值 为( ) A．5 V B．5 2 V C．10 V D．10 2 V
U2 10 V2 【解析】 根据P＝ R ，对直流电有P＝ R ，对正弦式交流电 P U′ 有 2 ＝ R ，所以正弦式交流电的有效值为U′＝ A、B、D错误．
【答案】
AD
1.知识归纳
(1)交变电流的产生
2．对交流电“四值”的理解 (1)通常所说的电流值、电压值、电表的示数均为有效值． (2)只有正弦交流电，最大值等于有效值的 2倍． (3)计算用电器上消耗的热功率时，必须用电流的有效值，不可应 用平均值． (4)电动势的最大值与线圈匝数成正比，但线圈磁通量的最大值与 线圈匝数无关．
忽略射入小球对电路的影响，取g＝10 m/s2.求：
(1)A、B两金属板间的电压的大小U； (2)滑动变阻器消耗的电功率P滑；
(3)电源的效率η.
【规范解答】
(1)小球从B板上的小孔射入恰好到达A板的过程中，在电场
力和重力的作用下做匀减速直线运动，设A、B两极板间电压为U，根据动能定 1 理有－qU－mgd＝0－2mv2 0 解得U＝200 V(4分) (2)设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R滑，根据闭合电路欧姆定律可 知，电路中的电流I＝ E (2分) R1＋R滑＋r
【解析】 (1)电压表和电流表有2)R1＝ ＝ Ω＝4 Ω. I′1 0.8 (3)UR3＝I1R1－UR2＝0.75×4 V－2 V＝1 V UR3 1 I3＝ R ＝4 A＝0.25 A 3 E＝3.2 V＋0.8 A×(R4＋r) E＝3 V＋(0.25 A＋0.75 A)(R4＋r) R4＋r＝1 Ω E＝4 V 故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r.
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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)
内容索引
(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.
内容索引
内容索引
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
内容索引
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．
内容索引
2. 正弦式交流电“四值”的应用
内容索引
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：
内容索引
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”．
(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.
内容索引
内容索引
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
内容索引
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．
内容索引
2. 正弦式交流电“四值”的应用
内容索引
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：
内容索引
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”．
高中物理二轮专题复习课件专题四直流电路与交流电路
有功功率
在正弦稳态下，电阻消耗的功率 称为有功功率，它等于电压和电 流有效值的乘积及功率因数的余
弦值。
无功功率
电感和电容元件在正弦稳态下与电 源进行能量交换的功率称为无功功 率。无功功率反映了元件储存和释 放能量的能力。
视在功率
电压和电流有效值的乘积称为视在 功率，它反映了电源提供的总功率 。视在功率等于有功功率和无功功 率的矢量和。
开关型稳压电源特点
效率高、体积小、重量轻、输出电压稳定等。
XX
PART 06
实验技能培养与拓展延伸
REPORTING
直流电路基本测量技能训练
电流表与电压表的使用
掌握电流表与电压表的正确使用方法，包括量程选择、接线方式 、读数方法等。
电阻的测量
学习使用欧姆表或伏安法测量电阻，理解电阻的概念及其在电路中 的意义。
XX
高中物理二轮专题复
习课件专题四直流电
路与交流电路
汇报人：XX
20XX-01-14
REPORTING
• 直流电路基本概念与规律 • 复杂直流电路分析方法 • 交流电路基本概念与规律 • 复杂交流电路分析方法 • 直流-交流转换器件工作原理及应用 • 实验技能培养与拓展延伸
目录
XX
PART 01
以节点电压为未知量，列写节点电流 方程，求解各节点电压。此方法适用 于节点数较少的电路。
叠加定理与戴维南定理应用
叠加定理
在线性电路中，任一支路的电流或电压等于各个独立电源单 独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。此定理适用 于分析多个独立电源作用的电路。
戴维南定理
任何一个含独立源、线性电阻和受控源的一端口网络，对外 电路来说，总可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置 换。此定理适用于求解复杂电路中的某一支路电流或电压。
在正弦稳态下，电阻消耗的功率 称为有功功率，它等于电压和电 流有效值的乘积及功率因数的余
弦值。
无功功率
电感和电容元件在正弦稳态下与电 源进行能量交换的功率称为无功功 率。无功功率反映了元件储存和释 放能量的能力。
视在功率
电压和电流有效值的乘积称为视在 功率，它反映了电源提供的总功率 。视在功率等于有功功率和无功功 率的矢量和。
开关型稳压电源特点
效率高、体积小、重量轻、输出电压稳定等。
XX
PART 06
实验技能培养与拓展延伸
REPORTING
直流电路基本测量技能训练
电流表与电压表的使用
掌握电流表与电压表的正确使用方法，包括量程选择、接线方式 、读数方法等。
电阻的测量
学习使用欧姆表或伏安法测量电阻，理解电阻的概念及其在电路中 的意义。
XX
高中物理二轮专题复
习课件专题四直流电
路与交流电路
汇报人：XX
20XX-01-14
REPORTING
• 直流电路基本概念与规律 • 复杂直流电路分析方法 • 交流电路基本概念与规律 • 复杂交流电路分析方法 • 直流-交流转换器件工作原理及应用 • 实验技能培养与拓展延伸
目录
XX
PART 01
以节点电压为未知量，列写节点电流 方程，求解各节点电压。此方法适用 于节点数较少的电路。
叠加定理与戴维南定理应用
叠加定理
在线性电路中，任一支路的电流或电压等于各个独立电源单 独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。此定理适用 于分析多个独立电源作用的电路。
戴维南定理
任何一个含独立源、线性电阻和受控源的一端口网络，对外 电路来说，总可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置 换。此定理适用于求解复杂电路中的某一支路电流或电压。
高考物理二轮复习4.1直流电路与交流电路课件(共25张PPT)
B [滑片向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，整个 电路电阻增大，干路电流减小，A1 示数减小，A 错误；内电压减小， 外电压增大，R1 两端的电压增大，则通过 R1 的电流增大，而干路电 流减小，则 A2 的示数减小，B 正确；电容器两端的电压增大，所以 电容器的带电荷量增大，C 错误；通过内电阻的电流减小，则由 P ＝I2r，可知，电源内阻消耗的电功率减小，D 错误。]
D [由于输电线总电阻为 R，输电线上有电压降，U 线＜U2。根 据欧姆定律得 I2＝UR线<UR2，故 A 错误；输电线上有功率损失 ΔP＝ΔRU2， ΔU<U2，故 B 错误；根据 P＝UI 知在功率不变的情况下，增大 U，I 减小，故 C 错误；理想变压器不改变电功率，U2I2＝U1I1，故电厂输 送电功率为 U2I2，故 D 正确。]
2．求解功率最大值问题的 2 点技巧 (1)定值电阻的功率：P 定＝I2R R 为定值电阻，P 定只与电流有关系，当 R 外最大时，I 最小，P 定最小，当 R 外最小时，I 最大，P 定最大。 (2)电源的输出功率：P 出＝rE＋2RR外外2＝R外R－外Er22＋4r。当 R 外＝r 时，P 出＝E4r2最大。
(甲)
(乙)
( 丙)
(丁)
A [在图(甲)位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零， A正确；从图(乙)位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关 系式为i＝Imcos ωt，B错误；在图(丙)位置时，线圈中的磁通量 最大，磁通量的变化率最小，感应电流为0，C错误；在图(丁) 位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为d→c，D错误。]
[典例2] (2021·山东济南高三模拟)如图所示，R1为定值电阻、R为滑动变阻 器、C为电容器，闭合开关S，当滑片P向上移动时，下列说法正确的是
高考物理二轮突破课件1-5-1直流电路与交流电路
1－2.(2014·湖北重点中学联考)(多选)如图所示电路中，电源
基 础
内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表．当滑动变阻器
R2 的
规 范
记 忆
滑动触头 p 移动时，关于两个电压表 V1 与 V2 的示数，下列判断
解 题
正确的是( )
热 点 盘 点
提 能 专 训
[二轮备考讲义] 第一部分 专题五 第1讲 第24页
基 础
电容器两端的电压等于 R1 两端的电压，增大 R1 的阻值，R1 两端
规 范
记 忆
的电压增大，电容器两端的电压增大，由 E＝Ud 可知，电容器两
解 题
极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，
热 会向上运动，A 项错误；增大 R2 的阻值不改变电路中的总电阻，
点
盘 点
不改变
R1 两端的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，B
解 题
交流电特点的物理量：
(1)周期、频率、角速度，描述交流电变化快慢；
提
热 点
(2)交流电的瞬时值、峰值、有效值和平均值．
能 专
盘
点
5．(1)功率关系：P 入＝P 出
训
(2)电压关系：UU12＝nn12
[二轮备考讲义] 第一部分 专题五 第1讲 第11页
名师伴你行 ·高考二轮复习 ·物理
若 n1＞n2，为降压变压器；若 n1＜n2，为升压变压器
分电压、电流或灯泡明暗发生变化，分析此类问题的基本步骤：
热 点 盘 点
提 能 专 训
[二轮备考讲义] 第一部分 专题五 第1讲 第20页
名师伴你行 ·高考二轮复习 ·物理
2．可直接应用“部分电路中 R、I、U 的关系”中的两个结
高考物理二轮复习第一部分专题五电路和电磁感应第1讲直流电路与交流电路课件
考向四 电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小)．
第八页，共50页。
考向一
研考向 融 会贯通
提能力 强 化闯关
限时 规范训练
试题(shìt解í)析(jiě x答ī)案(dá
考向一 考向二
考向三
考向四
[题组突破] 1．(多选)在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，R 为滑动变阻器，现将 滑动变阻器的滑片向上移动，下列说法正确的是(AB ) A．灯泡 L1 变亮 B．灯泡 L2 变暗 C．电压表读数增大 D．电源内阻消耗功率减小
考向四
第十页，共50页。
考向一
研考向 融 会贯通
提能力 强 化闯关
限时 规范训练
试题(shìt解í)析(jiě 答xī案) (dá
考向一
考向二
2．(多选)在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R1 是半导 体制成的 NTC 热敏电阻，其阻值随着温度的升高而减小，R2、R3 为定值电 阻，C 为电容器，L 为小灯泡，电流表内阻可忽略．当电路所处环境温度下 降时，则(BD )
第九页，共50页。
考向一
研考向 融 会贯通(róng huì guàn
tōng)
提能力 强化 闯关
限时
规范训练
试题(shìtí解) 析(jiě
考向一
考向二
考向三
将滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的阻值减小，根据“串反并同”可 知灯泡 L1 变亮，灯泡 L2 变暗，电压表读数减小，选项 A、B 正确，选项 C 错误；回路中的总电流增大，电源内阻消耗的功率增大，选项 D 错误．
Em，有效值为
E＝Em，由闭合电路欧姆定律得 2
E＝U＋Ir，I＝UR，联立解得
Em＝ 2U(1＋Rr )，选项 C 错误．从线圈转到中性面开始计时，发电机产生的
第八页，共50页。
考向一
研考向 融 会贯通
提能力 强 化闯关
限时 规范训练
试题(shìt解í)析(jiě x答ī)案(dá
考向一 考向二
考向三
考向四
[题组突破] 1．(多选)在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，R 为滑动变阻器，现将 滑动变阻器的滑片向上移动，下列说法正确的是(AB ) A．灯泡 L1 变亮 B．灯泡 L2 变暗 C．电压表读数增大 D．电源内阻消耗功率减小
考向四
第十页，共50页。
考向一
研考向 融 会贯通
提能力 强 化闯关
限时 规范训练
试题(shìt解í)析(jiě 答xī案) (dá
考向一
考向二
2．(多选)在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R1 是半导 体制成的 NTC 热敏电阻，其阻值随着温度的升高而减小，R2、R3 为定值电 阻，C 为电容器，L 为小灯泡，电流表内阻可忽略．当电路所处环境温度下 降时，则(BD )
第九页，共50页。
考向一
研考向 融 会贯通(róng huì guàn
tōng)
提能力 强化 闯关
限时
规范训练
试题(shìtí解) 析(jiě
考向一
考向二
考向三
将滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的阻值减小，根据“串反并同”可 知灯泡 L1 变亮，灯泡 L2 变暗，电压表读数减小，选项 A、B 正确，选项 C 错误；回路中的总电流增大，电源内阻消耗的功率增大，选项 D 错误．
Em，有效值为
E＝Em，由闭合电路欧姆定律得 2
E＝U＋Ir，I＝UR，联立解得
Em＝ 2U(1＋Rr )，选项 C 错误．从线圈转到中性面开始计时，发电机产生的
高考二轮物理资料第一讲 直流电路与交流电路PPT
1．(2020·全国卷Ⅰ)图(a)所示的电路中，K 与 L 间接一智能电
源，用以控制电容器 C 两端的电压 UC。如果 UC 随时间 t
的变化如图(b)所示，则下列描述电阻 R 两端电压 UR 随时
间 t 变化的图像中，正确的是
பைடு நூலகம்
()
解析：由图(b)可知，在 0～1 s 时间内，电容器两极板之间 电压为零，说明电容器没有充、放电，电路中没有电流， 根据欧姆定律可知电阻 R 两端电压为零；在 1～2 s 时间内， 电容器两极板之间电压均匀增大，根据 I＝ΔΔqt ＝CΔΔUt ，可 知电路中有恒定电流对电容器充电，则电阻 R 两端电压恒 定；在 2～3 s 时间内，电容器两极板之间电压恒定且不为 零，说明电容器所带电荷量不变，电路中没有电流，电阻 R 两端电压为零；在 3～5 s 时间内，电容器两极板之间电 压均匀减小，说明电容器均匀放电，则电路中有反方向恒 定电流，且电流小于充电电流，电阻 R 两端电压恒定，且 电压小于 1～2 s 时电阻 R 两端电压。所以，电阻 R 两端电 压 UR 随时间 t 变化的图像正确的是 A。 答案：A
2．[多选](2020·江苏高考)某汽车的电源与启动电机、车灯连接
理想变压器 全国卷 未考 未考
的规律及应用 Ⅲ·T20
未考
远距离输 电问题
全国卷 未考 未考
Ⅱ·T19
未考
2016 全国卷 Ⅰ·T16 全国卷 Ⅲ·T19
未考
课堂
重点攻坚
——超分有重点，超越不畏艰
释疑 4 大考点
考点一 直流电路的分析与计算 直流电路的分析与计算问题，高考很少单独考查，但是有 关知识是电学实验的基础。直流电路的动态变化问题是该部分 的难点，解决此类问题时可以应用程序法分析，也可以应用 “串反并同”结论法进行快速判断。
第1章直流电路与交流电路电子教案讲义教材
1. 电流是由电荷的定向移动而形成的，习惯上规定正电荷的移动方向表示电流的实 际方向。电流的大小和方向均不随时间变化的电流叫恒定电流，简称直流(Direct Current)。简称为DC。在外电路，电流由正极流向负极；在内电路，电流由负极 流向正极。 电流的单位是A(安培)，简称安。单位还有kA（千安） mA(毫安)、μA(微安)，其 换算关系为：1 kA = 1000A ；1 A = 1000 mA； 1mA = 1000μA。 2. 电场力把单位正电荷从电场中点A移到点B所做的功WAB称为A、B间的电压用 UAB表示，是表征电场力做功本领的物理量。它在数值上等于电场中两点之间的 电位差，电路中某点的电位就是该点与参考点之间的电压。 电压的单位为V(伏特)，简称伏。计算较大的电压时用kV(千伏)，计算较小的电压 时用mV(毫伏)。其换算关系为：1 kV = 1000V ；1 V = 1000m V。 电压的实际方向规定为从高电位点指向低电位点，即由“+”极指向“－”极，因 此，在电压的方向上电位是逐渐降低的。
例：有一电路图如图1.2.4所示，已知E1=7.5V，E2=15V，R1=5 ， R2=5 ，R3=5 ，求各支路电流及各电阻的电压？
2020/10/13
图1.2.4
图1.2.5
图1.2.6
2020/10/13
图1.2.7
解：根据支路电流法步聚1定出各支路电流参考方向，如图1.2.5并
列出节点电流方程
2020/10/13
1.2直流电路基本计算
1.2.1常见的电路元件
1、电阻 电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，例如灯泡、电热炉等电器。 电阻值用R来表示,国际单位制为欧姆( )。常用的电阻单位还有千欧(k )、兆欧 (M )，它们与的换算关系为 1 k = 1000 1 M = 1000K 任何物体都有电阻，当有电流流过时，都要消耗一定的能量，电阻是导体本身具 有的属性。 电阻阻值除可以用仪表测量外，也可直接从电阻的色环中读出 “色环” 就是在电阻上用不同颜色的环来表示电阻的规格。４环电阻，一般是碳 膜电阻，用３个色环来表示阻值，用 １个色环表示误差，多数为金色5% 。５环 电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用４个色环表示阻值，另一个色环 也是表示误差，多数为棕色1% ；6环电阻是高精密电阻，用在高精密电子领域， PPM是指温度飘移1PPM等于一百万分之一。
例：有一电路图如图1.2.4所示，已知E1=7.5V，E2=15V，R1=5 ， R2=5 ，R3=5 ，求各支路电流及各电阻的电压？
2020/10/13
图1.2.4
图1.2.5
图1.2.6
2020/10/13
图1.2.7
解：根据支路电流法步聚1定出各支路电流参考方向，如图1.2.5并
列出节点电流方程
2020/10/13
1.2直流电路基本计算
1.2.1常见的电路元件
1、电阻 电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，例如灯泡、电热炉等电器。 电阻值用R来表示,国际单位制为欧姆( )。常用的电阻单位还有千欧(k )、兆欧 (M )，它们与的换算关系为 1 k = 1000 1 M = 1000K 任何物体都有电阻，当有电流流过时，都要消耗一定的能量，电阻是导体本身具 有的属性。 电阻阻值除可以用仪表测量外，也可直接从电阻的色环中读出 “色环” 就是在电阻上用不同颜色的环来表示电阻的规格。４环电阻，一般是碳 膜电阻，用３个色环来表示阻值，用 １个色环表示误差，多数为金色5% 。５环 电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用４个色环表示阻值，另一个色环 也是表示误差，多数为棕色1% ；6环电阻是高精密电阻，用在高精密电子领域， PPM是指温度飘移1PPM等于一百万分之一。
高中物理二轮复习《直流电与交流电》
P UI P EI U Eη===外 专题四 电路和电磁感应 第一讲 直流电路与交流电路何洁知识主干一、电功和电热电功W ＝qU ＝UIt ；电热Q ＝I 2Rt.(1)对纯电阻电路，电功等于电热，即电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，所以W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2Rt. (2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能(如机械能或化学能等)，所以电功必然大于电热，即W>Q ，这时电功只能用W ＝UIt 计算，电热只能用Q ＝I 2Rt 计算，两式不能通用．（3）电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能；流经非纯电阻电路，消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能．(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= IE②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，计算式为：P 外= IU 外 .④电源的效率： ⑤电源的输出功率与外电阻R 的关系： 因此可知当电源内外电阻相等时，输出功率最大。
当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小．当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．当R 由小于r 增大到大于r 时，随着R 的增大输出功率先增大后减小(非单调变化)．4．含容电路的分析技巧电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的电压一定为零(有阻无流，则无电压)．二、交变电流2222()()4RE E P UI R r R r r R ===-++外交变电流的“四值”(1)变压器原、副线圈基本量的关系若升压变压器输出功率为P ，输出电压为U ，降压变压器得到功率为P'，电压为U'，则：输电电流 线R U U U P I '-==…………① 输电线损耗功率 )()(22U U I RU U R I P P P '-='-=='-=线损……② 由U P I R I P ==及线耗2可推得 线损R U P P 22=……③ 由③知，输电电压增大到原来的n 倍，输电导线上损耗功率减少到原来的21n 。
高考物理二轮复习第1部分专题5电路和电磁感应第1讲直流电路和交流电路课件
图 5－1－3 B．2 Ω D．4 Ω
解析 当断开 S 时，电压表的读数等于电源的电 动势，即 E＝3 V；当闭合 S 时，有 U＝IR，又由闭合 电路欧姆定律可知，I＝R＋E r，联立解得 r＝1 Ω，A 正确，BCD 错误。
答案 A
［命题研究］
题型 分值 难度
命题 热点
考点 预测
以选择题为主 0～6分 选择题为中、低档
与磁场方向平行时开始计时，闭合开关 S，线圈转动 过程中理想交流电压表示数是 10 V，图乙是矩形线圈 磁通量 Φ 随时间 t 变化的图象，则下列说法正确的是
图 5－1－7
A．电阻 R2 上的热功率为57W B．0.02 s 时滑动变阻器 R 两端的电压瞬时值为零 C．线圈产生的感应电动势随时间 t 变化的规律是 e＝10 2cos 100πt(V) D．线圈开始转动到 t＝6100s 的过程中，通过 R1 的电荷量为2002π C
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休 睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对 哦~
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)。 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。
＝(10U1＋200－10U1) V＝200 V，即输出电压增加 200
V，ABC 错误，D 正确。
答案 D
4．(2019·江苏卷)如图 5－1－3 所示的电路中，电 阻 R＝2 Ω。断开 S 后，电压表的读数为 3 V；闭合 S 后，电压表的读数为 2 V，则电源的内阻 r 为
高考物理二轮复习第一部分专题四电路与电磁感应第一讲直流电路与交流电路课件.ppt
2019-9-11
谢谢关注
16
2019-9-11
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 [题眼点拨] ①“半圆形导线框”说明转动过程中一
直有感应电流；②“扇形导线框”说明转动过程中只有
解析：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；
2019-9-11
谢谢关注
25
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 然静止，故 B 错误；开关 S 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，
2019-9-11
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11
2019-9-11
[题眼点拨] ①“一电阻接到方波交流电源上，在一
个周期内产生的热量为 Q1”说明 Q1＝uR20T；②“该电阻
接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为 Q2”
说明
Q2＝2uR20 T. 解析：正弦交变电流的电压有效值为
u0
，而方波交
2
流电的有效值为 u0，根据焦耳定律和欧姆定律，Q＝UR2T
2019-9-11