物理二轮 第一部分 专题七 学案 直流电路和交流电路
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
届新高考物理二轮 复习 强化导学案 直流电路和交流电路Word版含解析
题型一直流电路的分析1.(2020·江苏卷)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时()A．车灯的电流变小B．路端电压变小C．电路的总电流变小D．电源的总功率变大解析：车灯突然变暗，说明车灯的电流变小，A正确；路端电压U＝IR，车灯的电流变小，则路端电压变小，B正确；路端电压U＝E －I总r，U变小，说明总电流I总变大，C错误；电源的总功率变大P ＝I总E，因为I总变大，所以电源的总功率变大，D正确．答案：ABD2.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是()A．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小解析：由题图知电压表测量路端电压，电流表A1测量流过R1的电流，电流表A2测量流过R2的电流．R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，即电压表示数U减小，R3电压增大，R1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大．故A、C、D错误，B正确．答案：B3.如图所示的电路中，电源电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω，电阻R2＝6 Ω，电容为1μF的平行板电容器水平放置且下极板接地．当滑动变阻器R1的滑片处于b端时，有一带电油滴位于板间正中央P点且恰好处于静止状态．下列说法正确的是()A．此时P点电势为6 VB．电容器上极板所带电荷量为6×10－6 CC．若仅将电容器上极板缓慢上移少许，则P点电势不变D．若仅将滑片P从b端向a端缓慢移动少许，则油滴将向下移动解析：由闭合电路的欧姆定律可知：路端电压U＝R2R2＋rE＝6 V，那么电容器两极的电势差为6 V，又有下端接地，故电势为零，那么P点电势为12U＝3 V，故A错误；电容器上极板所带电荷量Q＝CU＝1×10－6×6 C＝6×10－6 C，故B正确；移动电容器上极板，电容器两端电势差不变；又有两极板间距离增大，故电场强度减小；又有P点到下极板的距离不变，故电势差减小，那么，P点电势减小，故C错误；滑片P从b端向a端移动，那么外电路电阻增大，所以路端电压增大，故两极板电势差增大，极板间场强增大，那么，油滴受到的电场力增大；油滴受重力和电场力作用，故有开始时油滴静止可知：电场力方向向上，那么，移动滑片后油滴合外力向上，故油滴向上运动，故D 错误．答案：B题型二交变电流的产生及描述4．(多选)如图1所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的金属正方形线圈abcd以垂直磁感线的cd边为转动轴匀速转动，线圈产生的交变电动势图象如图2所示，则下列说法正确的是()A．t＝3 s时刻通过线圈的磁通量为零B．t＝3 s时刻通过线圈的磁通量最大C．此交变电动势的频率为50 HzD．线圈电动势瞬时值的表达式为16 sin 50πt(V)解析：由图2可知，当t＝3 s时，感应电动势最大，则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大，磁通量为零．故A正确，B错误；由图2可知，交流电的周期为0.04 s，则此交变电动势的频率为：f＝1T＝10.04Hz＝25 Hz，故C错误；由图2可知，交流电压的最大值为16 V，ω＝2πT＝50π，则线圈电动势瞬时值的表达式为16sin 50πt (V)，故D 正确． 答案：AD5.(多选)如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先后两次转速之比为3∶2C ．交流电a 的瞬时值表达式为u ＝10sin 5πt (V)D ．交流电b 的最大值为203V 解析：在图中t ＝0时刻，感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，A 错误；a 的周期为0.4 s ，b 的周期为0.6 s ，转速与周期成反比，所以转速之比为3∶2，B 正确；交流电的瞬时值表达式为u ＝U m sin ωt ，所以a 的瞬时值表达式为u ＝10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π0.4t ＝10sin 5πt (V)，C 正确；由U m ＝NBSω，可知角速度变为原来的23，则最大值变为原来的23，交流电b 的最大值为203V ，D 正确． 答案：BCD6．图1中，单匝矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动．改变线圈的转速，穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中图线甲、乙的规律变化．设线圈的电阻为1.0 Ω，则( )A．图线甲对应线圈在t＝0时产生的感应电动势最大B．图线甲、乙对应的线圈在t＝2.0 s时，线圈平面均平行于磁感线C．图线甲、乙对应的线圈转速之比为4∶5D．图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5π A解析：在t＝0时，Φ甲最大，则产生的感应电动势最小，故A错误；因为在t＝0.2 s×10＝2.0 s时，Φ甲＝Φ乙＝0，所以线圈平面均平行于磁感线，故B正确；由图可知甲、乙图线对应的周期之比为4∶5，而线圈的转速n＝1T，所以图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4，故C错误；甲图线对应的线圈中交流电压的峰值E m＝BSω＝Φmω＝0.4×2π0.16V＝5π V，电流的峰值I m＝E mR＝5π A，故D项错误．答案：B题型三变压器及远距离输电7.(2020·江苏卷)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示．其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上．则电流互感器()A．是一种降压变压器B．能测量直流电路的电流C．原、副线圈电流的频率不同D．副线圈的电流小于原线圈的电流解析：根据U1U2＝n1n2，因为n1<n2，所以是一种升压变压器，A错误；不能测量直流电路的电流，B错误；原、副线圈电流的频率相同，C错误；根据I2I1＝U1U2＝n1n2，因为n1<n2，所以副线圈的电流小于原线圈的电流，D正确．答案：D8．有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡．当S断开时，灯L1正常发光．保持原线圈输入电压不变，S闭合后，下列说法正确的是()A．电阻R消耗的功率增大B．原线圈的输入电流减小C．原、副线圈的电压比增大D．灯L1、L2都能正常发光解析：当S闭合后，电路的电阻减小，副线圈的电流增大，所以电阻R两端的电压增大，故R消耗的功率增大，故A正确；变压器原副线圈的匝数不变，故原副线圈中电流之比不变，副线圈中电流增大，故原线圈中电流也增大，故B错误；因线圈匝数之比不变，故原副线圈中电压比不变，故C错误；当S闭合后，电路的电阻减小，副线圈的电流增大，所以通过电阻R的电压增大，灯泡两端的电压减小，灯L1、L2都不能正常发光，故D错误．答案：A9.如图所示的电路中，R为光敏电阻(增大照射光的强度电阻会减小)、C为电容器，灯泡L的额定电压为50 V，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1.闭合开关S，在a、b两端输入正弦式交变电流u ＝1002sin 10πt(V)，则下列说法正确的是()A．灯泡会正常发光B．光敏电阻中的电流和灯泡中的电流相等C．增大照射光的强度照射光敏电阻，灯泡会变亮D．断开开关S，灯泡会熄灭解析：由题可知，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，原线圈两端的电压的有效值为100 V，根据U1U2＝n1n2，可知副线圈两端的电压的有效值为50 V，由于电容器和光敏电阻都会阻碍交变电流的通过，因此灯泡两端的电压小于50 V，不会正常发光，A错误；由于电容器能通交流，因此光敏电阻R中的电流小于灯泡中的电流，B错误；增大照射光的强度照射光敏电阻，光敏电阻的阻值减小，因此灯泡中的电流增大，灯泡会变亮，C正确；断开开关S，由于电容器能通交流，因此灯泡不会熄灭，D错误．答案：C10.如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是()A．原、副线圈匝数之比为1∶9B．原、副线圈匝数之比为9∶1C．此时a和b的电功率之比为10∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶10解析：灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U，则说明原线圈输入电压为9U，输出电压为U；则可知，原副线圈匝数之比为9∶1，故A错误，B正确；根据公式I1I2＝n2n1可得I1I2＝19，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P＝UI可得两者的电功率之比为1∶9；故C错误，D错误．答案：B题型四综合练11．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为m，降压变压器的原副线圈匝数比为n，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为一理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数减小了ΔU，则下列判断正确的是()A．电流表A2的示数增大了ΔU RB．电流表A1的示数增大了nΔU RC．电压表V1的示数减小了ΔUD ．输电线损失的功率增加了⎝ ⎛⎭⎪⎫n ΔU R 2R 解析：由U U 1＝m 得U 1＝U m ，由于U 、m 不变，故U 1不变，故C 错误；设降压变压器的输入电压为U ′，则U ′＝U 1－I 1R ，由U ′U 2＝n 得，U 2＝1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫U m －I 1R ，则ΔU ＝－R n ΔI 1，由此可见，电流表A 1的示数增大了n ΔU R ，即B 正确；由I 1I 2＝1n得I 2＝nI 1，由此可知，I 2增大了n 2ΔU R ，故A 错误；输电线损失的功率增加量ΔP ＝(I 1＋ΔI 1)2R －I 21R ＝2I 1ΔI 1·R ＋ΔI 21R ≠⎝ ⎛⎭⎪⎫n ΔU R 2R ，故D 错误． 答案：B12.如图所示，直角三角形导线框OPQ 放置在磁感应强度大小为B ，方向垂直于OQ 向右的匀强磁场中，且OP 边的长度为L ，∠POQ ＝θ.当导线框绕OQ 边以角速度ω逆时针转动(从O 向Q 观察)时，下列说法正确的是( )A ．导线框OPQ 内无感应电流B ．导线框OPQ 内产生大小恒定，方向周期性变化的交变电流C ．P 点的电势始终大于O 点的电势D ．如果截去导线PQ ，则P 、O 两点的电势差的最大值为12BL 2ωsin θcos θ解析：导线框OPQ 内，只有边长OP 做切割磁感线运动，产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可求得感应电动势的大小为E ＝BL ·L sin θ2·ωcos θsin ωt ＝12BL 2ωsin θcos θsin ωt ，故导线框OPQ 内产生正弦式交变电流，故A 、B 错误；由于导体框OPQ 内产生正弦式交变电流，P 点的电动势与O 点的电动势大小成周期性变化，故C 错误；如果截取导线PQ ，则没有感应电流，但PQ 两点的电势差U ＝BL L sin θ2ωcos θsin ωt ＝12BL 2ωsin θcos θsin ωt ，故最大值为12BL 2ωsin θcos θ，故D 正确．答案：D13．(多选)如图所示，面积S ＝0.5 m 2、n ＝50匝、电阻不计的矩形闭合导线圈ABCD 处于磁感应强度大小为B ＝210T 的水平匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝200 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈1相连，副线圈2接入一只“220 V 100 W”的灯泡甲，副线圈3接入一只“110 V 60 W”的灯泡乙与滑动变阻器，已知当滑动变阻器的滑片处于最左端时两灯均正常发光，交流电流表的量程为0～0.6 A ，且为理想电表．下列说法正确的是( )A ．从图示位置计时，线框中交变电压瞬时值的表达式为e ＝5002sin 200t VB ．当两灯正常发光时，交流电流表的示数为0.30 AC ．变压器线圈的匝数之比为n 1∶n 2∶n 3＝50∶22∶11D ．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数增大解析：图示位置穿过线框的磁通量最大，电动势的最大值E m ＝nBSω＝50×210×0.5×200 V＝500 2 V．图示位置穿过线框的磁通量最大，导线框中产生交变电压的表达式为u＝5002sin 200t V．故A 正确；变压器副线圈2中的电功率为100 W，变压器副线圈3中电功率为60 W，则变压器原线圈中的电功率为160 W，所以变压器原线圈中电流强度I1＝P1U1＝160500A＝825A．故B错误；电动势的最大值为500 2 V，则交流电压的有效值500 V．滑动变阻器的滑片处于最左端时接入电路中的电阻值为0；根据电压之比等于匝数比，则原副线圈的匝数比＝500∶220∶110＝50∶22∶11，故C正确，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入副线圈的电阻值增大，所以副线圈3中的电流值减小，输出功率与输入功率都减小，所以电流表的示数减小，故D错误．答案：AC14．(多选)如图所示的电路中，E为电源，内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻(其阻值随光照的增强而减小)．电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法正确的是()A．若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点的电势能增大C．若光照变强，则小球会向上运动D．若光照变强，则A、B间电路的功率变大解析：R2与电容器C串联，若只是将R2的滑片上移，对电路没有影响，电压表示数不变，A项错误；若只是将电容器上极板上移，则电容器两端电压U C不变，两极板间距d增大，场强E减小，P点的电势减小，由题分析可知小球带负电，则小球在P点的电势能增大，B 项正确；若光照变强，则光敏电阻R3的阻值减小，灯L和R3两端电压减小，电容器两端电压减小，两极板间场强E减小，小球所受电场力减小，球会向下运动，C项错误；将R1视为电源一部分，则等效电源内阻阻值为2r，而A、B间L和R3的总电阻为R L＋R3＝2r＋R3＞2r，若光照变强，则R3的阻值减小，A、B间电路的功率变大，故D项正确．答案：BD。
高考物理二轮复习第17讲直流电路和交流电路问题课件
一、直流电路的分析（多维探究类考点） 题点(一) 直流电路的动态分析 1．程序判断法
遵循“局部—整体—部分”的思路，按以下步骤分析：
2．直观判断法 利用下面两个结论直接地得到结果： (1)任一电阻 R 阻值增大，必引起该电阻中电流 I 的减小和 该电阻两端电压 U 的增大。 (2)任一电阻 R 阻值增大，必将引起与之并联的支路中电 流 I 并的增大和与之串联的各电路电压 U 串的减小。
[解析] 滑片 P 左移时，滑动变阻器连入电路的阻值增 大，根据串反并同规律知，电压表 V1 的读数增大，电压表 V2 的读数减小，电流表 A 的读数减小，A、B 错误，D 正 确；视 r＋R1＋R2 为电源的等效内电阻，根据电源的输出功 率与外电阻的关系知，由于电阻 RP 与 r＋R1＋R2 的大小关 系未知，因此电阻 RP 消耗的功率是增大还是减小无法判断， 由于电容器 C 两端的电压增大，处于充电状态，其所带电 量增加，C 错误。
适用
[思路点拨] (1)电源的 U-I 图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率 的绝对值表示电源的内阻。 (2)电阻的 U-I 图像与电源的 U-I 图像的交点坐标的含义 是用该电源和该电阻组成电路时的路端电压和电流值，纵坐 标与横坐标的比值表示此时的外电阻，纵坐标与横坐标的乘 积等于此时的输出功率。
[答案] AC
题点(三) 闭合电路的图像问题
[例 3] 如图所示，直线 A 为某电源的 U-I
图线，曲线 B 为某小灯泡的 U-I 图线的一部分，
用该电源和小灯泡组成闭合电路，下列说法中
正确的是
()
A．此电源的内阻为 0.5 Ω
B．电源的总功率为 10 W
C．电源的输出功率为 8 W
D．由于小灯泡的 U-I 图线是一条曲线，所以欧姆定律不
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。
物理二轮复习第一部分第12讲直流电路和交流电路学案
专题四电路和电磁感应1．电磁感应部分：以考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用为主，多涉及牛顿运动定律、电功和电热等力电综合问题．考查形式为选择题或计算题．2．恒定电流部分：以选择题的形式考查动态电路、电路故障、含电容电路和含电表电路等问题的分析．3．交变电流部分:以选择题的形式考查交变电流有效值与峰值的关系、理想变压器的原理．复习时应理清各个基本概念，熟记各公式及适用条件，掌握交流电“四值"的特点及适用范围，注意训练和掌握闭合电路的动态分析问题、含电容电路的分析问题、变压器电路的动态分析问题及电磁感应与电路相综合问题的分析思路与方法，强化电磁感应图象问题的训练，提高解决与实际生活、生产科技相结合的实际问题的能力．第12讲直流电路和交流电路1．纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较．(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＝UIt＝错误!t＝I2Rt，P＝UI＝错误!＝I2R.（2)非纯电阻电路:电功W＝UIt，电功率P＝UI,电热Q＝I2Rt，电热功率P热＝I2R，电功率大于电热功率，即W〉Q，故求电功、电功率只能用W＝UIt、P＝UI，求电热、电热功率只能用Q＝I2Rt、P热＝I2R。
2．电源的功率和效率．（1）电源的几个功率．①电源的总功率：P总＝EI。
②电源内部消耗的功率：P内＝I2r。
③电源的输出功率：P出＝UI＝P总－P内．(2)电源的效率η＝错误!×100％＝错误!×100％。
3．交流电的“四值"．（1）最大值E m＝NBSω，电容器的击穿电压指最大值．（2）瞬时值（从中性面开始计时)e＝NBSωsin ωt.(3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝错误!；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:E＝n错误!，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)功率关系：P入＝P出．（2）电压关系:错误!＝错误!。
第1章直流电路与交流电路电子教案讲义教材
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 。
2021-2022年高考物理二轮专题突破专题七电磁感应和电路2直流电路和交流电路教案
2021-2022年高考物理二轮专题突破专题七电磁感应和电路2直流电路和交流电路教案一、学习目标1、掌握直流电路常用的的动态分析方法2、掌握解决交变电流的产生和描述的基本方法3、学会解决变压器和远距离输电问题4、学会交变电流的综合问题分析 二、课时安排 2课时 三、教学过程 （一）知识梳理1.纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较(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 ＝UIt ＝U 2R t ＝I 2Rt ，P ＝UI ＝U 2R＝I 2R .(2)非纯电阻电路：电功W ＝UIt ，电功率P ＝UI ，电热Q ＝I 2Rt ，电热功率P 热＝I 2R ，电功率大于电热功率，即W >Q ，故求电功、电功率只能用W ＝UIt 、P ＝UI ，求电热、电热功率只能用Q ＝I 2Rt 、P 热＝I 2R .2.电源的功率和效率(1)电源的几个功率①电源的总功率：P总＝EI②电源内部消耗的功率：P内＝I2r③电源的输出功率：P出＝UI＝P总－P内(2)电源的效率η＝P出P总×100%＝UE×100%3.交流电的“四值”(1)最大值E m＝NBSω.(2)瞬时值e＝NBSωsin_ωt.(3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝Em2；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：E＝n ΔΦΔt，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)功率关系：P入＝P出.(2)电压关系：U1U2＝n1n2.(3)电流关系：只有一个副线圈时I1I2＝n2n1.（二）规律方法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).（三）典例精讲高考题型一 直流电路的动态分析【例1】 (xx·全国甲卷·17)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1所示电路.开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )图1A.25B.12C.35D.23 解析 S 断开时等效电路图如图甲所示.甲电容器两端电压为U1＝ER＋23R×23R×12＝15E；S闭合时等效电路图如图乙所示.乙电容器两端电压为U2＝ER＋12R×12R＝13E，由Q＝CU得Q1Q2＝U1U2＝35，故选项C正确.答案C高考题型二交流电的产生和描述【例2】如图2甲所示，电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直匀强磁场的转轴OO′匀速旋转产生交流电，现将此电流给阻值为R＝10 Ω的小灯泡L供电，通过电流传感器得到灯泡中电流的图象如图乙，不考虑温度对灯泡阻值的影响，下列说法正确的是( )图2A.在t＝5×10－3 s时，线圈处于中性面位置B.在t＝10×10－3 s时，穿过线圈的磁通量最大C.交变电流的瞬时表达式为i＝5cos 50πt(A)D.线圈产生的交流电的电动势为55 V解析由图乙可知t＝5×10－3s时刻感应电流最小为零，此时线圈所在平面处于中性面位置，故A正确；t＝10×10－3 s时刻感应电流最大，此时线圈所在平面与中性面位置垂直，所以穿过线圈回路的磁通量最小，故B错误；周期T＝0.02 s，角速度ω＝2π＝100π rad/s，故电流的瞬时表达式为i＝5cos 100πt(A)，故C错误；线圈产生T的交流电的电动势最大值为E m＝I m(R＋r)＝55 V，D错误.答案A归纳小结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.2.交流电的“四值”(1)最大值E m＝NBSω.分析电容器的耐压值.(2)瞬时值e＝NBSωsin ωt.计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况.(3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝Em2；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：E＝n ΔΦΔt，常用来计算通过电路的电荷量.高考题型三变压器和远距离输电问题【例3】(xx·全国乙卷·16)一含有理想变压器的电路如图3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，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( )图3A.2B.3C.4D.5解析开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比II2＝n2n1，通过R2的电流I 2＝In 1n 2，副线圈的输出电压U 2＝I 2(R 2＋R 3)＝5In 1n 2，由U 1U 2＝n 1n 2可得原线圈两端的电压U 1＝5I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22，则U ＝U 1＋IR 1＝5I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22＋3I ；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比4I I 2′＝n 2n 1，通过R 2的电流I 2′＝4In 1n 2，副线圈的输出电压U 2′＝I 2′R 2＝4In 1n 2，由U 1′U 2′＝n 1n 2可得原线圈两端的电压U 1′＝4I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22，则U ＝U 1′＋4IR 1＝4I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22＋12I ，联立解得n 1n 2＝3，选项B 正确.甲 乙答案 B 归纳小结理想变压器动态分析的两种情况(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.不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、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.高考题型四交变电流的综合问题分析【例4】 (多选)如图4所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接.c、d两个端点接在匝数比n1∶n2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动.如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则( )图4A.滑动变阻器上消耗的功率为P＝100I2RB.变压器原线圈两端的电压U1＝10IRC.取ab在环的最低端时t＝0，则导体棒ab中感应电流的表达式是i＝2I sin ωtD.ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝2BIL解析由I1I2＝n2n1得I2＝10I，变阻器上消耗的功率为P＝I22R＝(10I)2R＝100I2R，故A正确；副线圈的电压为U＝I2R＝10IR，根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，变压器原线圈两端的电压U1＝100IR，故B错误；ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，所以棒ab中感应电流的表达式应为i＝2I cos ωt，故C错误；ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，最大值为2I，此时的安培力也是最大的，最大安培力为F＝2BIL，故D正确.答案AD归纳小结交变电流的综合问题，涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值的计算，与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等，解答时应注意以下两点：(1)分清交流电路“四值”的不同计算方法和物理意义.(2)学会将直流电路、闭合电路欧姆定律的知识应用在交流电路的综合问题中.四、板书设计1、直流电路常用的的动态分析2、交变电流的产生和描述3、变压器和远距离输电问题4、交变电流的综合问题分析五、作业布置完成电磁感应和电路（2）的课时作业六、教学反思借助多媒体形式，使同学们能直观感受本模块内容，以促进学生对所学知识的充分理解与掌握。
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答案
AC
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易混辨析
专题七 学案13
1．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 表达式
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图象
磁通量 电动势
Φ ＝ Φmcos ωt＝ BScos ωt e ＝ Emsin ωt ＝ NBSωsin ωt u ＝ Umsin ωt ＝ REm sin ωt R＋ r i ＝ Imsin ωt ＝ Em sin ωt R＋ r
由于矩形闭合导线框 ABCD 的电阻不可忽略， 则其电阻会发热，
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故闭合导线框的功率应大于 12 W，D 错误．
答案 C
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考题 3 例3 对变压器和远距离输电的考查
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专题七 学案13
(3)可直接应用“部分电路中 R、I、U 的关系”中的两个结论： ①任一电阻 R 阻值增大，必引起通过该电阻的电流 I 的减小和 I↓ 该电阻两端电压 U 的增大，即 R↑→ U↑ ②任一电阻 R 阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流 I 的增大和与之串联的各电阻两端电压 U 串的减小．即 I并↑ R↑→ U串↓
效 值
平 均 值
计算通过电路横截面的 电荷量
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专题七 学案13
突破练习 3． (2013· 海南· 3)通过一阻值 R＝100 Ω 的电阻
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的交变电流如图 5 所示， 其周期为 1 s． 电 阻两端电压的有效值为 A．12 V B．4 10 V C．15 V D．8 5 V ( B )
图5
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专题七 学案13
4．如图 6 甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形 线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向 的固定轴 OO′匀速转动， 线圈的两端经集流环和电刷与电
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阻 R＝10 Ω 连接，与电阻 R 并联的交流电压表为理想电压 表，示数是 10 V．图乙是矩形线圈中磁通量 Φ 随时间 t 变 化的图象．则 ( )
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专题七 学案13
考题 2 对交变电流变化规律的考查 例 2 (2013· 山东· 17)图 4 甲是小型交流发电机的示意图，两磁 极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场， 为交流电
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流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO′沿逆时针方向匀速 转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的 图象如图乙所示．以下判断正确的是 ( )
交变电流 某一时刻 的值
最 大 的 瞬 E ＝NΦ ω 讨论电容器的击 m m Em 穿电压 时值 Im＝ R＋ r
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专题七 学案13
①计算与电流热效应有 对 正 ( 余 ) 弦 关的量 ( 如电功、电功
有
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跟交变电流的 交流电有： 率、热量等) 热效应等效的 E＝Em/ 2 恒定电流值 U＝Um/ 2 I＝Im/ 2 交变电流图象 E ＝Bl v ΔΦ 中图线与时间 E ＝n Δt 轴所夹的面积 E I＝ 与时间的比值 R＋ r ②电气设备“铭牌”上 所标的一般是有效值 ③保险丝的熔断电流为 有效值
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专题七 学案13
解析 当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向 a 端时， 电位器接入电路的电阻减小，根据串并联电路特点可知电路中
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总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分 担电压增大，路端电压减小，通过其电流减小，L1 灯变暗；由 U1＝I1R1 及 I1＝I－IL1 可知 R1 分担电压增大，则 L2 和 R2 两端 电压减小，L2 将因功率减小而变暗，选项 B 正确．
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专题七 学案13
学案 13
【考情分析】
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直流电路和交流电路
课标全国 山东 浙江 福建 江苏
命题情况 考查点 交变电流及其图 象、有效值 理想变压器、电路 动态分析
13 12 12 13 12 13 12 13 12 13 Ⅰ Ⅱ 17 20 17 18 17 14 15 13 4 8
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断、直流电路中能量转化问题、交变电流的产生和描述、变压 器的规律、 远距离输电等知识点， 是各地高考的热点， 预计 2014 年高考中仍会继续对该部分知识的考查，特别是交变电流有效 值的计算、变压器的动态分析、电路知识与电磁感应的综合应 用等知识点．从高考的考查重点不难看出，掌握电路的基本结 构和基本规律是应对本内容的关键．
并
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突破练习
专题七 学案13
1．(2013· 江苏· 4)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了 及时发现，设计了一种报警装置，电路如图 2 所示．M 是 贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻 RM 发生变化，
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导致 S 两端电压 U 增大， 装置发出警报， 此时
电压
电流
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专题七 学案13
2．对描述交变电流“四值”的比较和理解 正弦式交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较 物理含义
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重要关系 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt Em＝NBSω
适用情况及说明 计算线圈某时刻 的受力情况或力 矩的瞬时值
瞬 时 值 峰 值
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将 S 看做外电路，其余看做等效电源，根据 U＝E－Ir 可判断， 同样的变化电流，则内阻越大电压变化越大，因此答案为 C.
答案 C
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专题七 学案13
2．巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来准确检测大容量远距离直 流输电线路中的强电流，其原理利用了巨磁电阻效应．巨磁 电阻效应是指某些磁性材料的电阻 R 在一定磁场作用下随磁 感应强度 B 的增加而急剧减小的特性． 如图 3 所示检测电路，
图6
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A．电阻 R 上的电动率为 20 W B．0.02 s 时 R 两端的电压瞬时值为零
专题七 学案13
C．R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u＝14.1cos 100πt V
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D．通过 R 的电流 i 随时间 t 变化的规律是 i＝1.41cos 50πt A U2 解析 电阻 R 上的电功率为 P＝ ＝10 W，选项 A 错误； R
(
)
图2 A．RM 变大，且 R 越大，U 增大越明显 B．RM 变大，且 R 越小，U 增大越明显 C．RM 变小，且 R 越大，U 增大越明显 D．RM 变小，且 R 越小，U 增大越明显
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专题七 学案13
解析 由题意知，S 两端的电压增大，则电路中的电流增大， 接触药液的传感器的电阻变小，则 A、B 选项是错误的；
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命题情况
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安徽 12 23 13
广东 12 19 16 13
北京 12 15 13
天津 12 13
考查点 交变电流及其图 象、有效值 理想变压器、电路 动态分析
4
4
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专题七 学案13
【考点预测】 本学案包含直流电路的动态分析、电路故障的分析与判
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解析 电流表测量的是电路中电流的有效值 I＝10 A，选项 A 正确．
2π 由图象可知， T＝0.02 s， 所以 ω＝ ＝100π rad/s， 选项 B 错误． T t＝0.01 s 时，电流最大，线圈平面与磁场方向平行，选项 C 正 确． t＝0.02 s 时，线圈所处的状态就是图示状况，此时 R 中电流的 方向自左向右，选项 D 错误．
由题图乙知 0.02 s 时磁通量变化率最大， R 两端的电压瞬时值最 大，选项 B 错误；
R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u＝14.1cos 100πt V，通过 R 的电流 i 随时间 t 的变化规律是 i＝u/R＝1.41cos 100πt A，选项 C 正确，D 错误．
答案 C
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考题 1 对直流电路动态分析的考查 例 1 在某控制电路中，需要连成如图 1 所 示的电路，主要由电动势为 E、内阻为 r
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专题七 学案13
的电源与定值电阻 R1、R2 及电位器(滑动 变阻器)R 连接而成，L1、L2 是红、绿两个 时，下列说法中正确的是 A．L1、L2 两个指示灯都变亮 B．L1、L2 两个指示灯都变暗 C．L1 变亮，L2 变暗 D．L1 变暗，L2 变亮 图1 ( ) 指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向 a 端
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专题七 学案13
5．如图 7 所示，电阻不能忽略的矩形闭合导线框 ABCD 处于水平 匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴 OO′匀速转动，并与理 想变压器原线圈相连，副线圈接有一只“22 V
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6 W”的灯 ( )
泡． 当灯泡正常发光时， 线框输出电压 u＝66 2sin 100πt V． 下 列说法正确的是
图7
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A．线框转动的频率为 100 Hz B．图示位置线框中产生的感应电动势最大 C．变压器原、副线圈匝数之比为 3∶1
专题七 学案13
D．若副线圈再并联一个相同的灯泡，则闭合导线框的功率为
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12 W
解析 由线框输出电压 u＝66 2sin 100πt V 可知 ω＝100π rad/s， ω 则线圈转动的频率 f＝ ＝50 Hz，故 A 项错误； 2π