通用版高考物理二轮复习第1部分核心突破专题4电路和电磁感应第1讲恒定电流和交变电流课件(1)
创新设计全国通用高考物理二轮复习专题突破电路与电磁感应第讲恒定电流与交变电流
第1讲 恒定电流与交变电流
1．(2016·全国卷Ⅰ，16)一含有理想变压器的电路如图1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1
A．2 B．3
C．4 D．5
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＝n2n1＝1n，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4II2′＝n2n1＝1n，通过R2的电流I2′＝4nI，根据功率关系有U·4I－(4I)2R1＝(4nI)2R2，联立以上两式并代入数据解得n＝3，选项B正确。
甲 乙
答案 B
2．(2016·全国卷Ⅱ，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2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( )
图2 A.25
B.12
C.35
D.23
解析 S断开时等效电路如图甲所示。
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
3．(多选)(2016·全国卷Ⅲ，19)如图3，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( )
图3
A．原、副线圈匝数比为9∶1
B．原、副线圈匝数比为1∶9
C．此时a和b的电功率之比为9∶1
新高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电
新高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电
新高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应第1讲直流电路与
交流电路分析研究方案
知识必备
1.恒流
(1)闭合电路中的电压、电流关系：e＝u外＋u内，i＝，u＝e－ir。
（2） 闭合电路中的功率关系：P总计=EI，P内部=I2R，P外部=I2R=P总计
－p内。
（3） 直流电路中的能量关系：电功w=Qu=uit，电加热q=i2rt。
纯电阻电路中w＝q，非纯电阻电路中w>q。
2.交流电
(1)交变电流的“四值”①最大值：em＝nbsω。
② 瞬时值：反映交流电流的瞬时值，如e=EMSinωt
③有效值：正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系为e＝、u＝、i＝；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。计算交变电流的电功、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：反映交变电流的某物理量在t时间内的平均大小，如平均电动
-1-/14
势e＝n。
（2） 理想变压器的基本关系
①功率关系：p入＝p出；
② 电压关系：=；③ 当前关系：=。
(3)远距离输电常用关系式(如图1所示)图1 ① 功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P线+P3。
②输电导线上损耗的电功率：p损＝i线u损＝ir线＝r线。备考策略
1.直流电路的分析与计算是高考中一个不寻常的测试点。一般来说，串联和并联电路以及电源都要进行测试
率计算、动态过程分析等。
2、由于交流电路与工农业生产和日常生活的紧密结合，近年来高考的考试频率很高（2022个国家的三篇论文中没有考试题，2022的试题概率很高）；重点讲解交流电的“四值”和变压器的相关知识。问题的类型通常是
高考物理二轮复习 专题4 第1课 恒定电流和交变电流试
第1课 恒定电流和交变电流
考点一 直流电路
1．电功和电热：电功W＝qU＝UIt；电热Q＝I2Rt.
(1)对纯电阻电路，电功等于电热．电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2Rt.
(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，由于W>Q，这时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算．
2．闭合电路的欧姆定律．
(1)E＝U＋Ur；
(2)I＝ER＋r(I与R之间的关系)；
(3)U＝E－Ir(U与I之间的关系)；
(4)U＝RR＋rE(U与R之间的关系)．
注意：①当外电路断开时(I＝0)，路端电压U等于电动势E，但用电压表直接测量，则读数却略小于电动势(因为有微弱电流流过电源而导致内压降)．若用理想电压表测量，则读数等于电动势，在进行断路故障分析时，常用此结论进行判断，即何处断路，何处两端电压等于电动势．
②当外电路短路时(R＝0，因而U外＝0)，电流最大，为Im＝Er(不允许出现这种情况，因为会把电源烧坏)．
3．电源的功率．
(1)电源的功率P：电源将其他形式的能转化为电能的功率．计算式：①P＝IE(普遍适用)；②P＝E2R＋r＝I2(R＋r)(只适用于外电路为纯电阻的电路)．
(2)电源内阻消耗的功率P内：电源内阻的热功率．计算式：P内＝I2r.
(3)电源的输出功率P外：外电路上消耗的功率．计算式：①P外＝IU(普遍适用)；②P外＝I2R＝E2R（R＋r）2(只适用于外电路为纯电阻的电路)．
(4)电源的输出功率(P外)与外电阻R的关系：P外＝IU＝E2R（R＋r）2＝E2（R－r）2R＋4r，P外随R变化的关系图象如图所示，当外电阻与内电阻相等时，输出功率最大．
4．含容电路的分析技巧．
电容器两极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．
考点二 交变电流
1．中性面．
(1)线圈通过中性面时，磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零．
2015届高考物理二轮复习综合讲与练：专题四 电路和电磁感应(含2014高考题)
1 专题四 电路和电磁感应
考情分析
备考策略
1.高考对本部分内容的要求较高，常在选择题中考查电磁感应的图像问题、电路问题、变压器问题，在计算题中作为压轴题，综合应用电路的相关知识、牛顿运动定律和能量守恒定律解决导体棒类问题。 2.高考对本专题考查的重点：楞次定律的理解和应用；感应电流的图像问题；电路中的动态分析问题；综合应用电路知识和能量观点解决电磁感应问题；变压器原理及三个关系；交流电的产生及描述等。
1.复习时应“抓住两个定律，运用两种观点，分析三种电路”。两个定律是指楞次定律和法拉第电磁感应定律；两种观点是指动力学观点和能量观点；三种电路是指直流电路、交流电路和感应电路。 2.注意本专题知识和日常生活、科学研究的联系，能够将复杂的问题简化成物理模型进行分析。 要重视本专题与力学知识的综合应用，提升综合分析能力和计算能力。
第1讲 恒定电流和交变电流
考向一 直流电路的动态分析 (选择题)
1．明确一个定律、两个关系
(1)闭合电路的欧姆定律：I＝ER＋r。
(2)路端电压与电流的关系：U＝E－Ir。
(3)路端电压与负载的关系
U＝IR＝RR＋rE＝11＋rRE，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小。
2〃明确引起电路动态变化的原因
(1)滑动变阻器、热敏电阻或光敏电阻的阻值变化。
(2)某支路开关闭合或断开。
[例1] (2014·天津高考)如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )
A〃增大R1的阻值 B．增大R2的阻值
C〃增大两板间的距离 D．断开电键S
[解析] 在直流电路中，R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于R1两端的电压，增大R1的阻值，R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由E＝Ud可知，电容器两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，会向上运动，A错误；增大R2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变R1两端的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，B正确；增大两板间的距离，而电容器两板间的电压一定，由E＝Ud可知，板间的场强减小，油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，C错误；断开电键S，电容器会通过R1、R2进行放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下运动，D错误。 2 [答案] B
2019届高考物理二轮复习第一部分专题整合专题四电磁感应和电路第1讲恒定电流与交变电流课时检测
1
第一部分 专题四 第1讲 恒定电流与交变电流
U =亍，电容器所带的电荷量为 Q= CU= C2E开关S2闭合后的等效电路如图乙所示,
稳定时电容器两极板之间的电压为 U= E,电容器所带的电荷量为 Q= CU= CE则
答案 A
2. （2018 •福建质检）图4— 1 — 16为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器
副线圈匝数比 m : n2= 1 : k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比 n3: n4= k： 1,模拟输电导
线的电阻r = 3 Q, T2的负载是规格为"15 V 45 W”的灯泡 L。当T1的输入电压为16 V时
L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则 k的值为 4- 1 — 15所示电路。保持 S闭合，开关 &断开，电流稳定时，C所带的电荷量为 Q;闭合
开关S，电流再次稳定后, C所带的电荷量为 Q,贝U Q与Q2的比值为
■1
R
-c
► --- ----- 1— R 1
1
A. 2 3
B.2 2
C.3 1
D.3
解析 开关 S2断开时的等效电路如图甲所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为
电路
1 : 2,即卩Q与Q的比值为1
T的原、 1. （2018 •贵阳月考）阻值相等的三个电阻 R电容器C及电池 曰内阻不计）连接成如图
图 4— 1 —
15 2
3 A.
2 B . 3 C . 4 D . 9
解析 由变压器的工作原理可知，变压器 Ti原线圈的电压为16 V，则副线圈的输出电
压为16k V，降压变压器 T2的输出电压为15 V、输出电流为|4 = p0= 45 A = 3 A，则降压变
U0 15
3 3
压器T2原线圈两端的电压为 15kv、输入电流为k A，又16k V= (15 k+ 3X R) V,解得k= 3, B正确。
答案 B
3. (2018 •昆明质检)如图4 — 1 — 17甲所示的电路中，理想变压器输入电压 U随时间t 按正弦规律变化如图乙所示。 图甲中L1和L2为两个相同的小灯泡，小灯泡都标有“12 V,6 W” 字样，电容器 C的击穿电压为13 V，电压表和电流表均为理想交流电表。开关 S1和S2都断
高考物理二轮复习第一部分专题整合专题四电磁感应和电路第1讲恒定电流与交变电流课时检测02203280.doc
第一部分 专题四 第1讲 恒定电流与交变电流
一、单项选择题
1．(2018·贵阳月考)阻值相等的三个电阻R、电容器C及电池E(内阻不计)连接成如图4－1－15所示电路。保持S1闭合，开关S2断开，电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S2，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2，则Q1与Q2的比值为
图4－1－15
A.12 B.32 C.23 D.13
解析 开关S2断开时的等效电路如图甲所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U1＝E2，电容器所带的电荷量为Q1＝ CU1＝CE2；开关S2闭合后的等效电路如图乙所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U2＝E，电容器所带的电荷量为Q2＝CU2＝CE，则Q1∶Q2＝1∶2，即Q1与Q2的比值为12，A正确。
答案 A
2．(2018·福建质检)图4－1－16为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3∶n4＝k∶1，模拟输电导线的电阻r＝3 Ω，T2的负载是规格为“15 V 45 W”的灯泡L。当T1的输入电压为16 V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为
图4－1－16
A.32 B．3 C．4 D．9
解析 由变压器的工作原理可知，变压器T1原线圈的电压为16 V，则副线圈的输出电压为16k V，降压变压器T2的输出电压为15 V、输出电流为I4＝P0U0＝4515 A＝3 A，则降压变压器T2原线圈两端的电压为15k V、输入电流为3k A，又16k V＝(15k＋3×3k) V，解得k＝3，B正确。
答案 B
3．(2018·昆明质检)如图4－1－17甲所示的电路中，理想变压器输入电压u随时间t按正弦规律变化如图乙所示。图甲中L1和L2为两个相同的小灯泡，小灯泡都标有“12 V,6 W”字样，电容器C的击穿电压为13 V，电压表和电流表均为理想交流电表。开关S1和S2都断开时，小灯泡L1正常发光。下列说法正确的是
高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应 第1讲 恒定电流与交变电流试题
1 专题四 电路与电磁感应
第1讲 恒定电流与交变电流
一、选择题(1～6题为单项选择题，7～11题为多项选择题)
1.如图1所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动。设线圈转动到图示位置的时刻t＝0，则(
)
图1
A．在t＝0时刻，穿过线圈的磁通量达到最大，流过电阻R的电流为零，电压表的读数也为零
B．1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ωπ次
C．经π2ω的时间，通过电阻R的电量为2πNBS4（R＋r）
D．在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变
解析 t＝0时刻线圈处于中性面Φ最大，e＝0，i＝0，但电压表的读数为有效值不为0，A错；T＝2πω，交流电在1T内电流方向改变两次，所以1 s内电流方向改变次数为2×1T＝ωπ，B正确；在π2ω＝T4时间内，通过R的电量Q＝ΔΦR＋r＝NBSR＋r，则C错；电容器有通交流隔直流的特点，在R两端并联一只电容较大的电容器，相当于总电阻减小，则路端电压减小，电压表测路端电压，所以D错。
答案 B
2．(2016·四川理综，2)如图2所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )
2 图2
A．小灯泡变亮
B．小灯泡变暗
C．原、副线圈两端电压的比值不变
D．通过原、副线圈电流的比值不变
解析 原、副线圈减去相同的匝数n后，有n1′n2′＝n1－nn2－n，可以得出，n1n2－n1′n2′＝n（n2－n1）n2（n2－n）<0，则说明n1′n2′的比值变大，由n1′n2′＝U1U2′＝I2′I1′知，选项C、D错误；由n1n2＝U1U2和n1′n2′＝U1U2′知，U2′
答案 B
3.如图3所示，四个相同的灯泡与理想自耦变压器连接，其额定电压为U，已知原线圈和副线圈的匝数比为3∶1，当接上交流电源后，副线圈上三个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是(
高考物理二轮复习专题四电路和电磁感应能力训练恒定电流和交变电流
1 专题能力训练11 恒定电流和交变电流
(时间:45分钟 满分:98分)
选择题(本题共14小题,每小题7分,共98分。在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一个选项符合题目要求,8~14题有多个选项符合题目要求。全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)
1.在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为 1.0 A 和 1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为 2.0 A 和15.0 V。当这台电动机正常运转时(
)
A.电动机的内阻为7.5 Ω
B.电动机的内阻为2.0 Ω
C.电动机的输出功率为30.0 W
D.电动机的输出功率为26.0 W
2.在如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为R,L1和L2为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电阻阻值均为R。电压表为理想电表,S为单刀双掷开关,当开关由1位置打到2位置时,下列说法正确的是(
)
A.L1亮度不变,L2将变暗
B.L1将变亮,L2将变暗
C.电源内阻的发热功率将变小
D.电压表读数将变小
3.(2020·全国Ⅱ卷)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(
)
A. B. C. D.
4.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的滑片在a端时闭合开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U,现将R2的滑片向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
5.如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为定值电阻,开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表,读数分别为U1和U2;A1、A2和A3为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3。现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是( ) 2
2020版高考物理二轮复习第1部分专题4电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电路教案
直流电路与交流电路
第1讲 直流电路与交流电路
[高考统计·定方向] (教师授课资源)
考点
考向 五年考情汇总
1.直流电路的基本概念和规律 考向．直流电路的基本概念和规律 2016·全国卷Ⅱ T17
2.交变电流的产生与描述 考向1.交变电流的产生 2016·全国卷Ⅲ T21
考向2.交变电流的四值问题 2018·全国卷Ⅲ T26
3.理想变压器及其远距离输电问题
考向1.原线圈连接负载的理想变压器问题 2016·全国卷Ⅰ T16
2016·全国卷Ⅲ T19
2015·全国卷Ⅰ T16
考向2.理想变压器及电路的动态分析 2014·全国卷Ⅱ T21
直流电路的基本概念和规律(5年1考)
❶近五年高考体现两大特点：一是直流电路的动态分析，二是与平行板电容器相关联的计算，多以选择题的形式出现。
❷预计2020年高考还可能以动态分析类问题命题。
(2016·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)连接成如图所示的电路。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( )
A.25 B.12 C.35 D.23
C [断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示。
甲 乙 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。]
1．直流电路动态分析方法
(1)程序法
R局――→增大减小I总＝ER＋r ――→减小增大U内＝I总r――→减小增大U外＝E－U内――→增大减小确定U支、I支。
(2)结论法——“串反并同”(电源内阻不能忽略)
“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)。
高考物理二轮复习专题四电路和电磁感应能力训练恒定电流和交变电流 2
1 专题能力训练11 恒定电流和交变电流
(时间:45分钟 满分:98分)
选择题(本题共14小题,每小题7分,共98分。在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一个选项符合题目要求,8~14题有多个选项符合题目要求。全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)
1.在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为 1.0 A 和 1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为 2.0 A 和15.0 V。当这台电动机正常运转时(
)
A.电动机的内阻为7.5 Ω
B.电动机的内阻为2.0 Ω
C.电动机的输出功率为30.0 W
D.电动机的输出功率为26.0 W
2.在如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为R,L1和L2为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电阻阻值均为R。电压表为理想电表,S为单刀双掷开关,当开关由1位置打到2位置时,下列说法正确的是(
)
A.L1亮度不变,L2将变暗
B.L1将变亮,L2将变暗
C.电源内阻的发热功率将变小
D.电压表读数将变小
3.(2020·全国Ⅱ卷)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(
)
A. B. C. D.
4.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的滑片在a端时闭合开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U,现将R2的滑片向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
5.如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为定值电阻,开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表,读数分别为U1和U2;A1、A2和A3为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3。现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是( ) 2