2019届二轮复习专题四第1讲　直流电路与交流电路课件（77张） 77页

专题四 电路与电磁感应 第 1 讲　直流电路与交流电路 建体系 • 记要点 研考向 • 提能力 做真题 • 明考向 目 录 ONTENTS C 4 限训练 • 通高考 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 u 0 ，周期均为 T ，如图所示．则 Q 方 ∶ Q 正 等于 ( 　　 ) 答案： D 答案： B 答案： C 4.( 多选 )( 2016· 高考全国卷 Ⅲ ， T21 ) 如图， M 为半圆形导线框，圆心为 O M ； N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 O N ；两导线框在同一竖直面 ( 纸面 ) 内；两圆弧半径相等；过直线 O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框 M 、 N 在 t ＝ 0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面且过 O M 和 O N 的轴，以相同的周期 T 逆时针匀速转动，则 ( 　　 ) 答案： BC ■ 命题特点与趋势 —— 怎么考 1 ． 从近几年高考试题可以看出以下特点：应用串、并联电路规律，闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析，稳态、动态含电容电路的分析，电路故障的判断分析，交变电流的产生及 “ 四值 ” ，多以选择题形式出现．变压器的原理，电压比、电流比及功率关系，变压器的动态分析是考查的重点，题型以选择题为主． 2 ． 2019 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． ■ 解题要领 —— 怎么做 1 ． 理解串、并联电路的特点，闭合电路欧姆定律的含义．理解交变电流的 “ 四值 ” 含义和变压器、远距离输电的原理． 2 ．掌握以下应考技法 (1) 程序法； (2) 等效法； (3) 分析推理法； (4) 守恒法． 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： (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． 1 ． ( 多选 ) 在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端滑向 b 端的过程中，以下说法正确的是 ( 　　 ) A ．电源内阻消耗的功率一定增大 B ．电源内阻消耗的功率一定减小 C ．电源的输出功率一定减小 D ．电源的输出功率可能减小 解析： 闭合开关后，当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端滑向 b 端的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，所在支路的电阻增大，外电路电阻增大，电源输出电流减小，电源内阻消耗的功率 P r ＝ I 2 r 一定减小，选项 A 错误， B 正确；根据电源输出功率最大的条件可知，当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大．当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端滑向 b 端的过程中，电源的输出功率可能减小，选项 D 正确， C 错误． 答案： BD 2 ．如图所示，平行金属板中带电质点 P 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 R 2 的滑片向 b 端移动时，则 ( 　　 ) A ．电压表示数增大　 B. 电流表示数减小 C ．质点 P 将向下运动 D ． R 1 上消耗的功率逐渐减小 解析： 由题图可知，滑动变阻器 R 2 与 R 3 并联后与 R 1 串联，电容器与 R 3 并联．当滑动变阻器 R 2 的滑片向 b 端移动时， R 2 接入电路的阻值减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，路端电压减小， R 1 两端的电压增大，可知并联部分的电压减小，电压表读数减小，故 A 错误；并联部分电压减小，流过 R 3 的电流减小，而电路中总电流增大，故流过 R 2 的电流增大，即电流表示数增大，故 B 错误；因电容器两端电压减小，板间场强减小，质点受到的向上电场力减小，故质点 P 将向下运动，故 C 正确；因通过 R 1 的电流增大，由 P ＝ I 2 R 可知， R 1 上消耗的功率增大，故 D 错误． 答案： C 3 ． ( 多选 ) (2018· 百校联盟四月联考 ) 在如图所示的电路中，电源电动势为 E ，内阻为 r ， D 为理想二极管 ( 具有单向导通作用 ) ， R 1 为定值电阻， C 为电容器，电压表和电流表均为理想电表， S 1 、 S 2 均断开，则下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．仅闭合 S 1 ，将滑动变阻器的滑片向右移，电压表、电流表示数均变大 B ．仅闭合 S 1 ，将滑动变阻器的滑片向右移，电容器的带电荷量不变 C ．先闭合 S 1 ，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合 S 2 电容器有放电现象 D ．同时闭合 S 1 、 S 2 ，将滑动变阻器的滑片向右移，定值电阻 R 1 两端的电压增大 解析： 仅闭合 S 1 ，回路中只有 R 1 与 R 2 串联，当滑动变阻器的滑片向右移时， R 2 的有效阻值减小，故总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律得，总电流增大，路端电压减小，即电压表示数减小，电流表示数增大，因电容器与二极管串联，电容器不能放电，故电容器的带电荷量不变，故 A 错误， B 正确；先闭合 S 1 ，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合 S 2 ，电容器与 R 2 形成闭合回路，电压减小，故电容器所带的电荷量减小，电容器对外放电，故 C 正确；同时闭合 S 1 、 S 2 ，二极管与 R 1 并联，而二极管的正向导电的电阻为零，故此时 R 1 被短接，故 D 错误． 答案： BC [ 典例展示 1] 　 如 图所示， N ＝ 50 匝的矩形线 圈 abcd ， ab 边长 l 1 ＝ 20 cm ， ad 边长 l 2 ＝ 25 cm ， 放在磁感应强度 B ＝ 0.4 T 的匀强磁场中，外 力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的 OO ′ 轴以 n ＝ 3 000 r/min 的转速匀速转动， 线圈电阻 r ＝ 1 Ω ，外电路电阻 R ＝ 9 Ω ， t ＝ 0 时线圈平面与磁感线平行， ab 边正转出纸外、 cd 边转入纸里．则 ( 　　 ) A ． t ＝ 0 时感应电流的方向为 a → b → c → d → a B ．从图示时刻开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 e ＝ 314sin 100π t (V) C ．线圈转一圈外力做的功为 98.6 J D ．从图示位置起到线圈转过 90° 的过程中通过电阻 R 的电荷量为 0.01 C [ 答案 ] 　 C (2) 交变电流 “ 四值 ” 应用的三点提醒 ① 在解答有关交变电流的问题时，要注意电路结构． ② 注意区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值，其中最大值是瞬时值中的最大值，有效值是以电流的热效应等效来定义的． ③ 与电磁感应问题一样，求解与电能、电热相关的问题时，要用有效值，如例题中 C 项，计算功，先用有效值计算热量；而求解通过导体某横截面的电荷量时，要用平均值，如例题中 D 项． 4 ． (2018· 湖北武汉高中毕业生调研 ) 如图 所示，竖直长导线通有恒定电流，一矩形 线圈 abcd 可绕其竖直对称轴 O 1 O 2 转动．当 线圈绕轴以角速度 ω 沿逆时针 ( 沿轴线从上 往下看 ) 方向匀速转动时，从图示位置开始 计时，下列说法正确的是 ( 　　 ) 答案： B 5 ． (2018· 湖南永州高三下学期第三次模拟 ) 边长为 a 的 N 匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为 n ，线圈所围面积内的磁通量 Φ 随时间 t 变化的规律如图所示，图象中 Φ 0 为已知．下列说法正确的是 ( 　　 ) 答案： C A ．电阻 R 的发热功率是 3.6 W B ．交流电流表的示数是 0.6 A C ．用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为 0.02 s D ．如果将电阻 R 换成标有 “ 6 V 　 3 W ” 字样的小灯泡，小灯泡能正常工作 答案： B [ 典例展示 2] 　 ( 多选 ) 如 图所示为远距离输电示意图，其中 T 1 、 T 2 为理想变压器，输电线电阻可等效为电阻 r ，灯 L 1 、 L 2 相同且阻值不变．现保持变压器 T 1 的输入电压不变，滑片 P 位置不变，当开关 S 断开时，灯 L 1 正常发光．则下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．仅闭合开关 S ，灯 L 1 会变亮 B ．仅闭合开关 S ， r 消耗的功率会变大 C ．仅将滑片 P 下移， r 消耗的功率会变小 D ．仅将滑片 P 上移，电流表示数会变小 则 I 2 变大，即输电线上电流变大， r 消耗的功率会变大，故 C 错误；仅将滑片 P 上移，同理可得输电线电流减小，电流表示数会变小，所以 D 正确． [ 答案 ] 　 BD [ 方法技巧 ] 抓住 “ 两不变、两损耗 ” 巧解变压器与远距离输电问题 (1) “ 两不变 ” 的动态分析 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，如例题 C 、 D 选项中仅移动滑片 P 的位置，用来改变匝数比． 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，如例题中滑片 P 位置不变，保证了 T 1 的匝数比不变，选项 A 、 B 中仅闭合开关 S ，改变负载． 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． 解析： 当单刀双掷开关与 a 连接时，原线圈匝数与副线圈匝数之比为 10 ∶ 1 ，原线圈两端的输入电压的有效值为 220 V ，根据变压器原、副线圈的电压关系，可知副线圈输出电压的有效值为 22 V ，电压表示数为 22 V ，选项 A 错误；当单刀双掷开关与 a 连接时，在滑动变阻器的滑片 P 向上移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，因为电压表的示数不变，故电流表的示数变小，选项 B 错误；当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时， 答案： D 8 ． (2018· 江西赣州中学高三模拟 ) 在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为 2 ∶ 1 ，五个完全相同灯泡的额定电压均为 U ，交流电源的电压恒定不变．当闭合 K 3 、 K 4 而断开 K 5 时，灯泡 L 3 和 L 4 恰能正常工作，则以下判断正确的是 ( 　　 ) A ．当闭合 K 3 、 K 4 而断开 K 5 时， L 1 和 L 2 都能正常工作 B ．当 K 3 、 K 4 、 K 5 都闭合时， L 1 和 L 2 都能正常工作 C ．当闭合 K 3 、 K 4 而断开 K 5 时，交流电源的电压为 2 U D ．当 K 3 、 K 4 、 K 5 都闭合时， L 1 和 L 2 的功率会减小 答案： A 9 ． ( 多选 ) 如图甲所示的远距离输电示意图中，变压器均为理想变压器．升压变压器原、副线圈匝数比为 1 ∶ 100 ，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为 100 Ω. 降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中 R 1 为一定值电阻， R 2 为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表 V 显示加在报警器上的电压 ( 报警器未画出 ) ．未出现火情时，升压变压器的输入功率为 750 kW. 下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．降压变压器副线圈输出的交变电流频率为 50 Hz B ．输电线中的电流为 60 A C ．输电线路损耗功率为 90 kW D ．当传感器 R 2 所在处出现火情时，电压表 V 的示数变大 答案： AC [ 典例展示 3] 　 ( 多选 ) 如 图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为 S ，匝数为 N ，电阻不计，它可绕水平轴 OO ′ 在磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中以角速度 ω 匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头 P 上下移动时可改变输出电压， R 0 表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是 ( 　　 ) [ 答案 ] 　 BC [ 规律总结 ] 交变电流综合问题一般会与变压器问题相结合，常涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值的计算，交变电流的图象及与电磁感应、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) 分清交流电路中 “ 四值 ” 的不同计算方法和物理意义． (2) 学会将直流电路、闭合电路欧姆定律及变压器分析的知识应用在交流电路中． 10 ． ( 多选 ) (2018· 河南洛阳一模 ) 在如图所示的含有理想变压器的电路中，变压器原、副线圈匝数比为 20 ∶ 1 ，图中电表均为理想交流电表， R 为光敏电阻 ( 其阻值随光强增大而减小 ) ， L 1 和 L 2 是两个完全相同的灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压 u ，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．交流电的频率为 50 Hz B ．电压表的示数为 22 V C ．当照射 R 的光强增大时，电流表的示数变大 D ．若 L 1 的灯丝烧断后，电压表的示数会变大 答案： AC 11 ． ( 多选 ) (2018· 宁夏石嘴山高三适应性测试 ) 如图所示，边长为 L 、匝数为 N 、电阻不计的正方形线圈 abcd 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕轴 OO ′ 转动，轴 OO ′ 垂直于磁感线，线圈通过两电刷与含有理想变压器的电路相连，变压器原、副线圈的匝数分别为 n 1 和 n 2 . 当线圈以恒定的角速度 ω 转动时，下列判断正确的是 ( 　　 ) A ．当可变电阻 R 的滑片 P 向上滑动时，电压表 V 2 的示数变大 B ．线圈位于图示位置时磁通量为零，感应电动势最大 C ．电压表 V 1 的示数等于 NBωL 2 D ．变压器的输入与输出功率之比为 1 ∶ 1 答案： BD 12 ．如图所示，边长为 L 、匝数为 N 、电阻不计的正方形线圈 abcd ，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴 OO ′ 以角速度 ω 匀速转动，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为 1 ∶ 2 ，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时．下列判断正确的是 ( 　　 ) A ．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为 e ＝ NBωL 2 sin ωt B ．变压器的输入功率与输出功率之比为 2 ∶ 1 C ．电压表 V 示数为 NBωL 2 D ．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小 答案： C 限训练 • 通高考 点击进入 word....