2020届二轮复习专题四第1讲直流电路与交流电路的分析课件（47张） 47页

第 1 讲　直流电路与交流电路的分析 网络构建 备考策略 1 . 必须领会的 “ 二种物理思想 ” 和 “ 四种方法 ” (1) 等效思想、守恒思想。 (2) 程序法、极限法、分析推理法、守恒法。 2 . 解决交变电流问题要做到 “ 四看 ” 、 “ 四想 ” (1) 看到 “ 电容器的耐压值 ” ， 想到 “ 最大值 ” 。 (2) 看到 “ 某时刻某位置 ” ， 想到 “ 瞬时值 ” 。 (3) 看到 “ 电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流和电路中交流电表的读数 ” ， 想到 “ 有效值 ” 。 (4) 看到 “ 通过电路的电荷量 ” ， 想到 “ 平均值 ” 。 3 . 理想变压器 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。 直流电路的分析与计算 直流电路的动态分析 【典例 1 】 (2019· 浙江教育绿色评价联盟适应性考试 ) 如图 1 所示，电源的电动势为 E 、内阻为 r ，定值电阻 R 的阻值也为 r ，滑动变阻器的最大阻值是 2 r 。当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑动过程中，下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 1 A. 电压表的示数变大 B. 电流表的示数变小 C. 滑动变阻器消耗的功率变小 D. 定值电阻 R 消耗的功率先变大后变小 解析　 等效电路图如图所示。滑片从 a 端滑向 b 端，其接入电路的阻值 R Pb 减小，电路中电流增大，电压表示数减小，电流表示数增大，电阻 R 消耗的功率增大，选项 A 、 B 、 D 错误；把电阻 R 当作电源内电阻 ( 等效电源 ) ，则 R 内 ＝ 2 r ， R Pb 减小，且 R P <2 r ，等效电源的输出功率减小，即滑动变阻器的功率减小，选项 C 正确。 答案　 C 【典例 2 】 (2019· 浙江桐乡选考适应性考试 ) ( 多选 ) 如图 2 所示的电路中，电源电动势 E ＝ 4 V ，内阻 r ＝ 1 Ω ，定值电阻 R 0 ＝ 1 Ω ， R 为滑动变阻器，电容器的电容 C ＝ 40 μF 。闭合开关 S ，下列说法中正确的是 ( 　　 ) A. 将 R 的阻值调至 2 Ω 时，电容器的电荷量为 8 × 10 － 5 C B. 将 R 的阻值调至 2 Ω 时，滑动变阻器的功率为最大值 C. 将 R 的阻值调至 2 Ω 时，电源的输出功率为最大值 D. 在 R 的滑动触头 P 由左向右移动的过程中，电容器的电荷量增加 直流电路 ( 含电容 ) 的分析与计算 图 2 答案　 AB 1 . 程序法：基本思路是 “ 部分 → 整体 → 部分 ” 。即 2. 电容器所在的支路可看作是断路，分析含有电容器的直流电路时，关键是准确判断和求出电容器两端的电压。 　　　　 1. (2019· 浙江宁波联考 ) 如图 3 所示为某控制电路，主要由电源 ( E 、 r ) 与定值电阻 R 1 、 R 2 及碳膜电位器 ( 即滑动变阻器 ) R 连接而成， L 1 、 L 2 是红、绿两指示灯。闭合开关 S ，当电位器的触头由弧形碳膜的中点顺时针滑向 b 端时 ( 　　 ) 图 3 A.L 1 指示灯变亮 B.L 2 指示灯变暗 C. 电流表示数变小 D. 电容器带电荷量增大 解析　 当电位器的触头向 b 端滑动时，电路的总电阻增大，干路电流减小，所以内电压减小，路端电压增大，所以 R 1 两端的电压增大，流过 R 1 的电流变大，电流表示数变大；因为干路电流减小，则通过 L 1 的电流变小， L 1 变暗， L 1 两端电压减小，路端电压增大，所以电位器两端电压增大， L 2 中电流增大，所以 L 2 变亮，电容器两端的电压变大，根据 Q ＝ CU 知电容器带电荷量增大，故选项 A 、 B 、 C 错误， D 正确。 答案　 D 2. 如图 4 所示的电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。 R 0 为定值电阻，闭合开关 S ，移动滑动变阻器的滑片，则下列表示电压表示数 U 、电路总功率 P 随电流表示数 I 变化的关系图线中，可能正确的是 ( 　　 ) 图 4 答案　 C 3. (2019· 浙江名校协作体模拟 ) ( 多选 ) 如图 5 甲所示，电动势为 E 、内阻为 r 的电源与 R ＝ 6 Ω 的定值电阻、滑动变阻器 R P 、开关 S 组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率 P 与其接入电路的有效阻值 R P 的关系如图乙所示。下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 5 答案　 BC 有效值的理解与计算 交变电流的分析与计算 【典例 1 】 (2019· 浙江温州选考适应性考试 ) ( 多选 ) 图 6 甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO ′ 匀速转动，线圈的匝数 n ＝ 100 、总电阻 r ＝ 5 Ω ，线圈的两端与阻值为 95 Ω 的电阻 R 连接，交流电压表为理想电表。 t ＝ 0 时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量 Φ 随时间 t 按图乙所示正弦规律变化。若交流发电机产生的电动势的最大值为 E m ，电压表的示数为 U ，则 ( 　　 ) 图 6 A. E m ＝ 200 V ， U ＝ 134 V B. E m ＝ 134 V ， U ＝ 95 V C. 通过电阻 R 的电流每秒内方向改变约 50 次 D. 电阻 R 实际消耗的功率为 190 W 答案　 AD 交变电流的产生及变压器的工作原理 【典例 2 】 (2019· 浙江金华一中模拟 ) 如图 7 所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器原、副线圈匝数比为 5 ∶ 1 ，原线圈输入交变电压 u ＝ 311sin (100π t ) V ，已知照明灯额定功率为 44 W ，排气扇电动机内阻为 1 Ω ，电流表示数为 2 A ，各用电器均正常工作，电表均为理想表。则 ( 　　 ) 图 7 A. 电压表示数为 62 V B. 变压器的输入功率为 186 W C. 排气扇输出功率为 43 W D. 保险丝熔断电流不得低于 2 A 答案　 C 理想变压器的动态分析 【典例 3 】 ( 多选 ) 如图 8 所示，由于理想变压器原线圈的输入电压降低，电灯 L 的亮度变暗了，下列哪些措施可以使电灯 L 重新变亮 ( 　　 ) 图 8 A. 其他条件不变， P 1 上移，同时 P 2 下移 B. 其他条件不变， P 1 下移，同时 P 2 上移 C. 其他条件不变，断开开关 S D. 其他条件不变，将滑动变阻器的滑片 P 向下移动 答案　 BC 远距离输电的分析与计算 【典例 4 】 (2018· 青岛二模 ) ( 多选 ) 如图 9 所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为 20 kW 。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为 1 ∶ 10 ，电流表的示数为 1 A ，输电线的总电阻为 10 Ω ，则下列说法中正确的是 ( 　　 ) 图 9 A. 采用高压输电可以增大输电线中的电流 B. 升压变压器的输出电压 U 2 ＝ 2 000 V C. 用户获得的功率为 19 kW D. 将 P 下移，用户获得的电压将增大 答案　 BC 1. (2019· 浙江嘉兴检测 ) 科技小组在探究交变电流的产生及变化规律时，将电流计 (0 刻度在正中央 ) 与一个保护电阻 R 0 串联后，接到交流发电机模型的两个输出端，如图 10 所示。发电机模型线圈匝数可调。转动手柄使线圈在磁场中匀速转动，观察电流计指针的偏转情况，下列叙述与观察结果相符的是 ( 　　 ) 图 10 A. 电流计指针总是左、右摆动 B. 当转速很小时，电流计指针左、右摆动 C. 当转速很大时，电流计指示的为交变电流的有效值 D. 当线圈匝数少时，电流计指针左、右摆动，当线圈匝数多时，电流计指针指向某一侧不为零的定值 解析　 交流发电机产生的是交变电流，当转速很小时，流过电流计的电流方向变化较慢，电流计指针能随电流方向的变化而左、右摆动；当转速很大时，电流方向变化很快，电流计指针来不及随之变化而摆动，因此稳定时指针指向 “ 0 ” 刻度，不能测定交变电流的有效值，选项 A 、 C 错误， B 正确；线圈匝数不能改变电流方向变化的频率 ( 由线圈转动的角速度决定 ) ，因此选项 D 错误。 答案　 B 2. ( 多选 ) 在如图 11 所示的电路中，理想变压器原线圈串联两只灯泡 L 1 、 L 2 ，副线圈并联三只灯泡 L 3 、 L 4 、 L 5 ，五只灯泡完全相同。若交流电源的电压有效值为 U ，五只灯泡恰能正常发光，则下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 11 答案　 AC 3. (2019· 湖南株洲统考 ) ( 多选 ) 某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他将每 100 米导线卷成一卷，共卷成 8 卷来代替输电线路 ( 忽略输电线路的自感作用 ) 。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得输电线上损失的功率为 P 1 。第二次采用如图 12 所示的电路输电，其中理想变压器 T 1 与电源相连，其原、副线圈的匝数比为 n 1 ∶ n 2 ，理想变压器 T 2 与用电器相连，测得输电线上损失的功率为 P 2 。下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 12 答案　 BC 4. (2018· 湖南衡阳三模 ) ( 多选 ) 在如图 13 甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 10 ∶ 1 ， ab 两端接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统 ( 报警器未画出 ) ，图中电压表和电流表均为理想电表， D 为理想二极管， R 0 为定值电阻， L 为电阻恒定的指示灯， R T 为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是 ( 　　 ) 图 13 A. 电压表的示数为 22 V B. 若 R T 处出现火灾时，电压表示数将变大 C. 若 R T 处出现火灾时，电流表示数将变大 D. 若 R T 处出现火灾时，指示灯 L 将变暗 答案　 CD 选择题的增分策略 一、增分策略 1 . 看清高考要求，避免错误发生 2 . 先易后难，按顺序作答 3 . 仔细审题，防止思维定式 (1) 审题干，正确理解题意 在审题干时，要注意以下三点： 首先，明确选择的属性，即题干要求是正选还是反选。正选一般用 “ 什么是 ”“ 包括什么 ”“ 产生以上现象的原因 ”“ 这表明 ” 等表示；反选一般用 “ 错误的是 ”“ 不正确的是 ”“ 不是 ” 等表示。 其次，明确题干的要求，即找出关键词句——题眼。 再次，明确题干规定的限制条件，即通过分析题干的限制条件，明确选项设定的具体范围、层次、角度和侧面。 (2) 审选项，确定解题突破口 对所有备选选项进行认真分析和判断，让选项引领你的思路。考试中应统揽所有选项，明确题目考查的知识点，分辨各选项的区别、联系，选定解题 “ 突破口 ” 。 4 . 慎选择，提高题目得分 解题时，考生将会碰到两类情况： (1) 对会做的题目，要特别注意跟过去做过的题目的区别 ( 千万不要想老师是如何讲的，以及是哪个答案 ) 。 (2) 对不会做的题目，注意两点 ① 当难以确定的选项的可确定率低于 70% ，宁可少选也不多选。 ② 要注意选项之间的矛盾，不要把矛盾的选项同时选上。 二、答题技巧 技巧 1. 直接判断法 【例 1 】 (2019· 浙江富阳选考模拟 ) 如图 14 中 a 、 b 、 c 、 d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是 ( 　　 ) A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 解析　 根据安培定则和磁场的叠加原理可判断 O 点的磁场方向向左，再利用左手定则可判定带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动时所受到的洛伦兹力的方向向下，选项 B 正确。 答案　 B 图 14 技巧 2. 反例排除法 【例 2 】 ( 多选 ) 两个共点力 F 1 、 F 2 大小不同，它们的合力大小为 F ，则 ( 　　 ) A. F 1 、 F 2 同时增大一倍， F 也增大一倍 B. F 1 、 F 2 同时增加 10 N ， F 也增加 10 N C. F 1 增加 10 N ， F 2 减少 10 N ， F 一定不变 D. 若 F 1 、 F 2 中的一个增大， F 不一定增大 解析　 F 1 、 F 2 同时增大一倍，由平行四边形定则知 F 也增大一倍，选项 A 正确；当 F 1 、 F 2 方向相同时， F 1 、 F 2 同时增加 10 N ， F 增加 20 N ，选项 B 错误；当 F 1 、 F 2 方向相反时， F 1 增加 10 N 、 F 2 减少 10 N ，则 F 增加 20 N 或减少 20 N ，选项 C 错误；当 F 1 、 F 2 共线反向时，当其中一个增大，合力 F 不一定增大，选项 D 正确。 答案　 AD 技巧 3. 二级结论法 图 15 【例 3 】 ( 多选 ) 如图 15 所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过 M 、 N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用 F M 、 F N 表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是 ( 　　 ) A. F M 向右 B. F N 向左 C. F M 逐渐增大 D. F N 逐渐减小 解析　 电磁感应中，感应电流所受安培力总是阻碍导体棒的运动，且安培力既垂直于导体棒又垂直于磁场，故 F M 、 F N 方向均向左，选项 A 错误， B 正确；导体棒在 M 区运动时，离通电直导线距离逐渐变小，磁场逐渐增强，感应电流及安培力均变大；同理，在 N 区运动时，远离通电直导线，磁场减弱，感应电流及安培力均变小，选项 C 、 D 正确。 答案　 BCD 技巧 4. 假设推理法 【例 4 】 ( 多选 ) 一点电荷仅受电场力作用，由 A 点无初速度地释放，先后经过电场中的 B 点和 C 点。点电荷在 A 、 B 、 C 三点的电势能分别用 E p A 、 E p B 、 E p C 表示，则 E p A 、 E p B 和 E p C 间的关系可能是 ( 　　 ) A. E p A > E p B > E p C B. E p A < E p B < E p C C. E p A < E p C < E p B D. E p A > E p C > E p B 解析　 若电场力一直做正功，则点电荷在电场中的电势能逐渐减小，显然 E p A > E p B > E p C ；若电场力先做正功后做负功，则点电荷在电场中的电势能先减小后增大，显然有 E p A > E p C > E p B 或 E p A > E p B > E p C 或 E p A > E p B ＝ E p C ； …… 总之， E p A 不小于 E p B 、 E p C 。 答案　 AD 技巧 5. 极限思维法 图 16 答案　 A 点评　 当某些问题无法求解时，可将题中某些物理量的值推向极端 ( 如本题中将 x 推向 0) ，然后对选项进行分析推理，进而得出答案。解题时要注意： ① 有哪些量可以推向极端； ② 极端推向 0 还是无穷大。 技巧 6. 计算推理法 图 17 答案　 BD