专题八 直流与交流电路

1、二轮二轮物理物理专题八直流与交流电路专题八直流与交流电路二轮二轮物理物理展示考纲展示考纲明晰考向明晰考向方法归纳方法归纳重点点拨重点点拨锁定考点锁定考点高效突破高效突破二轮二轮物理物理展示考纲展示考纲明晰考向明晰考向重要考点重要考点考题预测考题预测1.1.欧姆定律欧姆定律.().()2.2.闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律.().()3.3.理想变压器理想变压器.().()高考对这一部分内容的考查题型一般为高考对这一部分内容的考查题型一般为选择题选择题. .预计在预计在20162016年高考中年高考中, ,交、直流电路的交、直流电路的故障与动态分析问题故障与动态分析问题, ,电功和电热的计

2、电功和电热的计算算, ,交变电流的产生与描述和变压器的交变电流的产生与描述和变压器的应用仍是命题的热点应用仍是命题的热点. .二轮二轮物理物理方法归纳方法归纳重点点拨重点点拨(2)(2)与总电流的关系与总电流的关系关系式为关系式为U=E-IrU=E-Ir, ,用图像表示如图所示用图像表示如图所示. .当总电流增大时当总电流增大时, ,路端电压减小路端电压减小, ,内电压增大内电压增大, ,但两者之和保持不变但两者之和保持不变. .二轮二轮物理物理2.2.功率与效率功率与效率(1)(1)电源的功率电源的功率P PP=IE(P=IE(普遍适用普遍适用);P=I);P=I2 2(R+r)(R+r)(

3、适用纯电阻电路适用纯电阻电路).).(2)(2)电源损耗功率电源损耗功率P PP P内内=I=I2 2r.r.二轮二轮物理物理二轮二轮物理物理2.2.理想变压器的动态分析理想变压器的动态分析(1)(1)弄清动态变化过程中的决定关系弄清动态变化过程中的决定关系. .如如U U2 2由由U U1 1决定决定,P,P1 1,I,I1 1由由P P2 2,I,I2 2决定决定. .(2)(2)根据题意根据题意, ,先弄清变量和不变量先弄清变量和不变量, ,如原线圈电压不变如原线圈电压不变, ,原副线圈的匝原副线圈的匝数比或输出端负载电阻变化数比或输出端负载电阻变化; ;再弄清引发的其他量的变化再弄清引

4、发的其他量的变化, ,如电表示数如电表示数, ,电流及功率等电流及功率等. .二轮二轮物理物理锁定考点锁定考点高效突破高效突破考点一考点一交变电流的产生和描述交变电流的产生和描述备选例题备选例题 (2014(2014天津理综天津理综)()(多选多选) )如图如图(1)(1)所示所示, ,在匀强磁场中在匀强磁场中, ,一矩形一矩形金属线圈两次分别以不同的转速金属线圈两次分别以不同的转速, ,绕与磁感线垂直的轴匀速转动绕与磁感线垂直的轴匀速转动, ,产生产生的交变电动势图像如图的交变电动势图像如图(2)(2)中曲线中曲线a,ba,b所示所示, ,则则( ( ) )A.A.两次两次t=0t=0时刻线

5、圈平面均与中性面重合时刻线圈平面均与中性面重合B.B.曲线曲线a,ba,b对应的线圈转速之比为对应的线圈转速之比为2323C.C.曲线曲线a a表示的交变电动势频率为表示的交变电动势频率为25 Hz25 HzD.D.曲线曲线b b表示的交变电动势有效值为表示的交变电动势有效值为10 V10 VACAC二轮二轮物理物理思路探究思路探究(1)(1)分析图分析图(1),(1),图图(2),(2),初始时刻线圈在什么位置初始时刻线圈在什么位置? ?答案答案: :中性面位置中性面位置. .(2)(2)曲线曲线a,ba,b的周期具有什么关系的周期具有什么关系? ?两次电动势的峰值与各自的周期有什么两次电动

6、势的峰值与各自的周期有什么关系关系? ?(3)(3)正弦式交变电流的有效值和峰值之间具有什么关系正弦式交变电流的有效值和峰值之间具有什么关系? ?二轮二轮物理物理二轮二轮物理物理通关演练通关演练D D 二轮二轮物理物理二轮二轮物理物理2.2.正弦式交变电流的产生正弦式交变电流的产生(2015(2015大庆市第二次质检大庆市第二次质检)()(多选多选) )在匀强磁场中在匀强磁场中, ,一矩形金属线框绕与磁感一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动线垂直的转轴匀速转动, ,如图如图a a所示所示. .产生的交变电动势产生的交变电动势e e随时间随时间t t变化的图变化的图像如图像如图b b所示所

7、示, ,则下列说法正确的是则下列说法正确的是( ( ) )A.A.该交流电动势瞬时值表达式为该交流电动势瞬时值表达式为e=311sin 100t(V)e=311sin 100t(V)B.tB.t=0.01 s=0.01 s时线框平面与中性面重合时线框平面与中性面重合C.tC.t=0.005 s=0.005 s时线框的磁通量变化率为零时线框的磁通量变化率为零D.D.该交变电流经原副线圈匝数比为该交变电流经原副线圈匝数比为101101的理想变压器变压的理想变压器变压, ,频率变为原频率变为原来的十分之一来的十分之一ABAB二轮二轮物理物理二轮二轮物理物理D D 二轮二轮物理物理二轮二轮物理物理方法

8、总结方法总结 书写交变电流瞬时值表达式及书写交变电流瞬时值表达式及“四值四值”应用注意点应用注意点(1)(1)线圈通过中性面时的特点线圈通过中性面时的特点穿过线圈的磁通量最大穿过线圈的磁通量最大; ;线圈中的感应电动势为零线圈中的感应电动势为零; ;线圈每经过中性面一次线圈每经过中性面一次, ,感应电流的方向改变一次感应电流的方向改变一次. .(2)(2)正弦式交变电流电动势瞬时值表达式的关键点正弦式交变电流电动势瞬时值表达式的关键点确定峰值确定峰值E Em m=NBS=NBS; ;明确明确t=0t=0时刻线圈的位置时刻线圈的位置. .(3)(3)构成闭合电路后求交流电表的示数、电阻消耗的功率

9、均用有效值构成闭合电路后求交流电表的示数、电阻消耗的功率均用有效值, ,求求电荷量要用平均值电荷量要用平均值. .二轮二轮物理物理考点二考点二直流电路综合问题直流电路综合问题二轮二轮物理物理审题突破审题突破二轮二轮物理物理解析解析: :滑动变阻器滑动变阻器R R4 4的滑片向的滑片向b b端移动时端移动时,R,R4 4的阻值越来越小的阻值越来越小, ,故并联电故并联电路的总电阻减小路的总电阻减小, ,根据串联电路的分压规律可得根据串联电路的分压规律可得:R:R3 3的电压减小的电压减小, ,消耗消耗的功率减小的功率减小, ,故故A A错误错误; ;电容器电压等于电容器电压等于R R3 3的电压

10、的电压, ,故也减小故也减小, ,所以质点所以质点P P向下运动向下运动, ,所以所以D D错误错误; ;外电路总电阻减小外电路总电阻减小, ,所以干路电流所以干路电流I I1 1增大增大, ,而而R R3 3的电流的电流I I3 3减小减小, ,根据根据I I1 1=I=I3 3+I+IA A, ,可得电流表读数可得电流表读数I IA A增大增大, ,所以所以B B错误错误; ;因为因为R R1 1的阻值和电源内阻的阻值和电源内阻r r相等相等, ,故外电路电阻大于电源内阻故外电路电阻大于电源内阻, ,且逐渐减小且逐渐减小, ,由输出功率与外电阻的关系可知电源的输出功率增大由输出功率与外电阻

11、的关系可知电源的输出功率增大, ,所以所以C C正确正确. .答案答案: :C C二轮二轮物理物理以例说法以例说法 闭合电路动态分析、含容电路、故障分析方法闭合电路动态分析、含容电路、故障分析方法(1)(1)闭合电路动态分析的方法闭合电路动态分析的方法程序法程序法: :流程如下流程如下(2)(2)含容电路分析含容电路分析首先确定电容器两极板电势高低首先确定电容器两极板电势高低, ,当两板电势当两板电势( (电压电压) )变化时变化时, ,内部场强内部场强发生变化发生变化, ,且电容器充且电容器充( (放放) )电量电量qq=U=UC(C(也等于与其串联电表也等于与其串联电表( (或电或电阻阻)

12、 )中流过的电量中流过的电量).).(3)(3)电路故障分析电路故障分析电路故障常由断路电路故障常由断路( (或短路或短路) )引起引起, ,先由题目表述的现象判定故障发生在先由题目表述的现象判定故障发生在干路还是支路干路还是支路. .用电压表判定干路断路点两端电压时用电压表判定干路断路点两端电压时,(,(若只有一处断路若只有一处断路) )其值等于电源电动势其值等于电源电动势, ,用导线短接时其他部分将导通用导线短接时其他部分将导通. .二轮二轮物理物理题组训练题组训练1.1.直流电路的故障分析直流电路的故障分析( (多选多选) )如图所示的电路中如图所示的电路中, ,电源电压保持不变电源电压

13、保持不变, ,闭合开关闭合开关S,S,电路正常工作电路正常工作, ,过了一会儿过了一会儿, ,电流表电流表A A的示数变为零的示数变为零, ,若电路中故障发生在灯若电路中故障发生在灯L L、电阻、电阻R R上上, ,用一根导线来判断电路故障用一根导线来判断电路故障, ,则下列判断正确的是则下列判断正确的是( ( ) )A.A.将导线并联在将导线并联在R R两端两端, ,电流表无示数电流表无示数, ,一定是一定是L L断路断路B.B.将导线并联在将导线并联在L L两端两端, ,电流表无示数电流表无示数, ,一定是一定是R R断路断路C.C.将导线并联在将导线并联在R R两端两端, ,电流表有示数

14、电流表有示数, ,一定是一定是R R断路断路D.D.将导线并联在将导线并联在L L两端两端, ,电流表有示数电流表有示数, ,一定是一定是L L断路断路解析解析: :电流表电流表A A的示数变为零的示数变为零, ,说明电路故障为断路说明电路故障为断路. .将导线与用电器并将导线与用电器并联进行检测时联进行检测时, ,若电流表有示数若电流表有示数, ,说明与导线并联的用电器断路说明与导线并联的用电器断路; ;若电流若电流表无示数表无示数, ,说明另一个用电器断路或两个用电器都断路说明另一个用电器断路或两个用电器都断路. .故故A,BA,B错误错误,C,D,C,D正确正确. .CDCD二轮二轮物理

15、物理B B 二轮二轮物理物理二轮二轮物理物理答案答案: : (1)0 (1)00.56 W 0.56 W 二轮二轮物理物理(2)(2)当变阻器的阻值为多大时当变阻器的阻值为多大时, ,变阻器消耗的功率最大变阻器消耗的功率最大? ?变阻器消耗的最大变阻器消耗的最大功率是多少功率是多少? ?(3)(3)当变阻器的阻值为多大时当变阻器的阻值为多大时, ,电源输出功率最大电源输出功率最大? ?电源输出的最大功率是电源输出的最大功率是多少多少? ?答案答案: :(2)4 (2)4 0.56 W0.56 W(3)2 (3)2 0.75 W0.75 W二轮二轮物理物理(4)(4)三种情况下三种情况下, ,电

16、源的效率分别为多大电源的效率分别为多大? ?答案答案: : (4)25%(4)25%62.5%62.5%50%50%二轮二轮物理物理考点三考点三变压器和远距离输电问题变压器和远距离输电问题二轮二轮物理物理思路探究思路探究 (1)(1)两个回路中的电阻两个回路中的电阻R R依据什么物理量关联起来依据什么物理量关联起来? ?答案答案: :原、副线圈电流比原、副线圈电流比I I1 1II2 2=n=n2 2nn1 1, ,及消耗的功率比及消耗的功率比. .(2)220 V(2)220 V是变压器的输入电压吗是变压器的输入电压吗? ?答案答案: :不是不是. .二轮二轮物理物理答案答案: :A A二轮二轮物理物理以例说法以例说法 理想变压器及远距离输电中的关系分析理想变压器及远距离输电中的关系分析(1)(1)理想变压器中的制约关系理想变压器中的制约关系(2)(2)远距离输电中的电压及功率关系远距离输电中的电压及功率关系二轮二轮物理物理题组训练题组训练1.1.变压器的基本关系的应用变压器的基本关