2012高考物理二轮复习直流电路与交流电路专题复习教案

直流电路与沟通电路专题复习一、直流电路的动向剖析与计算1、纯电阻直流电路动向剖析例题：（2011年海南）如图，E为内阻不可以忽视的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（）A、○V的读数变大，○A的读数变小B、○V的读数变大，○A的读数变大C、○V的读数变小，○A的读数变小D、○V的读数变小，○A的读数变大分析：S开，相当于电阻变大，总电流减小，故端电压增大，○V的读数变大，把R1归为内阻，则R3中的电压也增大，R3中的电流也增大，R3中的电压也增大，故正确答案为B。评论：当直流电路电路中的某一个电阻或某一段电路中的电阻的阻值发生变化，进而惹起整个电路的电流、电压、电功率发生变化；剖析方法是以电路的串并联知识和闭合电路欧姆定律为基础；基本思路和步骤是：从局部到整体再到局部，电阻变化剖析是基础，干路电流剖析是核心，内外电路电压变化是重点。此类问题常表此刻电路故障剖析，滑动变阻器的触头挪动和电路中的开关断开与闭合等所惹起的电路变化问题。针对练习1（2009年广东理科基础）以下图是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，以下表述正确的选项是（）A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源内阻耗费的功率变小D．电路的总电阻变大分析：当滑片向b端滑动时，接入电路中的电阻减少，使得总电阻减小D错。依据IE，可知总电流在增添，依据闭合电路中的欧R总姆定律有EIrU外，可知路端电压在减小，A对。流过电流表的示数为IU外，可R3知电流在减小，B错。依据PI2r,可知内阻耗费的功率在增大，C错。针对练习2(2001年上海)以下图的电路中，闭合电键，灯L、L正常发光，因为电12路出现故障，忽然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，依据剖析，发生的故障可能是（A）（A）R1断路（B）R2断路（C）R3短路（D）R4短路分析：第一应付电路进行标准化，以下图为其标准化后的电路。当R1断路时，总电阻增大，所以经过电源的总电流减小，灯L2变暗，电流表的读数变小，而路端电压增大，所以1两头电压增大，灯1变R1RLL亮，所以A选项正确。当R2断路时，总电阻增大，所以经过电源的总RL1电流减小，灯L变暗，而路端电压增大，所以L两头电压增大，灯LL2212变亮，所以B选项不正确。当R3短路时，总电阻减小，所以经过电源的总电流增大，灯L1变亮，而路端电压减小，所以L2两头电压减小，灯L2变暗，因为总电流增添，而经过L2的电流减小，电流表的读数变大，所以C选项不正确。当R4短路时，总电阻减小，所以经过电源的总电流增大，灯L1变亮，而路端电压减小，所以L2两头电压减小，灯L2变暗，因为总电流增添，而经过L2的电流减小，电流表的读数变大，所以D选项不正确。2、含电容器的直流电路剖析例题：一平行板电容器C，极板是水平搁置的，它和三个可变电阻及电源联接成以下图的电路.今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动.要使油滴上涨，可采纳的方法是（）A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R2分析：要使油滴上涨，就需要增大电场力，因为F电=Uq/d，d和q都不变，故应使其两头U增大，所以可选择增大R3或减小R2评论：本题为直流电路中的含容电路问题，解题的基本思路是：要正确画出等效电路，确立电容器两极间的电压是重点。要领是：当电路稳固后，因为电容器所在的支路无电流，

AR故电容器两极间的电压等于与之相并联的支路上的电压。当电路中电流，电压变化时，会惹起电容器充、放电，进而改变电容器两极间的电压和电容器所带的电荷量。针对练习（2009年江苏物理）在以下图的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C。当闪光灯两头电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流经过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则能够判断A．电源的电动势E必定小于击穿电压UB．电容器所带的最大电荷量必定为CE．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量必定增大．在一个闪光周期内，经过电阻R的电荷量与经过闪光灯的电荷量必定相等分析：剖析本题时理解此电路的工作过程是解决本题的重点。电容器两头的电压与闪光灯两头的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两头电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，这样周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光。要使得充电后达到电压U，则电源电动势必定大于等于U，A项错误；电容器两头的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为CU，B项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；充电时电荷经过R，经过闪光灯放电，故充放电过程中经过电阻R的电荷量与经过闪光灯的电荷量必定相等，D项正确。3、直流电路的计算例题：（2008宁夏卷）一个T型电路以下图，电路中的电R110,R2120,R340.还有一测试电源，电动势为100V，内阻忽视不计。则A、当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40B、当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40C、当ab两头接通测试电源时，cd两头的电压为80VD、当cd两头接通测试电源时，ab两头的电压为80V分析：本题考察电路的串并联知识。当cd端短路时，R与2R3并联电阻为30Ω后与R1串连，ab间等效电阻为40Ω，A对；若ab端短路时，R1与R2并联电阻为8Ω后与R3串连，cd间等效电阻为128Ω，B错；但ab两头接通测试电源时，电阻R2未接入电路，cd两头的电压即40为R3的电压，为Ucd=50×100V=80V，C对；但cd两头接通测试电源时，电阻R1未接入40电路，ab两头电压即为R3的电压，为Uab=160×100V=25V，D错。正确答案为AC。评论：直流电路的计算则要掌握串连的分压、并联的分流及串并联电路的规律，正确运用闭合电路欧姆定律，划格外电压和电动势，明确各样功率．针对练习：（2010年四川卷）以下图，电源电动势E015V。内阻r01，电阻R130,R260。间距d0.2m的两平行金属板水平搁置，板间散布有垂直于纸面向里、磁感觉强度B1T的匀强磁场。闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度0.1m/s沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，忽视空气对小球的作用，取g10m/s2。（1）当Rx=29Ω时，电阻R2耗费的电功率是多大？（2）若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60，则Rx是多少？RRxR1R2293060R1R23049分析：⑴闭合电路的外电阻为60E150.3Ir491A依据闭合电路的欧姆定律RR2两头的电压为U2EI(Rxr)150.3306V262P2U2R2耗费的功率为R20.660W⑵小球进入电磁场做匀速圆周运动，说明重力和电场力等大反向，洛仑兹力供给向心力，依据牛顿第二定律Bqvmv2U2qmg，由以上两式化简得U2BRdgRdv小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°，依据几何关系得Rd由以上各式代入数据得U2Bd2g10.04104U24v0.1I0.2V干路电流为R1220ARxEU2r154154I0.2Ω4、非纯电阻直流电路剖析例题：以下图，直流电动机线圈的电阻为R，电源内阻为该电动机正常工作时，电源路端电压为U，经过电动机的电流为（）

r，当I，则A、电动机内部发热功率为

I2R

B、电动机的机械功率为

IUC、电源电动势为

I（R+r）

D、电源的输出功率为

IU+I

2R分析：电动机内部发热功率为

2IR，选项

A正确；电动机的输入功率为

IU，电动机的机械功率为

IU-I2R，选项

B错误；电源电动势等于

U+Ir

，选项

C错误；电源的输出功率为IU，选项D错误。评论：非纯电阻电路是指电路中含有电动机、电解槽等装置。其特色是电路中耗费的电能(W=TUt)绝大多数转变为其余形式的能(如电流经过电动机。电动机转动，电能转变为机械能)。另一小部分不行防止地转变为内能(Q=I2Rt)，也就是说电功大于电热(W>Q)。2W=Q+E其余针对练习：以下图的电路中，电炉电阻R=10Ω，电动机线圈的电阻r=1Ω,电路两端电压U=100V，电流表的示数为30A，问经过电动机的电流强度为多少？通电一分钟，电动机做的实用功为多少？分析：图中的两个支路分别为纯电阻电路（电炉）和非纯电阻电路（电动机）.在纯电阻电路中可运用欧姆定律直接求出电流强度，而非纯电阻电路中的电流强度只好运用.在非纯电阻电路中，电功大于电热，二者的差值才是实用功.依据欧姆定律，经过电炉的电流强度为：.依据并联电路中的干路电流和支路电流的关系，经过电动机的电流为：I2=30A-I1=20A.电动机的总功率为：P=UI2=100×20W=2×103W.因发热而消耗的功率为：P′=I22r=0.4×103W,电动机的实用功率（机械功率）为：P″=P-P′=1.6×103W,电动机通电1min做的实用功为：W=P″t=1.6×103×60J=9.6×104J.二、沟通电与变压器电路剖析1、沟通电的产生及描绘例题：（10广东卷）图7是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确立该电压的（BC）A、周期是0.01SB、最大值是311VC、有效值是220VD、表达式为U=220sin100πt（V）分析：由图知：最大值U=311V有效值UUm220V周期T=0.02s表达式m2u311sin100t(V)选BC。评论：本题考察了考生对正弦沟通电的刹时价、最大值、有效值有，均匀值“四值”的理解及沟通电的函数表达式、图象表示法的应用，要求考生能利用函数关系式或图象求解波及沟通电的“四值”问题，解题时要特别注意沟通电“四值”合用的条件。针对练习:（2011天津）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如左图所示，产生的交变电动势的图象如右图所示，则（B）A、t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B、t=0.01s时线框平面与中性面重合C、线框产生的交变电动势有效值为311VD、线框产生的交变电动势的频次为100Hz分析：交变电流知识的考察。由图2可知，该交变电动势刹时价的表达式为e311sin100t。当t=0.005s时，刹时价e=311V，此时磁通量变化率最大，A错；同应当t=0.01s时，e=0V，此时线框处于中性面地点，磁通量最大，磁通量的变化率为零，B正确；关于正弦交变电流其有效值为Emax/2，题给电动势的有效值为220V，C错；交变电流的频次为f=1/T=ω/2π=50Hz，D错。2、变压器规律及变压器电路剖析例题一：（2011全国理综）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则A）分析：主要考察理想变压器原副线圈电压、电流与匝数的关系。U2=220V，依据U1：U2=n1:n2得，U1=110V。I2=P/U2=0.1A，依据I1：I2=n2：n1得I1=0.2A。所以正确答案是A。评论：本题考察了理想变压器基本公式的应用，解决此类问题的重点是弄清楚理想变压器中各物理量之间的联系及互相限制关系，即：输出电压由输入电压和匝数比决定；输出电流由输出电压和负载电阻决定；输入电流由输出电流和匝数比决定；输入电功率由输出电功率决定，此中原副线圈的匝数比为联系的桥梁。理想变压器的两个基本公式是：⑴U1n1，即对同一变压器的随意两个线圈，都有电压和匝数成正比。⑵P=P，即不论12U2n2有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于全部输出功率之和。只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有U1I1U2I2，I1n2。I2n1例题二：（2011山东）为保证用户电压稳固在220V，变电所需合时进行调压，图甲为变压器表示图。保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下挪动时可改变输出电压。某此检测获得用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的选项是（）A、u21902sin(50t)VB、u21902sin(100t)V、为使用户电压稳固在220V，应将P适合下移、为使用户电压稳固在220V，应将P适合上移分析：由电压u2随时间t变化的曲线可知，用户电压的最大值是1902V，周期是2102s，所以u21902sin(100t)V，错误，B正确；依据n1U1，n1减小，u2An2U2增大，所以为使用户电压稳固在220V，应将P适合上移，C错误，D正确。评论：与变压器相关的沟通电路分静态与动向两种电路，对于动向电路有两种状况：一是负载电阻不变，原副线圈电压、电流、功率随匝数比变化而变化；二是匝数比不变，原副线圈电压、电流、功率随负载变化而变化。解题时能够借助直流电路的动向剖析方法去解决，但须注意各变量之间的互相限制关系。针对练习：（2011福建）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1，电阻R=20，L1、L2为规格同样的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系以下图。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。以下说法正确的选项是（）A、输入电压u的表达式u=202sin(50)V、只断开S1后，L1、L2均正常发光、只断开S2后，原线圈的输入功率增大、若S1换接到2后，R耗费的电功率为0.8W分析：些题考察变压器和电路动向变化等知识点。由输入电压u随时间t的变化关系图象可知，交变电流周期为0.02s，输入电压u的表达式u202sin100tV选项A错误，只断开S后，L、L均不可以发光，选项B错误，只断开S后，灯泡L、L串连接入电路，112212变压器输出电流变小，原线圈的输入功率减小，选项C错误，若S换接到2后，变压器输1出电压U=4V，R中电流为I=0.2A，R耗费的电功率为P=UI=0.8W，选项D正确3、远距离输送电能例题：（2009年山东卷）某小型水电站的电能输送表示图以下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n，n2。降压变压器原副线匝数分别为n、n（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则34（AD）A、n2n3n1n4B、n2n3n1n4、升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D、升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率分析：依据变压器工作原理可知n1220n3U3，因为输电线上损失一部分电n2U2,220n4压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U2U3，所以n2n3，An1n4正确，BC不正确。升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，正确。评论：在剖析远距离输送电能的试题时，重点是要画好输送电能的表示图，包含发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻，并依据规范在图中标出相应的物理量符号．同时，求解过程中要注意相应的限制关系，及各级输电线路之间电压、电流、电功率、电能之间内在联系