专题十五直流电路和交流电路

真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。 土地是以它的肥沃和收获而被估价的； 才能也是土地，不过它生产的不是粮食， 而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。启东中学专题十五直流电路和交流电路重点难点1．电路的动态变化．进行动态分析的常见思路是：由部分电阻变化推断外电路总电阻（R外）的变化，再由全电路欧姆定E讨论干路电流I总的变化，最后再根据具体情况分别确定各元件上其他量的变化情况（使律I总R外r用的工具是部分电路欧姆定律、电路中各元件上的电压关系和电流关系）．2．电路故障分析 ：断路的表现是电路的端电压不为零而电流为零， 一般是用电压表测量电路中某两点电压，若电压不为零，则说明这两点与电源的连接完好，断路点就在该两点之间，这样逐渐缩小测量范围即可找到断路点（用电流表也可类似得出）．短路的表现是电流不为零而电压为零．3．电源输出的最大功率电源输出功率最大的条件为： R＝r，即外电阻等于电源内阻，此时的最大输出功率为 Pm＝E2，电源4r的效率为 50%．4．电流表和电压表在电路中的作用 ：可分为两种情形．①理想情况：电流表内阻为零，电压表内阻可视为无穷大，都对电路没有影响．在分析和计算时，常将电流表视为短路，将电压表视为断路；②实际情况：可将电流表看作阻值为其内阻、能测量其本身电流的特殊电阻串入电路中，可将电压表看作阻值为其内阻、能测量其本身电压的特殊电阻并入电路中．5．交流电的有效值 ：有效值的概念是根据电流的热效应规定的，具有等效的含义．在交流电路中，电表的测量值，计算电功用的电流和电压值，电器设备上所标的额定电流和电压值均指的是有效值．6．理想变压器 ：①变压器的输入功率等于输出功率，且输出功率随负载的变化而变化，输入功率随输出功率变化而变化；②由U1n1可知：U2n2U1，即变压器副线圈两端电压由原、副线圈的匝数比n1和输入电压U2n2n1n2U1决定；③变压器副线圈上的电流由副线圈的输出电压和负载决定，即I2U2．R规律方法【例

1】在如图所示的电路中，电源电动势为

E．设电流表的示数为

I．电压表的示数为

U，电容器

C1

人生的磨难是很多的， 所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。

在生活磨难面前， 精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。

土地是以它的肥沃和收获而被估价的；

才能也是土地，不过它生产的不是粮食，

而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。所带的电荷量为

Q．将滑动变阻器

R1

的滑动触头

P向上移动，待电流达到稳定后，则与

P移动前相比AC）A．若电源内阻不可忽略，则U减小B．若电源内阻不可忽略，则

I增大C．若电源内阻不可忽略，则

Q减小D．若电源内阻可以忽略，则

Q减小训练题如图所示，两只相同的白炽灯泡

D1和

D2串联后接在电压恒定的电路中．若

D1的灯丝断了，经过搭丝后（搭丝后灯泡的电阻减小）仍然与

D2

串联，重新接人原来的电路．假设在此过程中，灯丝电阻随温度变化的因素可忽略不计，且每只灯泡两端的电压均未超过其额定电压．则此时每只灯泡所消耗的功率与原来各自的功率相比（ BC ）．D1的功率变大．D1的功率变小C．D2的功率变大．D2的功率变小【例2】如图所示是一个电热器电路．指示灯、电键、电热丝构成串联回路，接在电源上发现该电路有一个元件断路、有一个元件短路，但不知道是哪个元件上有故障，今用一个校验电灯分别依次接在各处进行检测，得到如下表所示的结果，请根据表格回答下列问题：校验次序 1 2 3 4 5 6校验接入点 af ab cd ef ad cf发光情况 正常发光 不发光 发光不正常 不发光 发光不正常 正常发光（1）由前两次检测可以知道：（2）由第三次检测可以知道：（3）由以上检测可以知道： 断路； 短路．【解析】（1）第1次检测，将电灯接在 af点，正常发光，说明电路从电源 →a→f→电源是连通的，即电源正常，且灯泡的额定电压等于电源电压．第 2次检测，将电灯接在 ab点，不发光，说明电路不通，所以从前两次检测可判定：电源正常，电键或电热丝断路．2）第3次检测，将电灯接在cd点，发光但不正常，说明电路是通的，即指示灯、电热丝没有断路．3）第4次检测，将电灯接在ef点，不发光，说明电路不通，综上各次检测可判定：电键断路．第5次检测，将电灯接在ad点，发光但不正常，说明电路是通的，灯泡两端电压小于电源电压，所以电热丝有电阻即是正常的．第6次检测，将电灯接在 cf点，正常发光，说明电路是通的，灯泡两端电压等于电源电压，而 ac间电压为零，即指示灯短路．2

人生的磨难是很多的， 所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。

在生活磨难面前， 精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。 土地是以它的肥沃和收获而被估价的； 才能也是土地，不过它生产的不是粮食， 而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。综上所述，电路故障是：电键断路，指示灯短路．训练题图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V．（CD）A．ab间电路通，cd间电路不通B．ab间电路不通，bc间电路通C．ab间电路通，bc间电路不通D．bc间电路不通，cd间电路通【例3】如图所示的电路中，电源电动势E=9V，电阻R1=2.5Ω，R2=3Ω，当电阻箱Rx调到3Ω时，电流表的示数为2A．求：（1）电源的内电阻；（2）调节电阻箱，使电流表的示数为1.8A时，电阻R2消耗的电功率．R2Rx4【解析】（1）当Rx=3Ω时，则电路外电阻为RR1RxR2E有：rE．由闭合电路欧姆定律IrR0.5RI（2）调节电阻箱后，由闭合电路欧姆定律EI(R1r)U2有：U2EI(R1r)91.8(2.50.5)（V）=3.6V所以电阻R2消耗的电功率为P2U22=4.32W．R2E，rR1训练题在图电路中，电源由6个电动势为1.5V、内电阻为0.1Ω的电池串联而成，R1为4.4Ω，R2为6Ω，变阻器R3开始时接入电路的阻值为R212Ω，R2的额定功率为3W．问：（1）此时通过R1的电流是多大？R3（2）此时电源的输出功率是多大？（3）为确保R2消耗的实际功率不超过它的额定功率，变阻器R3接入电路的阻值应满足什么条件？答案：（1）I=1A（2）P=8．4W（3）变阻器 R3接入电路的阻值应小于、等于 17Ω3 人生的磨难是很多的， 所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。 在生活磨难面前， 精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。【例4】如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=180匝，交流电源的电压U12202sin120tV，电阻R=45Ω，电压表、电流表均为理想电表，则（BD）A．交流电的频率为50HzB．A1的示数约为0.13AC．A2的示数约为1.1AD．V的示数为36V能力训练1．在图示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是（A）A．直流10V挡B．直流0.5A挡C．直流2.5V挡D．欧姆挡2．电路如图，电源内阻不能忽略，R1＝10Ω，R2＝8Ω，开关接通1时，电压表的示数U1＝2.0V，则当开关接通2时，电压表的示数可能是（C）A．2.2VB．2.0VC．1.8VD．1.6V3．如图所示，是测定两个电源的电动势E和内电阻r实验中得到的路端电压U和电流I的图线，则应有（ACD）A．当I1=I2时，电源总功率P1=P2B．当I1=I2时，外电阻R1=R2C．当U1=U2时，电源输出功率P出1＜P出2D．当U1=U2时，电源内部消耗的电功率P内1＜P内24．如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴ΟΟ′以恒定的角速度转动，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化．在t=2时刻（CD）．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受安培力的力矩为零D．线圈消耗的电功率为零R15．（06年南京）所示电路中，电源电动势E=10V，内阻r=1CR2Ω，电容器电容C=40μF，电阻R1=R2=4Ω，R3=5Ω。接通电键ER3人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。4Vr我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。S真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。 土地是以它的肥沃和收获而被估价的； 才能也是土地，不过它生产的不是粮食， 而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。S，待电路稳定后，求：（1）理想电压表V的读数；（2）电容器的带电量。答案：当开关合上后，等效电路如图所示，这时电压表测得的是R3R1两端的电压U3，电容器两端的电压为R1两端的电压U1EER3（1）流过电路中的总电流IrR3rR1代入数据得I=1AU3=IR3U3=5V（2）U1=IR1U1=4VC=Q/U1Q=CU=1.6×10-4C6．（05

年南通）如图所示，电源的电动势

E 12V，内阻不计，电阻

R1

R2

R3

4

，R4

12

，电容器的电容

C

10μF，其中有一带电微粒恰好处于静止状态。若在工作的过程中，电阻

R2突然发生断路。电流表可看作理想电表。求：1）带电微粒加速度的大小和方向。2）从电阻R2断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量。E答案：（1）R2断路前，由于 R1=R2，R2两端电压为U26V2由于：：，R两端电压为U3R3R41344E9V4电容器两端电压为UC3V，带电量QcCUc3101063105C（上板带负电）带电微粒静止Ucmgqd1R2断路后，电路稳定后，电容器两端电压UCU3E3V，4电容器带电量为QCCUC3105C（上板带正电）mgqUcmgqUc2mg带电微粒的加速度add2g，方向竖直向下。mmm（2）从电阻R2断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量qAQCQC6105C5 人生的磨难是很多的， 所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。 在生活磨难面前， 精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。

土地是以它的肥沃和收获而被估价的；

才能也是土地，不过它生产的不是粮食，

而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。7．（05年宿迁）如图所示，是用直流电动机提升重物的装置示意图，电源电动势E＝100V，内电阻r1＝1，电动电动机机的线圈电阻r2＝4。重物质量m＝36kg，重物被电动机以v：I＝0.5m/s的速度匀速提起，不计重物运动中所受的阻力，取g＝10m/s2，试求：电路中的电流I和电源的输出功率P。v0答案：电源的输出功率：P＝UI由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir1即P＝I（E－Ir1）电动机的热功率：P热＝I2r2电动机的输出机械功率：P出＝mgv则：P＝mgv+I2r2所以得：I2（r2＋r1）－IE＋mgv＝0代入数据化简，得：I2－20I＋36＝0所以I＝2（A）（I＝18A舍去）得P＝196（W）8．（05年连云港）一个矩形线圈在一匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速转动，产生的交变电动势表达式为 e 311sin314tV，试求：(1)电动势的最大值、有效值和频率；(2)若矩形线圈是100匝，线圈平面面积为0.02m2，匀强磁场的磁感应强度B是多少?(3)当线圈平面从中性面开始转过3