直流电路与交流电路

直流电路和交流电路知识回扣一1．纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较纯电阻电路，电功W=UIt，电功率P=UI，且电功全部转化为电热，有W=Q=UItU2 U2=rt=I2Rt，P=UI=r=I2R・非纯电阻电路，电功W=UIt,电功率P=UI，电热Q=I2Rt,电热功率P热=/2R,电功率大于电热功率，即W>Q,故求电功、电功率只能用W=UIt、P=UI，求电热、电热功率只能用Q=I2R1.P热=I2R.2．电源的功率和效率电源的几个功率电源的总功率：Pa=EI总电源内部消耗的功率：P内=I2r内电源的输出功率：P=UI=P厂P由出 总 内PU电源的效率n=P出x100%=ex100%3．交流电的“四值”最大值E=NBSrn.m瞬时值e=NBSmsinrnt.E有效值：正弦式交流电的有效值E=^:非正弦式交流电必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解．计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值．平均值：E=n云，常用来计算通过电路的电荷量.4．理想变压器的基本关系式功率关系：P入=上出-入 出^-Un电压关系：u1=n+.U2n2In电流关系：只有一个副线圈时:=》•直流电路动态分析方法(1)程序法：基本思路是“部分一整体一部分”.即从阻值的变化入手，由串、并联规律

判定R总的变化情况，再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定总 总 端律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况．（2）结论法——“并同串反”：“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）．“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）.题型1直流电路的动态分析【例1热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻Rt随温度t变化的图线如图1甲所示.如图乙所示电路中，热敏电阻Rt与其他电阻构成的闭合电路中，当Rt所在处温度升高时，两电表读数的变化情况是 （ ）A．A变大，V变大B．A变大，V变小C．A变小，V变大D．A变小，V变小甘灿川练1”（2013・江苏・4）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图2所示.M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻Rm发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时 （）传感器1—RrrMRm变大，且R越大，U增大越明显MRm变大，且R越小，U增大越明显Rm变小，且R越大，U增大越明显Rm变小，且R越小，U增大越明显题型2含电容器电路问题的分析【例2】如图3所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，两平行金属板间有匀强磁场.开关S闭合后，当滑动变阻器滑片位于图示位置时，一带电粒子恰好以速度v匀速穿过两()板.若不计重力，以下说法正确的是()如果将开关断开，粒子将继续沿直线运动保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子可能向上偏转保持开关闭合，将滑片P向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出

()甘灿训绦乙如图4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R4的滑片向b端移动时，则电压表读数减小电流表读数减小质点P将向上运动R3上消耗的功率逐渐增大题型3交流电的产生和描述【例3】(2013・山东・17)图5甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，④为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴OO,沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示.以下判断正确的是电流表的示数为10A线圈转动的角速度为50nrad/s0.01s时线圈平面与磁场方向平行0.02s时电阻R中电流的方向自右向左【以题说法】1.线圈通过中性面时的特点穿过线圈的磁通量最大；线圈中的感应电动势为零；线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次2．交流电“四值”的应用最大值：分析电容器的耐压值；瞬时值：计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况；有效值：电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流；平均值：计算通过电路截面的电荷量．計对训亘如图6所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程中所产生的正弦交流电的图象如图线b所示.以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零线圈先后两次转速之比为3:2交流电a的瞬时值为u=10sin5ntV交流电b电压的最大值为申V

题型4变压器和远距离输电问题【例4如图7所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定()不变．则下列说法中正确的是()只将S]从2拨向1时，电流表示数变小只将S2从4拨向3时，电流表示数变小只将S3从闭合变为断开，电阻r2两端电压增大只将变阻器R3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小【以题说法】理想变压器动态分析的两种情况1．负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、功率等随匝数比的变化情况．2．匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、功率等随负载电阻的变化情况．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．打対训练包夏季来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，用户消耗的功率增大.如图8所示，发电厂的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器均不变，则下列说法正确的是 ( )变压器的输出电压U2增大，且U2>U]变压器的输出电压U4增大，且U4VU3C•输电线损耗的功率占总功率的比例减小D•输电线损耗的功率增大11．交变电流的综合问题分析【审题示例】如图9所示，有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,内阻不计，绕OO'轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度①做匀速转动，从图示位置开始计时.矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电()阻R,下列判断正确的是()A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSrncosrntb.矩形线圈从图示位置经过2n时间时，通过电流表的电荷量为0当P位置不动，R增大时，电压表读数也增大当P位置向上移动、R不变时，电流表读数减小

打対训纤®如图10甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比竹：僞=10：1,接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12V的灯泡和风扇电动机，电动机线圈电阻r=2Q.接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，则 （）电阻R两端的电压是10V通过风扇电动机的电流是6A通过灯泡的交流电频率是100Hz风扇突然卡住的瞬间，灯泡变暗一、单项选择题1.（2013•广东理综・16）如图1,理想变压器原、副线圈匝数比竹：僞=2：1,①;和④均为理想电表，灯泡电阻Rl=6Q,AB端电压竹=12逅sinlOOnt（V），下列说法正确的是（1.A.电流频率为100Hz的读数为24VC®的读数为0.5AD.变压器输入功率为6W2.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图2所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I不变，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内 （）升降机可能匀速上升升降机一定在匀减速上升升降机一定处于失重状态通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时大3.如图3所示，A、B极板间存在竖直方向的匀强电场和匀强磁场，一带电微粒在A、B3.的水平面内做匀速圆周运动.下列说法正确的是()A.该微粒带正电荷B.C.仅改变R的水平面内做匀速圆周运动.下列说法正确的是()A.该微粒带正电荷B.C.仅改变R3阻值，微粒将继续做匀速圆周运动仅改变A、B极板之间距离，微粒将继续做匀速圆周运动D.仅改变A、B极板之间正对面积，微粒将不能继续做匀速圆周运动如图4是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I—R图象.现将甲、乙串联后接()入电路中，则()甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端的电压小甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小如图5所示，电源电动势为E,内电阻为r.两电压表可看做是理想电表，当闭合开关,将滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时（设灯丝电阻不变），下列说法中正确的是（ ）小灯泡L2变暗，V］表的示数变小，V表的示数变大小灯泡L2变亮，V］表的示数变大，V表的示数变小小灯泡L］变亮，V］表的示数变大，V2表的示数变小小灯泡L］变暗，V］表的示数变小，V2表的示数变大6.某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图66.以较大的转速n匀速转动时，电压表示数是q,额定电压为U2的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为P,手摇发电机的线圈电阻为r,则有P电流表的示数是万U］变压器原、副线圈的匝数比是U2：U］变压器输入电压的瞬时值是u=U2sin2nnt手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是E=迈匕］如图7所示，单匝矩形闭合导线框abed全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与ed边重合的竖直固定转轴以角速度①从中性面开始()匀速转动，下列说法正确的是()n转过6时，线框中的电流方向为abeda线框中感应电流的有效值为警C.D.从中性面开始转过2C.D.2no）B2S2线框转一周的过程中，产生的热量为S二、多项选择题锂电池因能量高、环保、无污染而广泛使用在手机等电子产品中.现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图8所示，充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,下列说法正确的是 （）

荒电■器… 锂电池电能转化为化学能的功率为Ul—Pr荒电■器… 锂电池充电器输出的电功率为U/+/2r电池产生的热功率为I2r充电器的充电效率为£xiOO%9.如图9所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=22:5,原线圈接u=220^2

sin100nt(V)的交流电，电阻R1=R2=25Q,D为理想二极管，则 ( )电阻R1两端的电压为50V二极管的反向耐压值应大于5^'2V原线圈的输入功率为200W通过副线圈的电流为3A如图10所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k输出端接一个交流电动机，电动机线圈的电阻为R.将原线圈接在电压为u=Usinrnt的正弦交流电源上，电动机的输入功m率为P0，电动机带动半径为r的转轮以角速度①匀速转动，将质量为m的物体匀速提升，若不计电动机的机械损耗，则以下判断正确的是 ( )物体上升的速度v=re变压器的输入功率为kP0c.原线圈中的电流有效值为尹mU2D.电动机的输出功率为p0—2k2R如图11甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数比n1:n2=11:1，a、b端接有正弦交变电流，电压随时间的变化规律如图乙所示.变压器右侧部分为一火警报警电路原理图，其中R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，R1为一定值电阻，电压表〔V和电流表可视为理想电表.下列说法中正确的是 ( )变压器副线圈的输出电压的表达式为u=20归sin100nt(V)当传感器R2所在处未出现火警时