专题四　电路和电磁感应 第10讲　直流电路和交流电路-2025版二轮复习·物理

7/7第10讲直流电路和交流电路1.（2024·广西高考6题）将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为（）A.2∶3 B.2∶1C.5∶3 D.1∶32.（多选）（2024·新课标卷20题）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（）A.电流最小B.电流最大C.电流方向由P指向QD.电流方向由Q指向P3.（2024·北京高考5题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（）A.原线圈两端电压的有效值为242VB.副线圈中电流的有效值为0.5AC.原、副线圈匝数之比为1∶4D.原线圈的输入功率为12W4.（2024·浙江1月选考5题）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u＝5sin100πtV的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是（）A.n2nB.n1nC.用电压表测原线圈两端电压，示数为5VD.副线圈输出交流电压的频率是100Hz考点一直流电路的分析和计算1.闭合电路欧姆定律的三个公式（1）E＝U外＋U内；（任意电路）（2）E＝U外＋Ir；（任意电路）（3）E＝I（R＋r）。（纯电阻电路）2.动态电路分析的三种方法（1）程序法——最常规方法（2）串反并同法（电源内阻不为零）——最简洁方法（3）极限法3.电容器的特点（1）只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路。（2）电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。【例1】（2024·福建漳州三模）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合，电路稳定后，灯泡L正常发光，然后向左移动滑动变阻器R的滑片，在此过程中（）A.灯泡L逐渐变暗B.电源的路端电压逐渐减小C.电容器C所带的电荷量逐渐减小D.定值电阻R0两端的电压始终为零尝试解答【例2】（2024·江西南昌三模）在如图所示的电路中，已知A、B两个电容器的电容之比CA∶CB＝1∶2，每个电阻都相同，则两个电容器带电荷量之比QA∶QB为（）A.1∶2 B.2∶3C.1∶1 D.2∶1尝试解答考点二交变电流的产生和描述1.线圈通过中性面时的特点（1）穿过线圈的磁通量最大。（2）线圈中的感应电动势为零。（3）线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次。2.有效值的计算（1）正弦式交变电流：E＝Em2，I＝Im2，（2）非正弦式交变电流：计算有效值时，要根据电流的热效应，即“一个周期”内“相同电阻”上产生“相同热量”，然后分段求和，求得有效值。3.正弦式交变电流“四值”的应用【例3】（2024·山东高考8题）如图甲所示，在－d≤x≤d、－d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（）尝试解答【例4】（2024·河北高考4题）R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的3倍），R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为（）A.2∶3 B.4∶3C.2∶3 D.5∶4尝试解答【例5】（2024·天津河西区二模）一个单匝矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴做匀速转动。通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图所示，则以下说法正确的是（）A.零时刻线圈位于中性面位置B.t2时刻电流方向发生改变C.感应电动势的有效值为2D.t1时刻到t3时刻，感应电动势的平均值为零尝试解答考点三理想变压器电能的输送1.理想变压器（1）三个基本关系①P入＝P出②U1U③I1I（2）三个决定关系①副线圈输出的功率决定原线圈输入的功率；②副线圈电流的变化决定原线圈电流的变化；③在匝数比一定的情况下，原线圈两端的电压决定副线圈两端的电压。2.电能的输送（1）理清三个回路（2）分清三种关系电压关系U1UU2＝ΔU＋U3U3U电流关系I1II2＝I3＝I线I3I功率关系P1＝P2P2＝P3＋ΔPΔP＝I线2R线P3＝P4【例6】（2024·河北石家庄模拟）如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻R1＝12Ω串联后接在正弦式交流电源上。理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，定值电阻R2＝10Ω，理想交流电压表的示数为20V，则交流电源电压的峰值是（）A.120VB.1202VC.124VD.1242V尝试解答【例7】（多选）（2024·全国甲卷19题）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以（）A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动尝试解答【例8】（2024·山西晋中三模）2023年10月，国内某品牌发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。总电源到充电桩的简化电路图如图所示。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器原线圈两端电压U1＝500V，输电线的总电阻r＝25Ω，降压变压器的匝数比为n3∶n4＝15∶1，变压器均视为理想变压器。若给汽车充电时该充电桩获得的电压为1000V，功率为600kW，下列说法正确的是（）A.流经充电桩电流的最大值为600AB.1s内电流的方向变化50次C.若充电桩消耗的功率减小，在U1不变的情况下，充电桩获得的电压减小D.升压变压器的匝数比为n1∶n2＝1∶32尝试解答等效电阻法在变压器电路中的应用当理想变压器的副线圈接纯电阻元件时，可以把理想变压器（含副线圈中的元件）等效成一个电阻来处理，设原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原线圈输入电压为U1，电流为I1，副线圈输出电压为U2，电流为I2，副线圈负载电阻为R，则等效电阻R等效＝U1I1＝n1n2【典例1】（2024·湖南高考6题）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻R时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（）A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4PB.输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0上消耗的功率为4PC.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为8PD.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为6P尝试解答【典例2】（2024·湖南长沙期中）如图所示的是节日彩灯供电电路图，变压器为理想变压器，所有灯泡均相同，在A、B两端接入电压恒定的正弦交流电，若发现灯泡的灯光较暗，为使灯泡正常发光，需要调节滑动变阻器R2的