专题12-直流电路与交流电路-高三物理二轮复习(原卷版)

2022年高三物理二轮复习资料（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题）（江苏专用）专题12直流电路与交流电路【命题规律】1、命题角度：（1）直流电路的分析与计算；（2）交变电流的产生与描述；（3）变压器与远距离输电.2、常考题型：选择题．【知识荟萃】★考向一、直流电路的分析与计算程序法R局eq\o(→,\s\up7(增大),\s\do5(减小))I总＝eq\f(E,R＋r)eq\o(→,\s\up7(减小),\s\do5(增大))U内＝I总req\o(→,\s\up7(减小),\s\do5(增大))U外＝E－U内eq\o(→,\s\up7(增大),\s\do5(减小))U支＝U外－I总R干eq\o(→,\s\up7(增大),\s\do5(减小))最后确定I支串联电路注意分析各部分的电压关系，并联电路注意分析各部分的电流关系.结论法：“串反并同”“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）．“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）．极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论直流电路动态分析的三种常用方法

★考向二、交变电流的产生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：有效值是最大值的eq\f(1,\r(2))，即E＝eq\f(Em,\r(2))，I＝eq\f(Im,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2)).（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”，然后分段求和列式，求得有效值．3．正弦式交流电“四值”的应用★考向三、变压器与远距离输电1．变压器中的制约关系制约关系电压副线圈的电压U2＝eq\f(n2,n1)U1，由原线圈的电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1＝eq\f(n2,n1)I2由副线圈电流I2和匝数比决定变压器动态分析方法（1）变压器动态分析常见的两种情况：①负载电阻不变，匝数比变化；②匝数比不变，负载电阻变化.（2）处理此类问题应注意三点：①根据题意分清变量和不变量；②弄清“谁决定谁”的制约关系——电压是输入决定输出，电流和功率是输出决定输入2.远距离输电问题（1）理清三个回路①在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1.②在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝I22R线.③在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户.（2）抓住两个联系①理想的升压变压器中线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2.②理想的降压变压器中线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4.（3）掌握一个守恒：能量守恒关系式P1＝P损＋P3.3．输电线路功率损失的四个表达式（1）输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率．两者关系是P损＝P－P′（P为输送功率，P′为用户所得功率）．（2）P损＝I线2R线＝eq\f(ΔU2,R线)，I线为输电线路上的电流，ΔU为输电线路上损失的电压，R线为输电线路电阻．（3）P损＝ΔU·I线．【经典例题】【例题1】远距离输电原理图如图所示，原线圈输入电压及输电功率恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当S由2改接为1时，下列说法错误的是（）A．电压表读数增大 B．电流表读数减小C．输电线上损耗的功率减小 D．用户的功率减小【例题2】汽车蓄电池供电简化电路图如图所示，当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作，则S闭合后（）A．车灯会变亮B．蓄电池输出功率减小C．蓄电池总功率增大D．电动机对外做功的功率等于其消耗的功率【例题3】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1，输入端接在的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R=10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．当R1=0时，电压表的读数为30VB．当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V5W”的灯泡，灯泡能够正常发光C．当R1=10Ω时，电流表的读数为1AD．当R1=10Ω时，电压表的读数为6V【例题4】某款手摇点火器原理如图所示，当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T，手摇发电机线圈的面积为，共50匝，不计内阻。变压器可视为理想变压器，其原副线圈匝数比为1∶100。则（）A．电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花B．电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花C．线圈转速等于1r/s时，点火器可以产生电火花D．线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花【精选习题】一、单选题1．如图（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压。若随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压随时间t变化的图像中，正确的是（）A． B．C． D．2．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是（）A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为C．对应P点，小灯泡的电阻为D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积3．在如图所示的电路中，是定值电阻，、是滑动变阻器，D为理想二极管。电源的电动势为E，内阻为r，接通开关S，质量为m的带电油滴恰能静止在水平放置的两金属板间。若只改变其中的一个条件，下列说法正确的是（）A．将的滑片向下移动，油滴将向上运动B．将的滑片向右移动，油滴将向下运动C．断开开关S，将有电子自下而上通过理想二极管D．增大电容器两极板间的距离，油滴将加速向上运动4．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C．闭合开关S，增大可变电阻R阻值的过程中，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，则（）A．电压表示数U和电流表示数I的比值为R0+rB．ΔU和ΔI的比值为rC．电容器电荷的增加量为CΔUD．电阻R0两端电压的减小量为ΔU5．如图所示，R为用于热处理的电阻炉，正常工作电压为交流220V，通电后R在升温过程中电阻值增大很多，利用自耦变压器可使R升温过程中的热功率与正常工作时基本相同，通电后刚开始的一段时间内，应将变压器的滑片P（）A．从a缓慢调至b B．从b缓慢调至aC．从b缓慢调至c D．从c缓慢调至b6．如图是变电所为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压，可视为不变。变压器视为理想变压器，其变压比通过P可调，输电线的电阻为R0，则（）A．用户增多时，A表的示数减小B．用户增多时，为使用户获得的电压稳定在220V应将P适当上调C．用户减少时，用户获得的电压会有所降低D．用户减少时，R0的功率增大7．“西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。在输送功率一定的情况下，将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的（）A． B． C． D．8．手摇式发电机的简化图如图所示：发电机线圈内阻，产生的电动势随时间变化的规律为。现将发电机与阻值为的灯泡组成闭合电路，则（）A．电压表的示数为B．线框转动到图示位置时，灯泡中电流瞬时值为零C．线框由图示位置转圈，回路中消耗的电能D．线框由图示位置转圈，通过灯泡的电荷量为9．随着经济发展，用电需求大幅增加，当电力供应紧张时，有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R，两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（）A．降压变压器的输出电压减小了B．升压变压器的输出电流增加了C．输电线上损失的功率减小了D．发电厂输出的总功率增加了10．如图所示，闭合电键S，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变暗，电流表读数变小，则故障可能是（）A．R1断路． B．R2断路C．R3短路． D．R4短路二、解答题11．如图甲所示的电路中，使滑动变阻器的滑片位置从最右端滑动到最左端，测得电压表V随电流表A的示数变化的图像如图乙所示，不计电表内阻的影响。求：（1）定值电阻R0的阻值和滑动变阻器的最大阻值Rm；（