高考物理突破大二輪浙江專用直流電路與交流電路的分析

第1講直流電路與交流電路的分析網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建備考策略1.必須領(lǐng)會(huì)的“二種物理思想”和“四種方法” (1)等效思想、守恒思想。 (2)程序法、極限法、分析推理法、守恒法。2.解決交變電流問題要做到“四看”、“四想” (1)看到“電容器的耐壓值”，想到“最大值”。 (2)看到“某時(shí)刻某位置”，想到“瞬時(shí)值”。 (3)看到“電功、電功率、電熱、保險(xiǎn)絲的熔斷電流和電路中交流電表的讀數(shù)”，想到“有效值”。 (4)看到“通過電路的電荷量”，想到“平均值”。3.理想變壓器

弄清“誰決定誰”的制約關(guān)系。對(duì)電壓而言，輸入決定輸出；對(duì)電流、電功率而言，輸出決定輸入。直流電路的分析與計(jì)算直流電路的動(dòng)態(tài)分析【典例1】

(2019·浙江教育綠色評(píng)價(jià)聯(lián)盟適應(yīng)性考試)如圖1所示，電源的電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R的阻值也為r，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是2r。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端滑動(dòng)過程中，下列說法正確的是(

)圖1A.電壓表的示數(shù)變大B.電流表的示數(shù)變小C.滑動(dòng)變阻器消耗的功率變小D.定值電阻R消耗的功率先變大后變小解析等效電路圖如圖所示。滑片從a端滑向b端，其接入電路的阻值RPb減小，電路中電流增大，電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大，電阻R消耗的功率增大，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤；把電阻R當(dāng)作電源內(nèi)電阻(等效電源)，則R內(nèi)＝2r，RPb減小，且RP<2r，等效電源的輸出功率減小，即滑動(dòng)變阻器的功率減小，選項(xiàng)C正確。答案C【典例2】

(2019·浙江桐鄉(xiāng)選考適應(yīng)性考試)(多選)如圖2所示的電路中，電源電動(dòng)勢E＝4V，內(nèi)阻r＝1Ω，定值電阻R0＝1Ω，R為滑動(dòng)變阻器，電容器的電容C＝40μF。閉合開關(guān)S，下列說法中正確的是(

)A.將R的阻值調(diào)至2Ω時(shí)，電容器的電荷量為8×10－5CB.將R的阻值調(diào)至2Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率為最大值C.將R的阻值調(diào)至2Ω時(shí)，電源的輸出功率為最大值D.在R的滑動(dòng)觸頭P由左向右移動(dòng)的過程中，電容器的電荷量增加直流電路(含電容)的分析與計(jì)算圖2答案AB1.程序法：基本思路是“部分→整體→部分”。即2.電容器所在的支路可看作是斷路，分析含有電容器的直流電路時(shí)，關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷和求出電容器兩端的電壓。

1.(2019·浙江寧波聯(lián)考)如圖3所示為某控制電路，主要由電源(E、r)與定值電阻R1、R2及碳膜電位器(即滑動(dòng)變阻器)R連接而成，L1、L2是紅、綠兩指示燈。閉合開關(guān)S，當(dāng)電位器的觸頭由弧形碳膜的中點(diǎn)順時(shí)針滑向b端時(shí)(

)圖3A.L1指示燈變亮

B.L2指示燈變暗C.電流表示數(shù)變小

D.電容器帶電荷量增大解析當(dāng)電位器的觸頭向b端滑動(dòng)時(shí)，電路的總電阻增大，干路電流減小，所以內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，所以R1兩端的電壓增大，流過R1的電流變大，電流表示數(shù)變大；因?yàn)楦陕冯娏鳒p小，則通過L1的電流變小，L1變暗，L1兩端電壓減小，路端電壓增大，所以電位器兩端電壓增大，L2中電流增大，所以L2變亮，電容器兩端的電壓變大，根據(jù)Q＝CU知電容器帶電荷量增大，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。答案D2.如圖4所示的電路中，電源為恒流源，能始終提供大小恒定的電流。R0為定值電阻，閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，則下列表示電壓表示數(shù)U、電路總功率P隨電流表示數(shù)I變化的關(guān)系圖線中，可能正確的是(

)圖4答案C3.(2019·浙江名校協(xié)作體模擬)(多選)如圖5甲所示，電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的電源與R＝

6Ω的定值電阻、滑動(dòng)變阻器RP、開關(guān)S組成串聯(lián)回路，已知滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是(

)圖5答案BC有效值的理解與計(jì)算交變電流的分析與計(jì)算【典例1】

(2019·浙江溫州選考適應(yīng)性考試)(多選)圖6甲為小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n＝100、總電阻r＝5Ω，線圈的兩端與阻值為95Ω的電阻R連接，交流電壓表為理想電表。t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化。若交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值為Em，電壓表的示數(shù)為U，則(

)圖6A.Em＝200V，U＝134VB.Em＝134V，U＝95VC.通過電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約50次D.電阻R實(shí)際消耗的功率為190W答案AD交變電流的產(chǎn)生及變壓器的工作原理【典例2】

(2019·浙江金華一中模擬)如圖7所示，為了浴室用電安全，某同學(xué)用理想變壓器給浴室降壓供電，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1，原線圈輸入交變電壓u＝311sin(100πt)V，已知照明燈額定功率為44W，排氣扇電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為1Ω，電流表示數(shù)為2A，各用電器均正常工作，電表均為理想表。則(

)圖7A.電壓表示數(shù)為62V B.變壓器的輸入功率為186WC.排氣扇輸出功率為43W D.保險(xiǎn)絲熔斷電流不得低于2A答案C理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析【典例3】

(多選)如圖8所示，由于理想變壓器原線圈的輸入電壓降低，電燈L的亮度變暗了，下列哪些措施可以使電燈L重新變亮(

)圖8A.其他條件不變，P1上移，同時(shí)P2下移B.其他條件不變，P1下移，同時(shí)P2上移C.其他條件不變，斷開開關(guān)SD.其他條件不變，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下移動(dòng)答案BC遠(yuǎn)距離輸電的分析與計(jì)算【典例4】

(2018·青島二模)(多選)如圖9所示為某小型電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出功率為20kW。在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為1∶10，電流表的示數(shù)為1A，輸電線的總電阻為10Ω，則下列說法中正確的是(

)圖9A.采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流B.升壓變壓器的輸出電壓U2＝2000VC.用戶獲得的功率為19kWD.將P下移，用戶獲得的電壓將增大答案BC1.(2019·浙江嘉興檢測)科技小組在探究交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律時(shí)，將電流計(jì)(0刻度在正中央)與一個(gè)保護(hù)電阻R0串聯(lián)后，接到交流發(fā)電機(jī)模型的兩個(gè)輸出端，如圖10所示。發(fā)電機(jī)模型線圈匝數(shù)可調(diào)。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況，下列敘述與觀察結(jié)果相符的是(

)圖10A.電流計(jì)指針總是左、右擺動(dòng)B.當(dāng)轉(zhuǎn)速很小時(shí)，電流計(jì)指針左、右擺動(dòng)C.當(dāng)轉(zhuǎn)速很大時(shí)，電流計(jì)指示的為交變電流的有效值D.當(dāng)線圈匝數(shù)少時(shí)，電流計(jì)指針左、右擺動(dòng)，當(dāng)線圈匝數(shù)多時(shí)，電流計(jì)指針指向某一側(cè)不為零的定值解析交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是交變電流，當(dāng)轉(zhuǎn)速很小時(shí)，流過電流計(jì)的電流方向變化較慢，電流計(jì)指針能隨電流方向的變化而左、右擺動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)速很大時(shí)，電流方向變化很快，電流計(jì)指針來不及隨之變化而擺動(dòng)，因此穩(wěn)定時(shí)指針指向“0”刻度，不能測定交變電流的有效值，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；線圈匝數(shù)不能改變電流方向變化的頻率(由線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度決定)，因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B2.(多選)在如圖11所示的電路中，理想變壓器原線圈串聯(lián)兩只燈泡L1、L2，副線圈并聯(lián)三只燈泡L3、L4、L5，五只燈泡完全相同。若交流電源的電壓有效值為U，五只燈泡恰能正常發(fā)光，則下列說法正確的是(

)圖11答案AC3.(2019·湖南株洲統(tǒng)考)(多選)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中研究遠(yuǎn)距離輸電。由于輸電線太長，他將每100米導(dǎo)線卷成一卷，共卷成8卷來代替輸電線路(忽略輸電線路的自感作用)。第一次直接將輸電線與學(xué)生電源及用電器相連，測得輸電線上損失的功率為P1。第二次采用如圖12所示的電路輸電，其中理想變壓器T1與電源相連，其原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2，理想變壓器T2與用電器相連，測得輸電線上損失的功率為P2。下列說法正確的是(

)圖12答案BC4.(2018·湖南衡陽三模)(多選)在如圖13甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，ab兩端接入圖乙所示的電壓，副線圈接火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(報(bào)警器未畫出)，圖中電壓表和電流表均為理想電表，D為理想二極管，R0為定值電阻，L為電阻恒定的指示燈，RT為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小。下列說法中正確的是(

)圖13A.電壓表的示數(shù)為22VB.若RT處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，電壓表示數(shù)將變大C.若RT處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，電流表示數(shù)將變大D.若RT處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，指示燈L將變暗答案CD選擇題的增分策略一、增分策略1.看清高考要求，避免錯(cuò)誤發(fā)生2.先易后難，按順序作答3.仔細(xì)審題，防止思維定式(1)審題干，正確理解題意在審題干時(shí)，要注意以下三點(diǎn)：首先，明確選擇的屬性，即題干要求是正選還是反選。正選一般用“什么是”“包括什么”“產(chǎn)生以上現(xiàn)象的原因”“這表明”等表示；反選一般用“錯(cuò)誤的是”“不正確的是”“不是”等表示。其次，明確題干的要求，即找出關(guān)鍵詞句——題眼。再次，明確題干規(guī)定的限制條件，即通過分析題干的限制條件，明確選項(xiàng)設(shè)定的具體范圍、層次、角度和側(cè)面。(2)審選項(xiàng)，確定解題突破口對(duì)所有備選選項(xiàng)進(jìn)行認(rèn)真分析和判斷，讓選項(xiàng)引領(lǐng)你的思路?？荚囍袘?yīng)統(tǒng)攬所有選項(xiàng)，明確題目考查的知識(shí)點(diǎn)，分辨各選項(xiàng)的區(qū)別、聯(lián)系，選定解題“突破口”。4.慎選擇，提高題目得分解題時(shí)，考生將會(huì)碰到兩類情況：(1)對(duì)會(huì)做的題目，要特別注意跟過去做過的題目的區(qū)別(千萬不要想老師是如何講的，以及是哪個(gè)答案)。(2)對(duì)不會(huì)做的題目，注意兩點(diǎn)①當(dāng)難以確定的選項(xiàng)的可確定率低于70%，寧可少選也不多選。②要注意選項(xiàng)之間的矛盾，不要把矛盾的選項(xiàng)同時(shí)選上。二、答題技巧技巧1.直接判斷法【例1】

(2019·浙江富陽選考模擬)

如圖14中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是(

) A.向上

B.向下 C.向左

D.向右

解析根據(jù)安培定則和磁場的疊加原理可判斷O點(diǎn)的磁場方向向左，再利用左手定則可判定帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的洛倫茲力的方向向下，選項(xiàng)B正確。

答案B圖14技巧2.反例排除法【例2】

(多選)兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2大小不同，它們的合力大小為F，則(

)A.F1、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍B.F1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)也增加10NC.F1增加10N，F(xiàn)2減少10N，F(xiàn)一定不變D.若F1、F2中的一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大解析F1、F2同時(shí)增大一倍，由平行四邊形定則知F也增大一倍，選項(xiàng)A正確；當(dāng)F1、F2方向相同時(shí)，F(xiàn)1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)增加20N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)F1、F2方向相反時(shí)，F(xiàn)1增加10N、F2減少10N，則F增加20N或減少20N，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)F1、F2共線反向時(shí)，當(dāng)其中一個(gè)增大，合力F不一定增大，選項(xiàng)D正確。答案AD技巧3.二級(jí)結(jié)論法圖15【例3】

(多選)如圖15所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好。在向右勻速通過M、N兩區(qū)的過程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、FN表示。不計(jì)軌道電阻。以下敘述正確的是(

)A.FM向右

B.FN向左C.FM逐漸增大

D.FN逐漸減小解析電磁感應(yīng)中，感應(yīng)電流所受安培力總是阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，且安培力既垂直于導(dǎo)體棒又垂直于磁場，故FM、FN方向均向左，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；導(dǎo)體棒在M區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，離通電直導(dǎo)線距離逐漸變小，磁場逐漸增強(qiáng)，感應(yīng)電流及安培力均變大；同理，在N區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線，磁場減弱，感應(yīng)電流及安培力均變