新高考物理二輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)專(zhuān)練重難點(diǎn)11 直流電路和交流電路（原卷版）

重難點(diǎn)11直流電路和交流電路1.命題情境源自生產(chǎn)生活中的與直流電路和交流電路的相關(guān)的情境或科學(xué)探究情境，解題時(shí)能從具體情境中抽象出物理模型，正確應(yīng)用電阻定律、歐姆定律、焦耳定律、閉合電路歐姆定律、交變電流的瞬時(shí)值、有效值、變壓器工作原理、遠(yuǎn)距離輸電等知識(shí)解決物理實(shí)際問(wèn)題。2.命題中還經(jīng)常出現(xiàn)含電動(dòng)機(jī)和電解槽的非純電阻電路，電流、電壓關(guān)系、輸出功率和消耗的電功率的關(guān)系。3.命題中還經(jīng)常出現(xiàn)電源消耗的總功率、內(nèi)部消耗的功率，直流電路和交流電路動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題。（建議用時(shí)：30分鐘）一、單選題1．（2024·浙江·校聯(lián)考一模）圖甲為一家用變壓裝置的原理圖。將圖乙所示的正弦式交流電壓加在理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比SKIPIF1<0，電表均為理想交流電表。已知變壓器副線圈側(cè)的保險(xiǎn)絲SKIPIF1<0的熔斷電流為SKIPIF1<0，阻值為SKIPIF1<0，滑動(dòng)變阻器SKIPIF1<0最大阻值為SKIPIF1<0，現(xiàn)滑片SKIPIF1<0從SKIPIF1<0端緩慢移動(dòng)至SKIPIF1<0端，則此過(guò)程中（）A．電流表的示數(shù)逐漸減小B．當(dāng)滑片SKIPIF1<0位于SKIPIF1<0中點(diǎn)時(shí)，電壓表讀數(shù)為SKIPIF1<0C．要求相同時(shí)間內(nèi)滑動(dòng)變阻器SKIPIF1<0產(chǎn)熱量最多，應(yīng)將滑片SKIPIF1<0置于SKIPIF1<0端D．保險(xiǎn)絲即將熔斷時(shí)，原線圈消耗功率為SKIPIF1<02．（2023·廣東·統(tǒng)考二模）“西電東送”是我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的標(biāo)志性工程之一．如圖是遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，假設(shè)發(fā)電廠的輸出電壓SKIPIF1<0恒定不變，輸電線的總電阻保持不變，兩個(gè)變壓器均為理想變壓器．下列說(shuō)法正確的是（）

A．若輸送總功率不變，當(dāng)輸送電壓SKIPIF1<0增大時(shí)，輸電線路損失的熱功率增大B．在用電高峰期，用戶(hù)電壓SKIPIF1<0降低，輸電線路損失的熱功率增大C．當(dāng)用戶(hù)負(fù)載增多，升壓變壓器的輸出電壓SKIPIF1<0會(huì)增大D．當(dāng)用戶(hù)負(fù)載增多，通過(guò)用戶(hù)用電器的電流頻率會(huì)增大3．（2023·黑龍江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）某物理興趣小組的同學(xué)從一款電子產(chǎn)品中拆下一個(gè)特殊電池，用如圖甲所示的電路測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，其中R1是阻值已知的定值電阻，電流表內(nèi)阻RA=9R1。改變電阻箱的阻值R，測(cè)得幾組電流表的讀數(shù)I，做出SKIPIF1<0圖線如圖乙所示，圖線的斜率為k，截距為a，則該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為（）

A．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0，SKIPIF1<04．（2023·浙江寧波·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）下表是某共享電動(dòng)汽車(chē)的主要參數(shù)，根據(jù)信息，下列說(shuō)法正確的是（）空車(chē)質(zhì)量800kg電池能量60kW?h標(biāo)準(zhǔn)承載200kg標(biāo)準(zhǔn)承載下的最大續(xù)航200km所受阻力與汽車(chē)總重比值0.09A．工作時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電池的化學(xué)能B．標(biāo)準(zhǔn)承載下，該電池在使用時(shí)的能量轉(zhuǎn)化效率為66.5%C．標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車(chē)以72km/h的速度勻速行駛10min，所消耗電能為3kW?hD．標(biāo)準(zhǔn)承載下，汽車(chē)以120km/h速度勻速行駛，汽車(chē)電動(dòng)機(jī)輸出功率為30kW二、多選題5．（2023·黑龍江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向下端滑動(dòng)過(guò)程中，理想電壓表V1、V2的示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，理想電流表A1、A2、A3示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，下列說(shuō)法正確的是（）A．電壓表V1示數(shù)增大，電流表A1示數(shù)增大B．電壓表V2示數(shù)減小，電流表A3示數(shù)增大C．SKIPIF1<0D．SKIPIF1<06．（2016上·寧夏·高三階段練習(xí)）如圖所示是某型號(hào)電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。已知電吹風(fēng)的額定電壓為SKIPIF1<0，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為SKIPIF1<0，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為SKIPIF1<0，關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．電熱絲的電阻為SKIPIF1<0B．若SKIPIF1<0、SKIPIF1<0閉合，則電吹風(fēng)吹冷風(fēng)C．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為SKIPIF1<0D．電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出的機(jī)械功率為SKIPIF1<0三、解答題7．（2023·湖北·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，半徑為r=1m的光滑金屬圓環(huán)固定在水平面內(nèi)，垂直于環(huán)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=4.0T，一金屬棒OA在外力作用下繞O軸以角速度ω=8rad/s沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，金屬環(huán)和導(dǎo)線電阻均不計(jì)，金屬棒OA的電阻r0=2Ω，電阻R1=20Ω，R2=40Ω，R3=10Ω，R4=60Ω電容器的電容C=4μF。閉合開(kāi)關(guān)S，電路穩(wěn)定后，求：（1）通過(guò)金屬棒OA的電流大小和方向；（2）從斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S到電路穩(wěn)定這一過(guò)程中通過(guò)R3的電荷量。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

8．（2023·江蘇鹽城·統(tǒng)考三模）如圖甲所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，一端連接一定值電阻R。質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電阻為R的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌始終接觸良好。在金屬棒的中點(diǎn)對(duì)棒施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌的拉力，棒運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示的正弦曲線。已知在0~SKIPIF1<0的過(guò)程中，通過(guò)定值電阻的電量為q；然后在SKIPIF1<0時(shí)撒去拉力。其中v0已知，T未知，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。求：（1）電阻R上的最大電壓U；（2）在0~SKIPIF1<0的過(guò)程中，拉力所做的功W；（3）撒去拉力后，金屬棒的速度v隨位置x變化的變化率k（取撤去拉力時(shí)棒的位置x=0）。

一、直流電路的分析與計(jì)算1．直流電路動(dòng)態(tài)分析的3種方法（1）程序法R局eq\o(→,\s\up11(增大),\s\do4(減小))I總＝eq\f(E,R＋r)eq\o(→,\s\up11(減小),\s\do4(增大))U內(nèi)＝I總req\o(→,\s\up11(減小),\s\do4(增大))U外＝E－U內(nèi)eq\o(→,\s\up11(增大),\s\do4(減小))確定U支、I支。（2）結(jié)論法——“串反并同”（電源內(nèi)阻不能忽略）“串反”：指某一電阻增大（減?。r(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減?。ㄔ龃螅！安⑼保褐改骋浑娮柙龃螅p小）時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大（減?。?。（3）極限法因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，使電阻最大或電阻為零去討論。2．求解功率最值問(wèn)題的2點(diǎn)技巧（1）定值電阻的功率：P定＝I2RR為定值電阻，P定只與電流有關(guān)系，當(dāng)R外最大時(shí)，I最小，P定最小，當(dāng)R外最小時(shí)，I最大，P定最大。（2）電源的輸出功率：當(dāng)R外＝r時(shí)，P出＝eq\f(E2,4r)最大。3.解決最大功率問(wèn)題的兩點(diǎn)注意（1）解決最大功率問(wèn)題時(shí)，要弄清是定值電阻還是可變電阻的最大功率，定值電阻的最大功率用P＝I2R＝eq\f(U2,R)分析，可變電阻的最大功率用等效電源法求解。（2）電源輸出功率最大時(shí)，效率不是最大，只有50%。4.電路中常見(jiàn)的圖像分析類(lèi)別線性元件非線性元件電源圖象物理意義反映I和U的正比關(guān)系反映I和U的非正比關(guān)系反映電源的輸出特性，縱軸截距為電源電動(dòng)勢(shì)，橫軸截距為短路電流注意問(wèn)題圖線的斜率的倒數(shù)表示導(dǎo)體的電阻，R＝eq\f(U,I)＝eq\f(ΔU,ΔI)，遵從歐姆定律圖線的斜率僅表示電阻的變化趨勢(shì)，某點(diǎn)的電阻值需用點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算，即R＝eq\f(U1,I1)圖線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻（注意縱坐標(biāo)數(shù)值是否從零開(kāi)始）二、交流電的產(chǎn)生及“四值”的應(yīng)用1．兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)（1）線圈平面與中性面重合時(shí)，S⊥B，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生改變．（2）線圈平面與中性面垂直時(shí)，S∥B，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，電流方向不改變．2．正弦交流電“四值”的應(yīng)用三、變壓器和遠(yuǎn)距離輸電1．理想變壓器動(dòng)態(tài)分析的兩種情況（1）負(fù)載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況．（2）匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負(fù)載電阻的變化情況．2．理想變壓器問(wèn)題分析技巧（1）根據(jù)題意分清變量和不變量；（2）弄清“誰(shuí)決定誰(shuí)”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．3．遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的解題關(guān)鍵（1）整個(gè)輸電線路由三個(gè)回路組成，回路間通過(guò)變壓器建立聯(lián)系．（2）關(guān)鍵是通過(guò)分析，利用題目條件，首先求出中間回路的電流．四、理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析常見(jiàn)的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況.1.匝數(shù)比不變的情況（如圖