2017年高考物理考前知識(shí)專(zhuān)題10-直流電路與交流電路專(zhuān)題10　直流電路與交流電路.ppt

1、專(zhuān)題10直流電路與交流電路,知識(shí)專(zhuān)題,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,考題二交變電流的產(chǎn)生及描述,考題三變壓器及遠(yuǎn)距離輸電,欄目索引,考題一直流電路的分析,考題一直流電路的分析,方法指導(dǎo),2.直流電路動(dòng)態(tài)分析的3種常用方法 方法1：程序法,方法2：結(jié)論法“串反并同” “串反”：指某一電阻增大(減小)時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大). “并同”：指某一電阻增大(減小)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(減小).,方法3：極限法 因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將滑動(dòng)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.,解析,例1如圖1所

2、示，圖甲中M為一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭從一端滑到另一端的過(guò)程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示.已知電流表讀數(shù)在0.2 A以下時(shí)，電動(dòng)機(jī)沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng).不考慮電表對(duì)電路的影響，以下判斷正確的是() A.電路中電源電動(dòng)勢(shì)為3.4 V B.變阻器的觸頭向右滑動(dòng)時(shí)， V2讀數(shù)逐漸減小 C.此電路中，電動(dòng)機(jī)的最大 輸出功率為0.9 W D.變阻器的最大阻值為30 ,圖1,典例剖析,解析由題圖甲知，電壓表V2測(cè)量路端電壓，電流增大時(shí)，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，所以最上面的圖線(xiàn)表示V2的電壓與電流的關(guān)系，此圖線(xiàn)斜率的絕對(duì)值大小等于電源的內(nèi)阻，為r 2 .當(dāng)電流I0.1 A時(shí)，U3.4

3、V，則電源的電動(dòng)勢(shì)EUIr3.4 V0.12 V3.6 V，故A錯(cuò)誤； 變阻器的觸頭向右滑動(dòng)時(shí)，R阻值變大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓即為V2讀數(shù)逐漸增大，故B錯(cuò)誤；,解析,由題圖乙可知，電動(dòng)機(jī)的電阻rM 4 .當(dāng)I0.3 A時(shí)，U3 V，電動(dòng)機(jī)的輸入功率最大，最大輸入功率為PUI30.3 W0.9 W，則最大輸出功率一定小于0.9 W，故C錯(cuò)誤；,1.(2016全國(guó)甲卷17)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖2所示電路.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開(kāi)關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為(),解析,變式訓(xùn)練,1,2

4、,圖2,解析S斷開(kāi)時(shí)等效電路圖如圖甲所示.,1,2,甲,S閉合時(shí)等效電路圖如圖乙所示.,乙,2.(2016江蘇8)如圖3所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為2 ，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出，閉合開(kāi)關(guān)S，下列說(shuō)法正確的有() A.路端電壓為10 V B.電源的總功率為10 W C.a、b間電壓的大小為5 V D.a、b間用導(dǎo)線(xiàn)連接后，電路的總電流為1 A,1,2,圖3,解析,返回,1,2,電源的總功率P總EI12 W，B錯(cuò)； a、b間電壓大小為Uab0.515 V0.55 V 5 V，C對(duì)；,返回,1.線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)的特點(diǎn) (1)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大； (2)線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零； (

5、3)線(xiàn)圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向改變一次.,考題二交變電流的產(chǎn)生及描述,知識(shí)精講,2.交變電流“四值”的應(yīng)用 (1)最大值：EmnBS，分析電容器的耐壓值； (2)瞬時(shí)值：EEmsin t(由中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))，計(jì)算閃光電器的閃光時(shí)間、線(xiàn)圈某時(shí)刻的受力情況； (3)有效值：電表的讀數(shù)及計(jì)算電熱、電功、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流；,例2圖4甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO(OO沿水平方向)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R10 連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數(shù)為10 V.圖乙是矩形線(xiàn)圈中磁通量隨

6、時(shí)間t變化的圖象.則(),典例剖析,圖4,解析,根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流總是阻礙線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以當(dāng)ab邊速度方向向上時(shí)，它所受安培力的方向向下，選項(xiàng)D錯(cuò).,3.如圖5所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線(xiàn)框abcd全部處于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)框面積為S，電阻為R.線(xiàn)框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度從中性面開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)框轉(zhuǎn)過(guò) 時(shí)的感應(yīng)電流為I，下列說(shuō)法正確的是() A.線(xiàn)框中感應(yīng)電流的有效值為2I,解析,3,4,變式訓(xùn)練,圖5,3,4,4.如圖6甲為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比.某一風(fēng)速時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的正弦式電流如圖乙所示，則() A.電流

7、的表達(dá)式為i 0.6sin (10t) A B.磁鐵的轉(zhuǎn)速為10 r/s C.風(fēng)速加倍時(shí)電流的表達(dá)式 為i1.2sin (10t) A D.風(fēng)速加倍時(shí)線(xiàn)圈中電流的有效值為1.2 A,解析,返回,3,4,圖6,返回,解析通過(guò)題圖乙可知電流的最大值為0.6 A，周期T0.2 s，故 10 rad/s，故電流的表達(dá)式為i0.6sin (10t) A，故A正確； 電流的周期為T(mén)0.2 s，故磁體的轉(zhuǎn)速為n 5 r/s，故B錯(cuò)誤； 風(fēng)速加倍時(shí)，角速度加倍，根據(jù)EmnBS可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加倍，形成的感應(yīng)電流加倍，故風(fēng)速加倍時(shí)電流的表達(dá)式為i1.2sin (20t) A，故C錯(cuò)誤； 根據(jù)分析，形成的感應(yīng)

8、電流Im1.2 A，故有效值為 ，故D錯(cuò)誤.,3,4,考題三變壓器及遠(yuǎn)距離輸電,知識(shí)精講,2.原、副線(xiàn)圈中各量的因果關(guān)系 (1)電壓關(guān)系：U1決定U2. (2)電流關(guān)系：I2決定I1. (3)功率關(guān)系：P出決定P入. 3.輸電過(guò)程的電壓關(guān)系,4.輸電過(guò)程功率的關(guān)系,典例剖析,例3(2016全國(guó)乙卷16)一含有理想變壓器的電路如圖7所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 、1 和4 ， 為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定.當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為() A.2 B.3 C.4 D.5,圖7,設(shè)變壓器原

9、、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為k,答案,思維規(guī)范流程,U1IR1,kU2,kI(R2R3),k25I3I,U14IR1,kU2,k4IR2,k24I12I,即： 得k,k25I3I k24I12I,3,5.(2016天津5)如圖8所示，理想變壓器原線(xiàn)圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表.下列說(shuō)法正確的是() A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)， R1消耗的功率變大 B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)， 電壓表V示數(shù)變大 C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)， 電流表A1示數(shù)變大 D.若閉合開(kāi)關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大,解析,5,6,變式訓(xùn)練,圖8,7,解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P

10、向上滑動(dòng)時(shí)，接入電路的阻值變大，變壓器副線(xiàn)圈兩端電壓不變，副線(xiàn)圈中的電流減小，則R1消耗的功率及其兩端電壓均變小，故電壓表的示數(shù)變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確； 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，副線(xiàn)圈中的電流減小，則原線(xiàn)圈中的電流也減小，電流表A1示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤； 若閉合開(kāi)關(guān)S，副線(xiàn)圈電路中總電阻減小，副線(xiàn)圈中的電流變大，R1兩端電壓變大，R2兩端電壓減小，電流表A2示數(shù)減??；原線(xiàn)圈中的電流也變大，電流表A1示數(shù)變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,5,6,7,解析,6.如圖9所示，理想變壓器副線(xiàn)圈1、2之間的匝數(shù)是總匝數(shù)的一半，二極管D具有單向?qū)щ娦?正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大)，R是可變電阻，K是單

11、刀雙擲開(kāi)關(guān)，原線(xiàn)圈接在電壓不變的正弦交流電源上. 下列說(shuō)法正確的是() A.若R阻值不變，當(dāng)K分別接1和2時(shí)，電壓表讀數(shù) 之比為21 B.若R阻值不變，當(dāng)K分別接1和2時(shí)，電壓表讀數(shù)之比為 1 C.若K分別接1和2時(shí)，R消耗功率相等，則R阻值之比為21 D.若K分別接1和2時(shí)，R消耗功率相等，則R阻值之比為 1,圖9,5,6,7,5,6,7,7.如圖10所示是發(fā)電廠通過(guò)升壓變壓器進(jìn)行高壓輸電，接近用戶(hù)端時(shí)再通過(guò)降壓變壓器降壓給用戶(hù)供電的示意圖(圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表).設(shè)發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線(xiàn)總電阻用R0表示，變阻器R相當(dāng)于用戶(hù)用電器的總電阻.當(dāng)用電器增加時(shí)， 相當(dāng)于R變小，則當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí)() A.電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變，電流表A1、 A2的讀數(shù)均增大 B.電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小，電流表A3的 讀數(shù)也減小 C.電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變 D.發(fā)電廠的輸出功率增大,5,6,7,圖10,解析,返回,解析電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變，