(全国通用)2019届高考物理二轮复习 专题10 直流电路与交流电路课件.ppt

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专题10直流电路与交流电路,知识专题,网络构建,考题二交变电流的产生及描述,考题三变压器及远距离输电,栏目索引,考题一直流电路的分析,考题一直流电路的分析,方法指导,2.直流电路动态分析的3种常用方法 方法1:程序法,方法2: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).,方法3: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.,解析,例1如图1所示,图甲中M为一电动机,当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示.已知电流表读数在0.2 A以下时,电动机没有发生转动.不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是() A.电路中电源电动势为3.4 V B.变阻器的触头向右滑动时, V2读数逐渐减小 C.此电路中,电动机的最大 输出功率为0.9 W D.变阻器的最大阻值为30 ,图1,典例剖析,解析由题图甲知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系,此图线斜率的绝对值大小等于电源的内阻,为r 2 .当电流I0.1 A时,U3.4 V,则电源的电动势EUIr3.4 V0.12 V3.6 V,故A错误; 变阻器的触头向右滑动时,R阻值变大,总电流减小,内电压减小,路端电压即为V2读数逐渐增大,故B错误;,解析,由题图乙可知,电动机的电阻rM 4 .当I0.3 A时,U3 V,电动机的输入功率最大,最大输入功率为PUI30.3 W0.9 W,则最大输出功率一定小于0.9 W,故C错误;,1.(2016全国甲卷17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图2所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为(),解析,变式训练,1,2,图2,解析S断开时等效电路图如图甲所示.,1,2,甲,S闭合时等效电路图如图乙所示.,乙,2.(2016江苏8)如图3所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 ,四个电阻的阻值已在图中标出,闭合开关S,下列说法正确的有() A.路端电压为10 V B.电源的总功率为10 W C.a、b间电压的大小为5 V D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A,1,2,图3,解析,返回,1,2,电源的总功率P总EI12 W,B错; a、b间电压大小为Uab0.515 V0.55 V 5 V,C对;,返回,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.,考题二交变电流的产生及描述,知识精讲,2.交变电流“四值”的应用 (1)最大值:EmnBS,分析电容器的耐压值; (2)瞬时值:EEmsin t(由中性面开始计时),计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况; (3)有效值:电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流;,例2图4甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO(OO沿水平方向)匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与电阻R10 连接,与电阻R并联的交流电压表为理想电压表,示数为10 V.图乙是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图象.则(),典例剖析,图4,解析,根据楞次定律,感应电流总是阻碍线圈的转动,所以当ab边速度方向向上时,它所受安培力的方向向下,选项D错.,3.如图5所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动,线框转过 时的感应电流为I,下列说法正确的是() A.线框中感应电流的有效值为2I,解析,3,4,变式训练,图5,3,4,4.如图6甲为风力发电的简易模型,在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动,转速与风速成正比.某一风速时,线圈中产生的正弦式电流如图乙所示,则() A.电流的表达式为i 0.6sin (10t) A B.磁铁的转速为10 r/s C.风速加倍时电流的表达式 为i1.2sin (10t) A D.风速加倍时线圈中电流的有效值为1.2 A,解析,返回,3,4,图6,返回,解析通过题图乙可知电流的最大值为0.6 A,周期T0.2 s,故 10 rad/s,故电流的表达式为i0.6sin (10t) A,故A正确; 电流的周期为T0.2 s,故磁体的转速为n 5 r/s,故B错误; 风速加倍时,角速度加倍,根据EmnBS可知产生的感应电动势加倍,形成的感应电流加倍,故风速加倍时电流的表达式为i1.2sin (20t) A,故C错误; 根据分析,形成的感应电流Im1.2 A,故有效值为 ,故D错误.,3,4,考题三变压器及远距离输电,知识精讲,2.原、副线圈中各量的因果关系 (1)电压关系:U1决定U2. (2)电流关系:I2决定I1. (3)功率关系:P出决定P入. 3.输电过程的电压关系,4.输电过程功率的关系,典例剖析,例3(2016全国乙卷16)一含有理想变压器的电路如图7所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 , 为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定.当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为() A.2 B.3 C.4 D.5,图7,设变压器原、副线圈匝数比为k,答案,思维规范流程,U1IR1,kU2,kI(R2R3),k25I3I,U14IR1,kU2,k4IR2,k24I12I,即: 得k,k25I3I k24I12I,3,5.(2016天津5)如图8所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表.下列说法正确的是() A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时, R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时, 电压表V示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时, 电流表A1示数变大 D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大,解析,5,6,变式训练,图8,7,解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,接入电路的阻值变大,变压器副线圈两端电压不变,副线圈中的电流减小,则R1消耗的功率及其两端电压均变小,故电压表的示数变大,选项A错误,B正确; 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,副线圈中的电流减小,则原线圈中的电流也减小,电流表A1示数变小,选项C错误; 若闭合开关S,副线圈电路中总电阻减小,副线圈中的电流变大,R1两端电压变大,R2两端电压减小,电流表A2示数减小;原线圈中的电流也变大,电流表A1示数变大,选项D错误.,5,6,7,解析,6.如图9所示,理想变压器副线圈1、2之间的匝数是总匝数的一半,二极管D具有单向导电性(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),R是可变电阻,K是单刀双掷开关,原线圈接在电压不变的正弦交流电源上. 下列说法正确的是() A.若R阻值不变,当K分别接1和2时,电压表读数 之比为21 B.若R阻值不变,当K分别接1和2时,电压表读数之比为 1 C.若K分别接1和2时,R消耗功率相等,则R阻值之比为21 D.若K分别接1和2时,R消耗功率相等,则R阻值之比为 1,图9,5,6,7,5,6,7,7.如图10所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电,接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图(图中变压器均可视为理想变压器,图中电表均为理想交流电表).设发电厂输出的电压一定,两条输电线总电阻用R0表示,变阻器R相当于用户用电器的总电阻.当用电器增加时, 相当于R变小,则当用电进入高峰时() A.电压表V1、V2的读数均不变,电流表A1、 A2的读数均增大 B.电压表V3、V4的读数均减小,电流表A3的 读数也减小 C.电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变 D.发电厂的输出功率增大,5,6,7,图10,解析,返回,解析电压表V1、V2的读数均不变,因为输入电压和匝数都不变,用电高峰期,电阻减小,电流增大,根据电流与匝数成反比知电流都增大,故A正确; 输电线上的电压损失增大,故电压表V3、V4的读数均减小,电流表A2的读数增大,电流表A3的读数增大,故B错误; 电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变,等于输电线的电阻值,变压器的输入功率等于输出功率,都增大,故C、D正确.,5,6,7,返回,
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