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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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