高考物理考前三个月 名师专题讲义 专题六 电磁感应和电路 第2课时 直流电路和交流电路课件

知 识 方 法 聚 焦 热 点 考 向 例 析栏目索引知识方法聚焦 知识回扣 1.(1)电热电热 (2)大于大于 I2Rt I2R2.(1)EI UI3.(1)NBS (2) NBSsin t (3)热效应热效应 (4)4.(1)P出出知识方法聚焦规律方法直流电路动态分析方法直流电路动态分析方法(1)程序法：基本思路是程序法：基本思路是“部分部分整体整体部分部分”.”.即从阻值的即从阻值的变化入手，由串、并联规律判定变化入手，由串、并联规律判定R总总的变化情况，再由欧姆定的变化情况，再由欧姆定律判断律判断I总总和和U端端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况.(2)结论法结论法“并同串反并同串反”：“并同并同”：指某一电阻增大：指某一电阻增大(减小减小)时，与它并联或间接并联时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小减小).“串反串反”：指某一电阻增大：指某一电阻增大(减小减小)时，与它串联或间接串联时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大增大).热点考向例析考向1直流电路的动态分析例例1 如图如图1所示，平行金属板中带电质点所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源的阻值和电源内阻内阻r相等相等.当滑动变阻器当滑动变阻器R4的滑片向的滑片向b端移动时，则端移动时，则()A.R3上消耗的功率逐渐增大上消耗的功率逐渐增大B.电流表读数减小，电压表读数增大电流表读数减小，电压表读数增大C.电源的输出功率逐渐增大电源的输出功率逐渐增大D.质点质点P将向上运动将向上运动图图1审题突破审题突破 当当R4的滑片向的滑片向b端移动时，其电阻如何变化？电容端移动时，其电阻如何变化？电容器两极板间电压和哪部分电路电压相等？如何分析电源的输器两极板间电压和哪部分电路电压相等？如何分析电源的输出功率变化情况？出功率变化情况？解析滑动变阻器滑动变阻器R4的滑片向的滑片向b端移动时，端移动时，R4的阻值越来越小，的阻值越来越小，故并联电路的总电阻减小，根据串联电路的分压规律可得：故并联电路的总电阻减小，根据串联电路的分压规律可得：R3的电压减小，消耗的功率减小，故的电压减小，消耗的功率减小，故A错误；错误；电容器电压等于电容器电压等于R3的，故也减小，所以质点的，故也减小，所以质点P将向下运动，将向下运动，所以所以D错误；错误；外电路总电阻减小，所以干路电流外电路总电阻减小，所以干路电流I1增大，而增大，而R3的电流的电流I3减减小，根据小，根据I1I3IA，可得电流表读数，可得电流表读数IA增大，所以增大，所以B错误；错误；因因R1的阻值和电源内阻的阻值和电源内阻r相等，故外电路电阻大于电源内阻，相等，故外电路电阻大于电源内阻，且逐渐减小，由输出功率与外电阻的关系可得：电源的输出且逐渐减小，由输出功率与外电阻的关系可得：电源的输出功率在增大，所以功率在增大，所以C正确正确.答案C针对训练针对训练1 某某同学准备用一种金属丝制作一只电阻温度同学准备用一种金属丝制作一只电阻温度计计.他先通过实验描绘出一段金属丝的他先通过实验描绘出一段金属丝的UI曲线，如图曲线，如图2甲甲所示所示.再将该金属丝与某一定值电阻再将该金属丝与某一定值电阻R0串联接在电路中，用串联接在电路中，用电压表电压表(电压表的内阻远大于金属丝的电阻电压表的内阻远大于金属丝的电阻)与金属丝并联，与金属丝并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示乙所示.下列说法中正确的是下列说法中正确的是()图图2A.从图甲可知，该金属丝的阻值随温度的升高而减小从图甲可知，该金属丝的阻值随温度的升高而减小B.图乙中电压表的指针偏转角越大，温度值越小图乙中电压表的指针偏转角越大，温度值越小C.选用不同阻值的选用不同阻值的R0可以改变温度计的量程，可以改变温度计的量程，R0越大越大， 量程量程越大越大D.温度越高，电源消耗的功率越大温度越高，电源消耗的功率越大解析从图甲可知，图线上的点与原点连线的斜率表示电从图甲可知，图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的大小，故该金属丝的阻值随温度的升高而增大，所以阻的大小，故该金属丝的阻值随温度的升高而增大，所以A错误错误；图乙中电压表的指针偏转角越大，说明图乙中电压表的指针偏转角越大，说明RT的阻值越大，即温的阻值越大，即温度越高，所以度越高，所以B错误；错误；若若R0越大，电压表要偏转同样的角度，需越大，电压表要偏转同样的角度，需RT的阻值更大，的阻值更大，即温度更高，量程越大，所以即温度更高，量程越大，所以C正确；正确；温度越高，温度越高，RT的阻值越大，电路电流越小，所以电源消耗的阻值越大，电路电流越小，所以电源消耗的功率的功率PEI越小，故越小，故D错误错误.答案C热点考向例析考向2交流电的产生和描述例例2如图如图3甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r2 矩形线圈在磁感应强度为矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为的最大阻值为R0 ，滑动片，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、R2 ，其他电阻不计，其他电阻不计.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合闭合开关开关S，线圈转动过程中理想交流电压表示数是，线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 V，图乙是矩形线圈磁通量随时间图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的变化的图图像像，则下列说法正确则下列说法正确的是的是()图图3A.电阻电阻R2上的热功率为上的热功率为 WB.0.02 s时滑动变阻器时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零两端的电压瞬时值为零C.线圈产生的线圈产生的e随时间随时间t变化的规律是变化的规律是e cos 100t (V)D.线圈开始转动到线圈开始转动到t s的过程中，通过的过程中，通过R1的电荷量为的电荷量为 C解析 根据公式根据公式P 得电阻得电阻R2上的热功率为上的热功率为PR2 W，故故A正确；正确；0.02 s通过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，故通过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，故B错误；错误；答案AD1.线圈通过中性面时的特点线圈通过中性面时的特点(1)穿过线圈的磁通量最大；穿过线圈的磁通量最大；(2)线圈中的感应电动势为零；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线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次.以题说法2.交流电交流电“四值四值”的应用的应用(1)最大值：分析电容器的耐压值；最大值：分析电容器的耐压值；(2)瞬时值：计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的瞬时值：计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况；受力情况；(3)有效值：电表的读数及计算电热、电功、电功率及有效值：电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流；保险丝的熔断电流；(4)平均值：计算通过电路截面的电荷量平均值：计算通过电路截面的电荷量.以题说法针对训练针对训练2 (2014天津天津7)如图如图4甲所示，在匀强磁场中，甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则所示，则()图图4A.两次两次t0时刻线圈平面均与中性面重合时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线曲线a、b对应的线圈转速之比为对应的线圈转速之比为23C.曲线曲线a表示的交变电动势频率为表示的交变电动势频率为25 HzD.曲线曲线b表示的交变电动势有效值为表示的交变电动势有效值为10 V解析A.从图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，从图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故故A正确正确.B.从图象可知，曲线从图象可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为对应的线圈转动的周期之比为23，则转速之比为则转速之比为32，故，故B错误错误.解析C.由图象可知曲线由图象可知曲线a的周期的周期Ta4102 s，则曲线，则曲线a表表示的交变电动势频率示的交变电动势频率fa 25 Hz，故，故C正确正确.D.交变电动势的最大值交变电动势的最大值EmNBS，则曲线，则曲线a、b表示的交变表示的交变电动势的峰值之比为电动势的峰值之比为EmaEmbab32，即，即Emb Ema10 V，故曲线，故曲线b表示的交变电动势的有效值为表示的交变电动势的有效值为E有有 V V，D错误错误.答案AC热点考向例析考向3变压器和远距离输电问题变压器和远距离输电问题例例3如图如图5为学校配电房向各个教室的供电示意图，为学校配电房向各个教室的供电示意图，T为理为理想变压器，想变压器，V1、A1为监控市供电端的电压表和电流表，为监控市供电端的电压表和电流表，V2、A2为监控校内变压器的输出电压表和电流表，为监控校内变压器的输出电压表和电流表，R1、R2为教室为教室的负载电阻，的负载电阻，V3、A3为教室内的监控电压表和电流表，配电为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关房和教室间有相当长的一段距离，则当开关S闭合时闭合时()图图5A.电流表电流表A1、A2和和A3的示数都变大的示数都变大B.只有电流表只有电流表A1的示数变大的示数变大C.电压表电压表V3的示数变小的示数变小D.电压表电压表V2和和V3的示数都变小的示数都变小解析开关开关S闭合，负载的总电阻减小，又副线圈的电压闭合，负载的总电阻减小，又副线圈的电压U2不不变，所以副线圈的电流增大，电流表变，所以副线圈的电流增大，电流表A2示数变大，根据变流示数变大，根据变流规律可得原线圈电流增大，电流表规律可得原线圈电流增大，电流表A1示数增大，配电房和教示数增大，配电房和教室间有相当长的一段距离，导线所耗电压增大，故并联电路室间有相当长的一段距离，导线所耗电压增大，故并联电路的电压减小，即电压表的电压减小，即电压表V3示数减小，所以电流表示数减小，所以电流表A3的示数减的示数减小，所以小，所以A、B错误，错误，C正确正确；副线圈电压不变，即副线圈电压不变，即V2示数不变，所以示数不变，所以D错误错误.答案C理想变压器动态分析的两种情况理想变压器动态分析的两种情况1.负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况电流、电功率等随匝数比的变化情况.以题说法2.匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况流、电功率等随负载电阻的变化情况.不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、弄清和不变量；二、弄清“谁决定谁谁决定谁”的制约关系的制约关系.对电压对电压而言，输入决定输出；对电流、电功而言，输入决定输出；对电流、电功(率率)而言，输出决而言，输出决定输入定输入.以题说法针对训练针对训练3 (2014江苏江苏3)远距离输电的原理图如图远距离输电的原理图如图6所示，所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为，电压分别为U1、U2，电流分别为，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为，输电线上的电阻为R.变压器变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是为理想变压器，则下列关系式中正确的是()图图6解析根据理想变压器的工作原理得根据理想变压器的工作原理得I1U1I2U2、 .U2不不是加在是加在R两端的电压，故两端的电压，故I2 ，而，而I1U1等于等于R上消耗的功率上消耗的功率I R与下一级变压器的输入功率之和与下一级变压器的输入功率之和.选项选项D正确正确.答案D22热点考向例析考向4交变电流的综合问题分析交变电流的综合问题分析例例4如图如图7甲是小型交流发电机的示意图，两极甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，为理想交流电流表，V为为理想交流电压表理想交流电压表.内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴平轴OO沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的的图图像像如如图乙所示，图乙所示，以下判断正确的是以下判断正确的是()图图7A.电压表的示数为电压表的示数为10 VB.0.01 s时发电机线圈平面与磁场方向平行时发电机线圈平面与磁场方向平行C.若若P的位置向上移动、的位置向上移动、R的大小不变时，电流表读数将减小的大小不变时，电流表读数将减小D.若若P的位置不变、的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速的大小不变，而把发电机线圈的转速增增 大大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍倍解析电压表显示的为有效值，示数为电压表显示的为有效值，示数为10 V，A正确；正确；0.01 s时感应电动势最大，故线圈平面与磁场方向平行，故时感应电动势最大，故线圈平面与磁场方向平行，故B正确；正确；审题突破审题突破由题图乙可知交流电的哪些信息？由题图乙可知交流电的哪些信息？P的位置向上的位置向上移动，原、副线圈的电压有何变化？移动，原、副线圈的电压有何变化？若若P的位置向上移动，匝数比减小，副线圈电压增大，的位置向上移动，匝数比减小，副线圈电压增大，R的大的大小不变时，电流表读数将增大，故小不变时，电流表读数将增大，故C错误；错误；若若P的位置不变、的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，电压增大为原来的一倍，电压增大为原来的2倍，则变压器的输入功率将增大到倍，则变压器的输入功率将增大到原来的原来的4倍，故倍，故D正确正确.答案ABD交变电流的综合问题，涉及交流电路最大值、有效值、交变电流的综合问题，涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值的计算，与电磁感应、安培力、闭合平均值、瞬时值的计算，与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等，解答时应注意以下两点：电路欧姆定律的综合应用等，解答时应注意以下两点：1.分清交流电路分清交流电路“四值四值”的不同计算方法和物理意义的不同计算方法和物理意义.2.学会将直流电路、闭合电路欧姆定律的知识应用在交学会将直流电路、闭合电路欧姆定律的知识应用在交流电路中流电路中.以题说法针对训练针对训练4 如如图图8所示，边长为所示，边长为L、匝数为、匝数为N，电阻，电阻不计的正方形线圈不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场的匀强磁场中绕转轴中绕转轴OO转动，轴转动，轴OO垂直于磁感线，在线圈外垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为匝数分别为n1和和n2.保持线圈以恒定角速度保持线圈以恒定角速度转动，下转动，下列判断正确的是列判断正确的是()图图8A.在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大B.当可变电阻当可变电阻R的滑片的滑片P向上滑动时，电压表向上滑动时，电压表V2的示数变大的示数变大C.电压表电压表V1示数等于示数等于NBL2D.变压器的输入与输出功率之比为变压器的输入与输出功率之比为11解析当线框转到如图所示位置，穿过线框的磁通量为当线框转到如图所示位置，穿过线框的磁通量为0，但，但线框中产生的感应电动势最大，故选项线框中产生的感应电动势最大，故选项A正确；正确；电压表电压表V2测量的是副线圈的电压，副线圈电压由原线圈电压测量的是副线圈的电压，副线圈电压由原线圈电压决定，与负载电阻变化无关，故选项决定，与负载电阻变化无关，故选项B错误；错误；电压表电压表V1示数为有效值，示数为有效值， 故选项故选项C错误；错误；答案AD理想变压器输入功率等于输出功率，则选项理想变压器输入功率等于输出功率，则选项D正确正确.