2019-2020年高考物理二轮专题突破专题七电磁感应和电路2直流电路和交流电路教案.doc

2019-2020年高考物理二轮专题突破专题七电磁感应和电路2直流电路和交流电路教案一、学习目标1、掌握直流电路常用的的动态分析方法 2、掌握解决交变电流的产生和描述的基本方法 3、学会解决变压器和远距离输电问题 4、学会交变电流的综合问题分析 二、课时安排2课时三、教学过程（一）知识梳理 1.纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较(1)纯电阻电路：电功WUIt，电功率PUI，且电功全部转化为电热，有WQUIttI2Rt，PUII2R.(2)非纯电阻电路：电功WUIt，电功率PUI，电热QI2Rt，电热功率P热I2R，电功率大于电热功率，即WQ，故求电功、电功率只能用WUIt、PUI，求电热、电热功率只能用QI2Rt、P热I2R.2.电源的功率和效率(1)电源的几个功率电源的总功率：P总EI电源内部消耗的功率：P内I2r电源的输出功率：P出UIP总P内(2)电源的效率100%100%3.交流电的“四值”(1)最大值EmNBS.(2)瞬时值eNBSsin_t.(3)有效值：正弦式交流电的有效值E；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解.计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值.(4)平均值：n，常用来计算通过电路的电荷量.4.理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入P出.(2)电压关系：.(3)电流关系：只有一个副线圈时.（二）规律方法直流电路动态分析方法(1)程序法：基本思路是“部分整体部分”.即从阻值的变化入手，由串、并联规律判定R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断I总和U端的变化情况，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.(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).（三）典例精讲高考题型一 直流电路的动态分析 【例1】 (xx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1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()图1A. B. C. D.解析S断开时等效电路图如图甲所示.甲电容器两端电压为U1RE；S闭合时等效电路图如图乙所示.乙电容器两端电压为U2RE，由QCU得，故选项C正确.答案C高考题型二 交流电的产生和描述【例2】 如图2甲所示，电阻为1 的矩形线圈绕垂直匀强磁场的转轴OO匀速旋转产生交流电，现将此电流给阻值为R10 的小灯泡L供电，通过电流传感器得到灯泡中电流的图象如图乙，不考虑温度对灯泡阻值的影响，下列说法正确的是()图2A.在t5103 s时，线圈处于中性面位置B.在t10103 s时，穿过线圈的磁通量最大C.交变电流的瞬时表达式为i5cos 50t(A)D.线圈产生的交流电的电动势为55 V解析由图乙可知t5103 s时刻感应电流最小为零，此时线圈所在平面处于中性面位置，故A正确；t10103 s时刻感应电流最大，此时线圈所在平面与中性面位置垂直，所以穿过线圈回路的磁通量最小，故B错误；周期T0.02 s，角速度100 rad/s，故电流的瞬时表达式为i5cos 100t(A)，故C错误；线圈产生的交流电的电动势最大值为EmIm(Rr)55 V，D错误.答案A归纳小结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.2.交流电的“四值”(1)最大值EmNBS.分析电容器的耐压值.(2)瞬时值eNBSsin t.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：正弦式交流电的有效值E；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解.计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值.(4)平均值：n，常用来计算通过电路的电荷量.高考题型三 变压器和远距离输电问题【例3】 (xx全国乙卷16)一含有理想变压器的电路如图3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()图3A.2 B.3 C.4 D.5解析开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比，通过R2的电流I2，副线圈的输出电压U2I2(R2R3)，由可得原线圈两端的电压U15I2，则UU1IR15I23I；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比，通过R2的电流I2，副线圈的输出电压U2I2R2，由可得原线圈两端的电压U14I2，则UU14IR14I212I，联立解得3，选项B正确.甲乙答案B归纳小结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、电流、电功率等随匝数比的变化情况.(2)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.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“谁决定谁”的制约关系.对电压而言，输入决定输出；对电流、电功(率)而言，输出决定输入.高考题型四 交变电流的综合问题分析【例4】 (多选)如图4所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接.c、d两个端点接在匝数比n1n2101的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO以角速度匀速转动.如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则()图4A.滑动变阻器上消耗的功率为P100I2RB.变压器原线圈两端的电压U110IRC.取ab在环的最低端时t0，则导体棒ab中感应电流的表达式是iIsin tD.ab沿环转动过程中受到的最大安培力FBIL解析由得I210I，变阻器上消耗的功率为PIR(10I)2R100I2R，故A正确；副线圈的电压为UI2R10IR，根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，变压器原线圈两端的电压U1100IR，故B错误；ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，所以棒ab中感应电流的表达式应为iIcos t，故C错误；ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，最大值为I，此时的安培力也是最大的，最大安培力为FBIL，故D正确.答案AD归纳小结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“四值”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流电路的综合问题中.四、板书设计1、直流电路常用的的动态分析 2、交变电流的产生和描述 3、变压器和远距离输电问题 4、交变电流的综合问题分析 五、作业布置完成电磁感应和电路（2）的课时作业六、教学反思借助多媒体形式，使同学们能直观感受本模块内容，以促进学生对所学知识的充分理解与掌握。采用启发、诱思、讲解和讨论相结合的方法使学生充分掌握知识。进行多种题型的训练，使同学们能灵活运用本节重点知识。