2019版高考物理二轮复习 专题四 电路和电磁感应 第1讲 恒定电流和交变电流课件.ppt

专题四电路和电磁感应 专题复习研究本专题考纲有6个 级考点分别是欧姆定律 电源的电动势和内阻 闭合电路的欧姆定律 法拉第电磁感应定律 楞次定律 理想变压器 9个 级考点分别是电阻定律 电阻的串联 并联 电功率 焦耳定律 电磁感应现象 磁通量 自感 涡流 交变电流 交变电流的图象 正弦交变电流的函数表达式 峰值和有效值 远距离输电 近五年高考命题点主要集中在 1 理想变压器 远距离输电问题 4次 2 电磁感应中的图象问题 4次 3 电磁感应中的综合问题 7次 主要以选择题的形式考查 通过考题和考点的对照来看 命题者特别重视对 级考点的考查 命题点集中在利用 级考点解决生活中的实际问题 考查学生对知识的理解和应用以及提取信息加工信息的能力 复习备考时要特别注意对 级考点相关知识的学习 尤其是电磁感应中的图象及电磁感应中的路和场 力和运动 功和能的问题 电磁感应中的能量问题最近几年几乎没有考查 但备考的过程中也不能忽视 第1讲恒定电流和交变电流 网络构建 要点必备 网络构建 要点必备 1 闭合电路欧姆定律 1 闭合电路的欧姆定律 2 路端电压与电流的关系 3 路端电压与负载的关系 路端电压随外电阻的增大而增大 随外电阻的减小而减小 2 正弦式交变电流的 四值 1 最大值Em 2 瞬时值e 从中性面开始计时 3 有效值 正弦式交变电流的有效值 非正弦式交变电流的有效值必须根据电流的 用等效的思想来求解 4 半个周期内的平均值 常用来计算通过电路的电荷量 U E Ir NBS NBS sin t 热效应 网络构建 要点必备 P出 1 2 3 4 1 2016全国 卷 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 考点定位 闭合电路的欧姆定律 电容器命题能力点 侧重考查理解能力物理学科素养点 科学思维解题思路与方法 解题关键是要搞清电路的结构 画出等效电路图 搞清电容器两端的电压等于哪个电阻两端的电压 然后根据Q CU求解电容器所带的电荷量 C 1 2 3 4 解析S断开时等效电路图如图甲所示 1 2 3 4 2 2016全国 卷 一含有理想变压器的电路如图所示 图中电阻R1 R2和R3的阻值分别为3 1 和4 A为理想交流电流表 U为正弦式交流电源 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 2B 3C 4D 5考点定位 理想变压器 欧姆定律命题能力点 侧重考查理解能力和分析综合能力物理学科素养点 科学思维解题思路与方法 本题主要考查变压器 闭合电路欧姆定律 解决这类问题的关键是掌握变压器的构造和原理 对于变压器需要掌握公式 并能熟练运用 B 1 2 3 4 1 2 3 4 3 多选 2016全国 卷 如图 理想变压器原 副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b 当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时 两灯泡均能正常发光 下列说法正确的是 A 原 副线圈匝数比为9 1B 原 副线圈匝数比为1 9C 此时a和b的电功率之比为9 1D 此时a和b的电功率之比为1 9考点定位 理想变压器 电功率命题能力点 侧重考查理解能力物理学科素养点 科学思维解题思路与方法 对于变压器需要掌握公式 知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率 理想变压器是理想化模型 一是不计线圈内阻 二是没有出现漏磁现象 AD 1 2 3 4 1 2 3 4 4 2018全国 卷 一电阻接到方波交流电源上 在一个周期内产生的热量为Q方 若该电阻接到正弦交流电源上 在一个周期内产生的热量为Q正 该电阻上电压的峰值均为u0 周期均为T 如图所示 则Q方 Q正等于 考点定位 交变电流的图象 正弦交变电流的有效值 焦耳定律 命题能力点 侧重考查理解能力物理学科素养点 科学思维误区警示 一是误把方波交变电流视为正弦交变电流 二是误认为在一个周期T内产生的热量与电压有效值成正比 D 1 2 3 4 1 2 3 4 命题规律研究及预测 分析近五年的高考试题可以看出 高考命题点主要集中在 理想变压器 闭合电路的欧姆定律 欧姆定律 考查的元件有电容器 二极管和电阻等 侧重理解能力和分析综合能力 主要以选择题的形式考查 在2019年的备考中要尤其重视理想变压器 闭合电路的欧姆定律 考点一 考点二 直流电路的分析与计算题型1直流电路及其动态分析 M 规律方法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 考点一 考点二 方法3 极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 可将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 考点一 考点二 典例1 2018重庆期末抽测 如图所示 电源电动势E 内电阻恒为r R是定值电阻 热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大 C是平行板电容器 闭合开关S 带电液滴刚好静止在C内 在温度降低的过程中 分别用 I U1 U2和 U3表示电流表 电压表1 电压表2和电压表3示数变化量的绝对值 关于该电路工作状态的变化 下列说法正确的是 D 考点一 考点二 考点一 考点二 1 2018吉林长春八中模拟 如图所示 平行金属板中带电质点P处于静止状态 不考虑电流表和电压表对电路的影响 当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时 则 A 质点P将向上运动B 电流表读数减小C 电压表读数减小D R3上消耗的功率逐渐增大 C 考点一 考点二 解析由图可知 R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联 再由R1串连接在电源两端 电容器与R3并联 当滑片向b移动时 滑动变阻器接入电阻减小 则电路中总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可知 电路中电流增大 路端电压减小 同时R1两端的电压也增大 故并联部分的电压减小 由欧姆定律可知流过R3的电流减小 则流过R2 R4的电流增大 故电流表示数增大 故B错误 因并联部分电压减小 而R2中电压增大 故电压表示数减小 故C正确 因R3两端的电压减小 由公式可知 R3上消耗的功率减小 故D错误 因电容器两端电压减小 故电荷受到的向上电场力减小 则重力大于电场力 电荷向下运动 故A错误 故选C 考点一 考点二 2 2018陕西西安一中一模 电路如图所示 电源的电动势为E 内阻为r 与定值电阻R1 R2及滑动变阻器R连接 当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时 下列说法正确的是 A 电压表读数增大 电流表读数减小B 电压表读数减小 电流表读数增大C R1的电功率减小D 电源的输出功率增大 C 解析据题意 滑动变阻器阻值变大 则干路电流减小 且内电压减小 由U E Ir可知路端电压增大 即电压表示数增大 因路端电压增大 R1两端的电压减小 故并联部分电压增大 由欧姆定律可知电流表示数增大 选项A B错误 电路中总电流减小 所以定值电阻R1的电功率减小 选项C正确 因不知内外电阻的大小关系 所以不能确定电源的输出功率如何变化 选项D错误 考点一 考点二 题型2闭合电路的图象问题 L 规律方法闭合电路中几种常见图象的比较 考点一 考点二 考点一 考点二 考点一 考点二 典例2 多选 如图所示 直线A是电源的路端电压和电流的关系图线 直线B C分别是电阻R1 R2的两端电压与电流的关系图线 若将这两个电阻分别接到该电源上 则 A R1接在电源上时 电源的效率高B R2接在电源上时 电源的效率高C R2接在电源上时 电源的输出功率大D 电源的输出功率一样大思维点拨电源U I图线与电阻的U I图线的交点 表示电阻接在该电源上时的工作状态 可读出电阻两端的电压和电流 算出电源的输出功率 进而比较大小 电源的总功率为P EI 根据电流的大小即可进行比较 电源的效率等于电源输出功率与电源总功率的百分比 根据效率的定义 找出效率与电源路端电压的关系 由图读出路端电压 就能求出效率 AC 考点一 考点二 解析电源的效率 当I相同时 UB UC 故R1接在电源上时 电源的效率高 A正确 B错误 将电阻接在电源上 电阻的U I图象与电源两端电压与电流关系图象的交点 表示将这个电阻接到此电源上时电源的输出电压和电流 从图象中只可看出电流的数值 由于图线的斜率等于电阻的阻值 由图象可知 R2与电源的内阻相等 所以R2接在电源上时 电源的输出功率大 C正确 D错误 考点一 考点二 3 2018江西仿真模拟 电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比 在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示 图中U为路端电压 I为干路电流 a b为图线上的两点 相应状态下电源的效率分别为 a b 由图可知 a b的值分别为 A 考点一 考点二 4 多选 2018湖南长沙雅礼中学二模 在如图甲所示的电路中 电源的电动势为E 内阻为r R1为定值电阻 R2为滑动变阻器 闭合开关S 在滑动变阻器的滑动触头P滑动的过程中 四个理想电表的示数都发生了变化 图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数的变化情况 则下列说法正确的是 A 图线a表示的是电压表V1的示数的变化情况B 图线c表示的是电压表V2的示数的变化情况C 此过程中电压表V1示数的变化量 U1和电流表A示数的变化量 I的比值的绝对值变大D 此过程中电压表V3示数的变化量 U3和电流表A示数的变化量 I的比值的绝对值不变 BD 考点一 考点二 考点一 考点二 交变电流的分析与计算题型1交变电流的产生及四值 L 方法技巧解决交变电流的问题要注意以下几点1 理解几个特殊位置的磁通量 磁通量的变化率 感应电动势及感应电流方向的特点 1 与中性面重合时 S B 最大 0 e 0 i 0 电流方向将发生改变 2 与中性面垂直时 S B 0 最大 e最大 i最大 电流方向不变 2 区分交变电流的峰值 瞬时值 有效值和平均值 3 确定交变电流中电动势 电压 电流的有效值后就可以运用直流电路的规律处理交流电路中的有关问题 考点一 考点二 4 交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 1 确定正弦式交变电流的峰值 根据已知图象或由公式Em nBS 求出相应峰值 其中 2 f 2 n 2 明确线圈的初始位置 找出对应的函数关系式 若线圈从中性面开始计时 则e t图象为正弦函数 e Emsin t 若线圈从垂直中性面开始计时 则e t图象为余弦函数 e Emcos t 考点一 考点二 典例3 2018天津实验中学模拟 如图甲所示 一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO 以恒定的角速度 转动 当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时 线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化 则在时刻 A 线圈中的电流最大B 穿过线圈的磁通量为零C 线圈所受的安培力为零D 穿过线圈磁通量的变化率最大 C 考点一 考点二 考点一 考点二 5 多选 2018河南中原名校四模 如图甲为小型交流发电机的原理图 发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO 匀速转动 从t 0时刻开始 通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示 已知线圈的匝数n 50 线圈的电阻r 5 线圈与外电路连接的定值电阻R 45 电压表为理想交流电表 则下列判断正确的是 A 线圈转动的周期为6 28sB t 0时刻线圈平面与磁感线平行C 线圈转动过程中产生的最大电动势为D 电压表的示数为 BD 考点一 考点二 考点一 考点二 6 2018安徽安庆二模 小型手摇发电机线圈共有N匝 每匝可简化为矩形线圈abcd 磁极间的磁场视为匀强磁场 磁感应强度大小为B 方向垂直于线圈中心轴OO 线圈绕OO 匀速转动 如图所示 矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为E0 该发电机外接负载电阻 则 A 当线圈处于中性面位置时磁通量的变化率最大B 线圈从中性面位置转过180 过程中 线圈中磁通量的变化量为零C 线圈转动过程中电动势的有效值为D 线圈转动过程中电动势的最大值为2NE0 D 考点一 考点二 解析当线圈处于中性面位置时磁通量最大 磁通量的变化率为零 选项A错误 线圈从中性面位置转过180 过程中 线圈中磁通量的变化量为2BS 选项B错误 矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为E0 所以矩形线圈产生的感应电动势的最大值是2NE0 根据正弦交变电流电动势最大值与有效值的关系得 发电机输出电压有效值 则选项C错误 D正确 考点一 考点二 题型2理想变压器 远距离输电问题解题策略策略1 明确交流电源 用电器 原线圈 副线圈及负载的串并联情况 策略2 分清涉及理想变压器动态分析的两类情况 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 3 不论哪种情况 要注意两点 1 根据题意分清变量和不变量 2 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 考点一 考点二 典例4 2018天津卷 教学用发电机能够产生正弦式交变电流 利用该发电机 内阻可忽略 通过理想变压器向定值电阻R供电 电路如图所示 理想交流电流表A 理想交流电压表V的读数分别为I U R消耗的功率为P 若发电机线圈的转速变为原来的 则 思维点拨根据公式Em nBS 分析电动机产生的交变电流的最大值以及有效值 频率的变化情况 根据判断原副线圈中电流 电压的变化情况 根据副线圈中功率的变化判断原线圈中功率的变化 B 考点一 考点二 考点一 考点二 方法技巧本题考查了交流电最大值 有效值 频率 变压器等 需要知道交流电路中电表的示数为有效值 在理想变压器中 恒有 副线圈消耗的功率决定了原线圈的输入功率 考点一 考点二 7 多选 2018山东青岛二模 如图所示为某小型电站高压输电示意图 变压器均为理想变压器 发电机输出功率为20kW 在输电线路上接入一个电流互感器 其原 副线圈的匝数比为1 10 电流表的示数为1A 输电线的总电阻为10 则下列说法正确的是 A 采用高压输电可以增大输电线中的电流B 升压变压器的输出电压U2 2000VC 用户获得的功率为19kWD 将P下移 用户获得的电压将增大 BC 考点一 考点二 考点一 考点二 8 2018福建龙岩质检 如图所示 理想变压器原 副线圈分别接有额定电压相同的白炽灯泡a b和c 灯泡a b c规格相同 当原线圈输入电压U为灯泡额定电压的10倍时 三只灯泡均能正常发光 下列说法正确的是 A 原 副线圈匝数比为10 1B 此时a灯和b灯的电流比为2 9C 此时a灯和b灯的电功率之比为1 9D 此时a灯和b灯的电阻比为9 1 B 考点一 考点二 考点一 考点二 9 2018江苏卷 采用220kV高压向远方的城市输电 当输送功率一定时 为使输电线上损耗的功率减小为原来的 输电电压应变为 A 55kVB 110kVC 440kVD 880kV C