2019高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应 第1讲 直流电路与交流电路课件.ppt

专题四电路与电磁感应 第1讲直流电路与交流电路 建体系 记要点 研考向 提能力 做真题 明考向 4 限训练 通高考 1 2018 高考全国卷 T16 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 答案 D 答案 B 答案 C 4 多选 2016 高考全国卷 T21 如图 M为半圆形导线框 圆心为OM N是圆心角为直角的扇形导线框 圆心为ON 两导线框在同一竖直面 纸面 内 两圆弧半径相等 过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场 磁场方向垂直于纸面 现使线框M N在t 0时从图示位置开始 分别绕垂直于纸面且过OM和ON的轴 以相同的周期T逆时针匀速转动 则 答案 BC 命题特点与趋势 怎么考1 从近几年高考试题可以看出以下特点 应用串 并联电路规律 闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析 稳态 动态含电容电路的分析 电路故障的判断分析 交变电流的产生及 四值 多以选择题形式出现 变压器的原理 电压比 电流比及功率关系 变压器的动态分析是考查的重点 题型以选择题为主 2 2019年高考题会以部分电路欧姆定律与闭合电路欧姆定律的应用为主线 重点考查电路的动态分析与功率的计算 与日常生活 生产相联系的交变电流规律 远距离输电也可能会成为新命题点 解题要领 怎么做1 理解串 并联电路的特点 闭合电路欧姆定律的含义 理解交变电流的 四值 含义和变压器 远距离输电的原理 2 掌握以下应考技法 1 程序法 2 等效法 3 分析推理法 4 守恒法 直流电路动态分析的3种常用方法 1 程序法遵循 局部 整体 部分 的思路 按以下步骤分析 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 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 1 多选 在如图所示的电路中 电源内阻不可忽略 闭合开关后 当滑动变阻器的滑片P由a端滑向b端的过程中 以下说法正确的是 A 电源内阻消耗的功率一定增大B 电源内阻消耗的功率一定减小C 电源的输出功率一定减小D 电源的输出功率可能减小 解析 闭合开关后 当滑动变阻器的滑片P由a端滑向b端的过程中 滑动变阻器接入电路中的电阻增大 所在支路的电阻增大 外电路电阻增大 电源输出电流减小 电源内阻消耗的功率Pr I2r一定减小 选项A错误 B正确 根据电源输出功率最大的条件可知 当外电路电阻等于电源内阻时 电源输出功率最大 当滑动变阻器的滑片P由a端滑向b端的过程中 电源的输出功率可能减小 选项D正确 C错误 答案 BD 2 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R2的滑片向b端移动时 则 A 电压表示数增大B 电流表示数减小C 质点P将向下运动D R1上消耗的功率逐渐减小 解析 由题图可知 滑动变阻器R2与R3并联后与R1串联 电容器与R3并联 当滑动变阻器R2的滑片向b端移动时 R2接入电路的阻值减小 则电路中总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可知 电路中总电流增大 路端电压减小 R1两端的电压增大 可知并联部分的电压减小 电压表读数减小 故A错误 并联部分电压减小 流过R3的电流减小 而电路中总电流增大 故流过R2的电流增大 即电流表示数增大 故B错误 因电容器两端电压减小 板间场强减小 质点受到的向上电场力减小 故质点P将向下运动 故C正确 因通过R1的电流增大 由P I2R可知 R1上消耗的功率增大 故D错误 答案 C 3 多选 2018 百校联盟四月联考 在如图所示的电路中 电源电动势为E 内阻为r D为理想二极管 具有单向导通作用 R1为定值电阻 C为电容器 电压表和电流表均为理想电表 S1 S2均断开 则下列说法正确的是 A 仅闭合S1 将滑动变阻器的滑片向右移 电压表 电流表示数均变大B 仅闭合S1 将滑动变阻器的滑片向右移 电容器的带电荷量不变C 先闭合S1 将滑动变阻器的滑片向右移 再闭合S2电容器有放电现象D 同时闭合S1 S2 将滑动变阻器的滑片向右移 定值电阻R1两端的电压增大 解析 仅闭合S1 回路中只有R1与R2串联 当滑动变阻器的滑片向右移时 R2的有效阻值减小 故总电阻减小 根据闭合电路的欧姆定律得 总电流增大 路端电压减小 即电压表示数减小 电流表示数增大 因电容器与二极管串联 电容器不能放电 故电容器的带电荷量不变 故A错误 B正确 先闭合S1 将滑动变阻器的滑片向右移 再闭合S2 电容器与R2形成闭合回路 电压减小 故电容器所带的电荷量减小 电容器对外放电 故C正确 同时闭合S1 S2 二极管与R1并联 而二极管的正向导电的电阻为零 故此时R1被短接 故D错误 答案 BC 典例展示1 如图所示 N 50匝的矩形线圈abcd ab边长l1 20cm ad边长l2 25cm 放在磁感应强度B 0 4T的匀强磁场中 外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO 轴以n 3000r min的转速匀速转动 线圈电阻r 1 外电路电阻R 9 t 0时线圈平面与磁感线平行 ab边正转出纸外 cd边转入纸里 则 A t 0时感应电流的方向为a b c d aB 从图示时刻开始计时 感应电动势的瞬时值表达式为e 314sin100 t V C 线圈转一圈外力做的功为98 6JD 从图示位置起到线圈转过90 的过程中通过电阻R的电荷量为0 01C 答案 C 2 交变电流 四值 应用的三点提醒 在解答有关交变电流的问题时 要注意电路结构 注意区分交变电流的最大值 瞬时值 有效值和平均值 其中最大值是瞬时值中的最大值 有效值是以电流的热效应等效来定义的 与电磁感应问题一样 求解与电能 电热相关的问题时 要用有效值 如例题中C项 计算功 先用有效值计算热量 而求解通过导体某横截面的电荷量时 要用平均值 如例题中D项 4 2018 湖北武汉高中毕业生调研 如图所示 竖直长导线通有恒定电流 一矩形线圈abcd可绕其竖直对称轴O1O2转动 当线圈绕轴以角速度 沿逆时针 沿轴线从上往下看 方向匀速转动时 从图示位置开始计时 下列说法正确的是 答案 B 5 2018 湖南永州高三下学期第三次模拟 边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动 转速为n 线圈所围面积内的磁通量 随时间t变化的规律如图所示 图象中 0为已知 下列说法正确的是 答案 C A 电阻R的发热功率是3 6WB 交流电流表的示数是0 6AC 用该交流发电机给电磁打点计时器供电时 打点的时间间隔一定为0 02sD 如果将电阻R换成标有 6V3W 字样的小灯泡 小灯泡能正常工作 答案 B 典例展示2 多选 如图所示为远距离输电示意图 其中T1 T2为理想变压器 输电线电阻可等效为电阻r 灯L1 L2相同且阻值不变 现保持变压器T1的输入电压不变 滑片P位置不变 当开关S断开时 灯L1正常发光 则下列说法正确的是 A 仅闭合开关S 灯L1会变亮B 仅闭合开关S r消耗的功率会变大C 仅将滑片P下移 r消耗的功率会变小D 仅将滑片P上移 电流表示数会变小 则I2变大 即输电线上电流变大 r消耗的功率会变大 故C错误 仅将滑片P上移 同理可得输电线电流减小 电流表示数会变小 所以D正确 答案 BD 方法技巧 抓住 两不变 两损耗 巧解变压器与远距离输电问题 1 两不变 的动态分析 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 如例题C D选项中仅移动滑片P的位置 用来改变匝数比 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 如例题中滑片P位置不变 保证了T1的匝数比不变 选项A B中仅闭合开关S 改变负载 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 解析 当单刀双掷开关与a连接时 原线圈匝数与副线圈匝数之比为10 1 原线圈两端的输入电压的有效值为220V 根据变压器原 副线圈的电压关系 可知副线圈输出电压的有效值为22V 电压表示数为22V 选项A错误 当单刀双掷开关与a连接时 在滑动变阻器的滑片P向上移动的过程中 滑动变阻器接入电路的电阻增大 因为电压表的示数不变 故电流表的示数变小 选项B错误 当单刀双掷开关由a扳向b时 答案 D 8 2018 江西赣州中学高三模拟 在如图所示的电路中 理想变压器原 副线圈的匝数比为2 1 五个完全相同灯泡的额定电压均为U 交流电源的电压恒定不变 当闭合K3 K4而断开K5时 灯泡L3和L4恰能正常工作 则以下判断正确的是 A 当闭合K3 K4而断开K5时 L1和L2都能正常工作B 当K3 K4 K5都闭合时 L1和L2都能正常工作C 当闭合K3 K4而断开K5时 交流电源的电压为2UD 当K3 K4 K5都闭合时 L1和L2的功率会减小 答案 A 9 多选 如图甲所示的远距离输电示意图中 变压器均为理想变压器 升压变压器原 副线圈匝数比为1 100 其输入电压如图乙所示 远距离输电线的总电阻为100 降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图 其中R1为一定值电阻 R2为用半导体热敏材料制成的传感器 当温度升高时其阻值变小 电压表V显示加在报警器上的电压 报警器未画出 未出现火情时 升压变压器的输入功率为750kW 下列说法正确的是 A 降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50HzB 输电线中的电流为60AC 输电线路损耗功率为90kWD 当传感器R2所在处出现火情时 电压表V的示数变大 答案 AC 典例展示3 多选 如图所示为某住宅区的应急供电系统 由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成 发电机中矩形线圈所围的面积为S 匝数为N 电阻不计 它可绕水平轴OO 在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度 匀速转动 矩形线圈通过滑环连接降压变压器 滑动触头P上下移动时可改变输出电压 R0表示输电线的电阻 以线圈平面与磁场平行时为计时起点 下列判断正确的是 答案 BC 规律总结 交变电流综合问题一般会与变压器问题相结合 常涉及交流电路最大值 有效值 平均值 瞬时值的计算 交变电流的图象及与电磁感应 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 分清交流电路中 四值 的不同计算方法和物理意义 2 学会将直流电路 闭合电路欧姆定律及变压器分析的知识应用在交流电路中 10 多选 2018 河南洛阳一模 在如图所示的含有理想变压器的电路中 变压器原 副线圈匝数比为20 1 图中电表均为理想交流电表 R为光敏电阻 其阻值随光强增大而减小 L1和L2是两个完全相同的灯泡 原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u 下列说法正确的是 A 交流电的频率为50HzB 电压表的示数为22VC 当照射R的光强增大时 电流表的示数变大D 若L1的灯丝烧断后 电压表的示数会变大 答案 AC 11 多选 2018 宁夏石嘴山高三适应性测试 如图所示 边长为L 匝数为N 电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO 转动 轴OO 垂直于磁感线 线圈通过两电刷与含有理想变压器的电路相连 变压器原 副线圈的匝数分别为n1和n2 当线圈以恒定的角速度 转动时 下列判断正确的是 A 当可变电阻R的滑片P向上滑动时 电压表V2的示数变大B 线圈位于图示位置时磁通量为零 感应电动势最大C 电压表V1的示数等于NB L2D 变压器的输入与输出功率之比为1 1 答案 BD 12 如图所示 边长为L 匝数为N 电阻不计的正方形线圈abcd 在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴OO 以角速度 匀速转动 制成一台交流发电机 它与理想变压器的原线圈连接 变压器原 副线圈的匝数之比为1 2 二极管的正向电阻为零 反向电阻无穷大 从正方形线圈处于图示位置开始计时 下列判断正确的是 A 交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e NB L2sin tB 变压器的输入功率与输出功率之比为2 1C 电压表V示数为NB L2D 若将滑动变阻器的滑片向下滑动 电流表和电压表示数均减小 答案 C