高考物理冲刺专题复习课件第七章 第二讲 交变电流

欢迎进入物理课堂 一 电源1 电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成的装置 2 电动势 搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值 E 单位 V 电势能 非静电力 3 电动势的物理含义 电动势表示电源内部非静电力做功本领的大小 在数值上等于电源没有接入电路时两极间的 4 在闭合电路里电动势等于内 外电压之和 即E 5 电动势是量 需注意电动势不是电压 电压 U内 U外 标 二 欧姆定律1 表达式 I 2 适用条件 适用于金属导体导电和电解质溶液导电 用于电路 3 伏安特性曲线 I U图线 1 线性元件 伏安特性曲线为直线的电学元件 适用欧姆定律 2 非线性元件 伏安特性曲线为曲线的电学元件 不适用欧姆定律 纯电阻 三 闭合电路欧姆定律1 内容 闭合电路的电流跟电源的电动势成 跟内 外电路的电阻之和成 正比 反比 3 路端电压U与电流I的关系 1 关系式 U 2 U I图象如图7 2 1所示 图中直线的斜率表示大小 直线与纵轴的交点的纵坐标表示电源的大小 当r 0 理想电源 时 路端电压不随电流的变化而变化 此时U外 E E Ir 电源内阻 电动势 四 串 并联电路1 特点对比 I1 I2 In U1 U2 Un R1 R2 Rn I1 I2 In U1 U2 Un 2 两个有用的结论 1 串联电路的总电阻电路中任意一个电阻 电路中任意一个电阻值变大或变小时 串联的总电阻 2 并联电路的总电阻电路中任意一个电阻 任意一个电阻值变大或变小时 电路的总电阻变大或变小 大于 变大或变小 小于 特别提醒 无论电阻怎样连接 电路中消耗的总功率一定等于各个电阻消耗的电功率之和 五 电流表和电压表的改装 串联 并联 Rg R 1 如图7 2 2所示 甲 乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线 下列说法中正确的是 A 当路端电压都为U0时 它们的外电阻相等B 电流都是I0时 两电源的内电压相等C 电源甲的电动势等于电源乙的电动势D 电源甲的内阻小于电源乙的内阻 解析 根据欧姆定律可知外电阻R 路端电压U与电流I的关系为R 在U I图线中甲 乙两图线的交点坐标为 I0 U0 说明两电源的外电阻相等 选项A正确 图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小 与I轴交点的坐标值表示电路中的短路电流 图线的斜率大小表示电源内电阻的大小 电动势与短路电流的比值 由图线可知 甲与U轴交点的坐标值比乙的大 表明甲的电动势大于乙的电动势 甲与I轴交点的坐标值比乙的小 表明甲的短路电流小于乙的短路电流 图线甲的斜率大于图 答案 A 线乙的斜率 表明甲的内阻大于乙的内阻 可见选项C D错误 电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积 即U内 Ir 因为甲的内阻较乙的内阻大 所以当电流都为I0时 甲电源的内电压较大 选项B错误 答案 B 3 在电源一定的电路里 下面说法正确的是 A 外电阻增加一倍 路端电压也增加一倍B 电源电动势等于内电压与外电压之和C 外电路短路时 路端电压等于电源电动势D 路端电压一定大于内电压 答案 B 4 如图7 2 3所示 电路两端的电压保持不变 当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时 三个灯泡的亮度变化情况是 A L1变亮 L2和L3均变暗B L1变暗 L2不能确定 L3变暗C L1变暗 L2和L3均变亮D L1和L2均变亮 L3变暗 解析 当滑动触头P向右移动时 滑动变阻器的电阻减小 电路总电阻减小 由于电路两端的电压保持不变 因此IL1增大 灯L3两端电压减小 IL3减小 再由IL2 IL1 IL3 可知IL2增大 故灯L1 L2变亮 L3变暗 选项D正确 答案 D 5 如图7 2 4所示 甲 乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的 下列说法正确的是 A 甲表是安培表 R增大时量程增大B 甲表是安培表 R增大时量程减小C 乙表是伏特表 R增大时量程不变D 乙表是伏特表 R增大时量程减小 解析 甲表是安培表 R增大 R的分流作用减小 故安培表量程减小 A错误 B正确 乙表为伏特表 R增大 R的分压作用增大 故伏特表的量程增大 C D错误 答案 B 6 如图7 2 5 甲 为一测量电解液电阻率的玻璃容器 P Q为电极 设a 1m b 0 2m c 0 1m 当里面注满某电解液 且P Q加上电压后 其U I图线如图 乙 所示 当U 10V时 求电解液的电阻率 是多少 答案 40 m 典例启迪 例1 如图7 2 6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 R1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 思路点拨 解答本题时应注意以下两个方面 1 电源的U I图线与电阻的U I图线的意义 2 电源的输出功率和效率与外电路电阻大小的关系 答案 A 归纳领悟 P出与R的关系如图7 2 7所示 题组突破 1 2010 新课标全国卷 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7 2 8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 答案 D 2 如图7 2 9所示的电路中 两平行金属板A B水平放置 两板间的距离d 40cm 电源电动势E 24V 内电阻r 1 电阻R 15 闭合开关S 待电路稳定后 将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0 4m s竖直向上射入板间 若小球带电荷量为q 1 10 2C 质量为m 2 10 2kg 不考虑空气阻 力 那么 要使小球恰能到达A板 滑动变阻器接入电路的阻值和此时电源的输出功率为 取g 10m s2 A 8 23WB 32 8WC 8 15WD 32 23W 答案 A 典例启迪 例2 在如图7 2 10所示的电路中 E为电源电动势 r为电源内阻 R1和R3均为定值电阻 R2为滑动变阻器 当R2的滑片在a端时合上开关S 此时三个电表 和的示数分别为I1 I2和U 现将R2的滑片向b端移动 则三个电表示数的变化情况是 A I1增大 I2不变 U增大B I1减小 I2增大 U减小C I1增大 I2减小 U增大D I1减小 I2不变 U减小 思路点拨 解答本题时可按以下思路进行 答案 B 归纳领悟 分析直流电路的动态问题时 一般按照 局部 整体 局部 的思路进行 同时要灵活应用I总 I1 I2 U总 U1 U2 U IR U E Ir等关系 做到每一步推导都要有确切的依据 题组突破 3 在某控制电路中 需要连成如图7 2 11所示的电路 主要由电动势为E 内阻为r的电源与定值电阻R1 R2及电位器 滑动变阻器 R连接而成 L1 L2是红 绿两个指示灯 当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时 下列说法中正确的是 A L1 L2两个指示灯都变亮B L1 L2两个指示灯都变暗C L1变亮 L2变暗D L1变暗 L2变亮 解析 当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时 电位器接入电路的电阻减小 根据串 并联电路特点可知电路中总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大 内阻分担电压增大 路端电压减小 L1灯变暗 通过其电流减小 由U1 I2R1及I2 I I1可知R1分担电压增大 L2及R2两端电压减小 L2功率减小而变暗 选项B正确 答案 B 4 如图7 2 12所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图 门打开时 红外光敏电阻R3受到红外线照射 电阻减小 门关闭时会遮蔽红外线源 红外线源没有画出 经实际试验 灯的亮灭的确能反映门的开 关状态 门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比 A 红灯亮 UR2变大B 绿灯亮 UR2变大C 绿灯亮 UR2变小D 红灯亮 UR2变小 答案 D 典例启迪 例3 如图7 2 13所示 电源电动势E 10V 内阻r 1 R1 3 R2 6 C 30 F 1 闭合开关S 求稳定后通过R1的电流 2 然后将开关S断开 求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电量 3 如果把R2换成一个可变电阻 其阻值可以在0 10 范围变化 求开关闭合并且电路稳定时 R2消耗的最大电功率 思路点拨 开关S由闭合到断开 流过R1的总电量也就是电容器C上的电量变化量 答案 1 1A 2 4V1 2 10 4C 3 6 25W 归纳领悟 含容电路分析技巧 1 简化电路时可以把电容器处电路作为断路 简化电路时可以去掉 在求电荷量时在相应位置补上 2 电路稳定后 与电容器同支路的电阻相当于导线 3 电路中电流 电压的变化可能会引起电容器的充放电 若电容器两端电压升高 电容器将充电 若电压降低 电容器将通过与它连接的电路放电 可由 Q UC计算电容器上电荷量的变化 4 在含容电路中 当电路发生变化时 除了要判断和计算电容器两端的电压外 还必须要判断电容器极板上极性的变化 判断是否出现电容器先放电后反向充电的现象 题组突破 5 如图7 2 14所示的电路中 在开关刚闭合到电路中电流稳定的这段时间内 下列关于各元件上电流或电压的说法中正确的是 A R1和R2上的电流一直增大 R3上的电流一直减小B R1和R2上电流一直减小 R3上电流一直增大C 三个电阻上的电流都一直增大D 三个电阻上的电流都一直减小 答案 B 解析 在开关刚闭合时 电容器充电 电容器对电流的阻碍作用很小 通过电阻R1 R2的电流较大 通过电阻R3的电流为零 电路中电流稳定时 电容器充电完毕 电容器相当于断路 在开关刚闭合到电路中电流稳定的这段时间内 R1和R2上的电流一直减小 R3上的电流一直增大 A C D错误 B正确 6 如图7 2 15所示的电路中 电源电动势E 6V 内阻r 1 电阻R1 6 R2 5 R3 3 电容器的电容C 2 10 5F 若将开关S闭合 电路稳定时通过R2的电流为I 断开开关S后 通过R1的电荷量为q 则 A I 1 5AB I 0 5AC q 2 10 5CD q 1 10 5C 答案 D 电路故障问题的分析方法1 故障特点 1 断路特点 电路中某一部分发生断路表现为电源电压不为零 而电流强度为零 2 短路的特点 电路中某一部分发生短路 表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零 2 故障的分析方法 1 断路故障的判断 用电压表与电源并联 若有电压时 再逐段与电路并联 若电压表指针偏转 则该段电路中有断路 2 短路故障的判断 用电压表与电源并联 若有电压时 再逐段与电路并联 若电压表示数为零 则该电路被短路 3 电路故障检查时一般采用以下两种方法 1 电压表检测 如果电压表示数为零 则说明可能在并联路段之外有断路 或并联路段短路 2 多用电表欧姆挡检测 应逐一使元件脱离原电路进行测量 2011 六安模拟 某同学按如图7 2 16电路进行实验 电压表内阻看做无限大 电流表内阻看做零 实验中由于电路发生故障 发现两电压表示数相同了 但不为零 若这种情况的发生是由用电器引起的 则可能的故障原因是 A R3短路B RP短路C R3断开D R2短路 答案 B 解析 由电路分析可知 若R3短路 则RP R2被短路 这时 电压表V2示数为零 A错 若RP短路 电压表V2两端电压 即为R3两端电压 和电压表V1示数应相同 B对 若R3断开 电压表V2所测量的为R2两端电压 而电压表V1所测量的为R2和RP两端电压 故C错 若R2短路 电压表V2示数为零 V1测量R3与RP并联电压 故D错 点击下图进入 创新演练 大冲关 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全