高中物理二轮专题6ppt课件

专题六 电路 交变电流 高考真 题 体 验 【 例 1】 (2011 课标全国卷 )如图，一理想变压器原副线 圈的匝数比为 1:2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电 压为 220 V，额定功率为 22 W；原线圈电路中接有电压表和 电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用 U和 I分别表示此 时电压表和电流表的读数，则 ( ) 【 解析 】 本题考查的是交变电流的有效值、功率及 变压器的有关知识，意在考查学生对交变电流知识的理解 和综合应用交流电压表、电流表测得的是交变电流的有 效值，由灯泡正常发光可知，变压器的输出电压为 220 V， 而变压器的输入与输出电压之比等于原副线圈的匝数比， 故变压器的输入电压为 110 V，电压表的示数为 110 V，又 因为变压器的输入功率等于输出功率，因此可知变压器的 输入电流为 0.2 A，故选项 A正确 【 答案 】 A 【 例 2】 (2011 北京高考 )如图所示电路，电源 内阻不可忽略开关 S闭合后，在变阻器 R0的滑动端向 下滑动的过程中 ( ) A电压表与电流表的示数都减小 B电压表与电流表的示数都增大 C电压表的示数增大，电流表的示数减小 D电压表的示数减小，电流表的示数增大 【 解析 】 本题考查恒定电路的动态分析，考查考生 对恒定电路规律的应用及分析问题的能力滑动变阻器 R0 的滑片向下滑动， R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻 变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电 压表的示数变小， R1两端的电压变大， R2两端的电压变小 ，电流表的示数变小， A项正确 【 答案 】 A 【 例 3】 (2011 重庆高考 )在测量电珠伏安特性实 验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所 示电源内阻不计，导线连接良好若将滑动变阻器 的触头置于左端，闭合 S，在向右端滑动触头过程中， 会分别出现如下四种现象： a电珠 L不亮；电流表示数几乎为零 b电珠 L亮度增加；电流表示数增大 c电珠 L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数 不为零到线圈烧断 d电珠 L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断 与上述 abcd四种现象对应的电路序号为 ( ) A B C D 【 解析 】 本题考查电路故障和电路的动态变化，意 在考查考生对电路的识图能力和从整体与局部分析问题的 能力电珠不亮、电流表示数几乎为零，说明电珠和电流 表与电压表具有串联关系， a对应 图；电珠亮度增加，电 流表示数增大，说明电珠与电流表具有串联关系， b对应 图；电流表线圈烧断，说明最后电流表短路，但是电珠 L不 亮，可知， d对应 图，故选项 A正确 【 答案 】 A 【 例 4】 (2011 江苏高考 )图 (1)为一理想变压器， ab为原线圈， ce为副线圈， d为副线圈引出的一个接头 ，原线圈输入正弦式交变电压的 u t图象如图 (2)所示 若只在 ce间接一只 Rce 400 的电阻，或只在 de间接 一只 Rde 225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均 为 80 W. (1)请写出原线圈输入电压瞬时值 uab的表达式； (2)求只在 ce间接 400 电阻时， 原线圈中的电流 I1； (3)求 ce和 de间线圈的匝数比 nce/nde. 考点考情分析 高频考点 要求 1.欧姆定律 2.电 源的 电动势 和内 电 阻 3.闭 合 电 路的欧姆定律 4.正弦交 变电 流的函数表达式、峰 值 和有效 值 5.理想 变压 器、 远 距离 输电 考情分析 1.高考 对 本 专题 的考 查 多以 选择题 的形式出 现 ，有的省份 也出 现计 算 题 、 论 述 题 、 难 度中等，分 值 不多 2本 专题 主要考 查电 路的 动态 分析、故障分析、能量守 恒定律、 电 路 计 算 (包括 电 阻、 电 功、 电热 等的 计 算 )以 及交流 电 的 产 生及描述、 变压 器的原理及 应 用；本 专题 还 与 电 磁感 应 、 电场 知 识 相 结 合 进 行 综 合考 查 ， 对 考 生的 综 合分析能力要求 较 高 . 核心知识回顾 (1)纯电 阻 电 路：如由白 炽 灯、 电 炉、 电 烙 铁 等构成 的 电 路， 电 流做功将 电 能全部 转 化 为 内能，此 时 有 W Q. (2)非 纯电 阻 电 路：如含有 电动 机、 电 解槽等的 电 路 、 电 流做功将 电 能除 转 化 为 内能外， 还转 化 为 机械能、 化学能等此 时 有 W Q， 电 功 W只能用公式 W IUt进 行 计 算， 电热 Q只能用公式 Q I2Rt进 行 计 算 总 之，从能量的 转 化与守恒可以看出， 电 功数 值 上等 于 电 能 转 化 为 其他各种形式能量的 总 和，而 电热仅 是 转 化 为 内能的 电 能，可 见 二者不同 说 明 ： 图 中 a线 常用来分析 电 源 电动势 和内 电 阻的 测 量 实验 图 中矩形 OABD、 OCPD和 ABPC的 “面 积 ”分 别 表示 电 源的 总 功率、 输 出功率和内 电 阻消耗的功率 3 P出 R图象 四、交流电的瞬时值、最大值、有效值、平均值的 比较 物理量 物理含 义 重要关系 适用情况及 说 明 瞬 时值 交 变电 流某一时 刻的 值 e Emsinti I msint 计 算 线 圈某 时 刻 的受力情况 最大 值 最大的瞬 时值 Em nBS Em nm Im Em/(R r) 讨论电 容器的 击 穿 电压 (1)输电线 路 图 (如 图 所示 ) 方法技巧提升 1程序法：基本思路是 “ 部分 整体 部分 ” 即从 阻 值变 化的部分入手，由串、并 联规 律判断 R总 的 变 化情 况，再由欧姆定律判断 I总 和 U端 的 变 化情况，最后再由部分 电 路欧姆定律判定各部分量的 变 化情况即 3极端法：即因 变 阻器滑 动 引起 电 路 变 化的 问题 ， 可假 设变 阻器的滑 动 端分 别 滑至两个极端去 讨论 4特殊 值 法： 对 于某些双臂 环 路 问题 ，可以采取代 入特殊 值 去判定，从而找出 结论 二、电路故障分析的常用方法 1 仪器检测法 (1)断点故障：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，则该段电路中有断点 (2)短路故障：用电压表与电源并联，若有电压时再逐 段与电路并联，若电压表示数为零时，该段电路被短路 2 假设法 已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可 将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发 生故障，运用有关规律进行推导，结果若与题设现象不符 合，则此段电路无故障，否则故障可能发生在这部分电路 照此下去，直到找到全部故障 三、变压器电路中的动态分析 1问题分类 (1)负载电 阻不 变 ，原、副 线 圈的 电压 U1、 U2， 电 流 I1、 I2， 输 入和 输 出功率 P1、 P2随匝数比 变 化而 变 化的情况 (2)匝数比不 变 ，上述各量随 负载电 阻 变 化而 变 化的情况 高频考点突破 【 答案 】 A 变式训练 1 在右图的闭合电路中，当滑片 P向右移动 时，两电表读数的变化是 ( ) A.变大，变大 B.变小，变大 C.变大，变小 D.变小，变小 解析： 当滑片 P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电 阻变大，导致干路电流变小，电源内电阻两端电压减小， 路端电压变大， B正确 答案： B 考点二 含容电路的分析与计算 【 例 2】 如 图 所示， E 10 V， R1 4 ， R2 6 ， C 30 F， 电 池内阻可忽略 (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 这 以后通 过 R1的 电 荷量 将开关 S断开后通过 R1的电荷量为： Q Q2 Q1. 代入已知数据得： Q 1.210 4 C. 【 答案 】 (1)1 A (2)1.210 4 C 变式训练 2如图所示， C为两极板水平放置的平行板电容器 ，闭合开关 S，当滑动变阻器 R1、 R2的滑片处于各自的中点位 置时，悬在电容器 C两极板间的带电尘埃 P恰好处于静止状态 要使尘埃 P向下加速运动，下列方法中可行的是 ( ) A把 R2的滑片向左移动 B把 R2的滑片向右移动 C把 R1的滑片向左移动 D把开关 S断开 解析： 考查电路的串并联知识要使尘埃向下加速运 动，必须减小电场力，即减小板间电压由于滑动变阻器 R1处于断路，调节不会有效果， C错；电容器两板间电压 等于滑动变阻器 R2滑片左边部分的电压，因此要把 R2的滑 片向左移动， A对， B错；断开开关 S时，电容器的电压等 于电源的电动势，板间电压会增大， D错 答案： A 考点三 交流电路的分析和计算 【 例 3】 如 图 所示的正方形 线 框 abcd边长为 L，每 边电 阻 均 为 r，在磁感 应 强 度 为 B的匀 强 磁 场 中 绕 cd轴 以角速度 转 动 ， c、 d两点与外 电 路相 连 ，外 电 路 电 阻也 为 r， 则 下列 说 法 中正确的是 ( ) 【 答案 】 BD 变式训练 3 (2011天津卷 )在匀强磁场中，一矩形金属线框 绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图 (1)所示，产生的交变电 动势的图象如图 (2)所示，则 ( ) A t 0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B t 0.01s时线框平面与中性面重合 C线框产生的交变电动势有效值为 311 V D线框产生的交变电动势频率为 100 Hz 答案： B 考点四 有关变压器的动态分析与计算 【 例 4】 自耦 变压 器的特点是在 铁 芯上只 绕 一个 线 圈，它 的 结 构如 图 所示， P、 M之 间 可以当做一个 线 圈，移 动 滑 动 触 头 P，可以改 变这 个 线 圈的匝数， N、 M之 间 可以当做另一个 线 圈 M、 N与一个滑 动变 阻器相 连 ， Q为 滑 动变 阻器的滑 动 触 头 下列 论 述正确的是 ( ) A当恒定交流 电 源接到 a、 b时 ，向上移 动 滑 动 触 头 P， 电压 表 V1示数不 变 ， V2示数增大 B当恒定交流 电 源接到 a、 b时 ，向上移 动 滑 动 触 头 P ， 电压 表 V1示数 变 大， V2示数也增大 C当恒定交流 电 源接到 c、 d时 ，向上移 动 滑 动 触 头 Q， 电压 表 V1示数不 变 ， V2示数不 变 D当恒定交流 电 源接到 c、 d时 ，向上移 动 滑 动 触 头 Q， 电压 表 V1示数 变 大， V2示数不 变 【 答案 】 D 变式训练 4 (2011福建高考 )图甲中理想变压器原、副线圈 的匝数之比 n1:n2 5:1，电阻 R 20 ， L1、 L2为规格相同的两 只小灯泡， S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入 电压 u随时间 t的变化关系如图乙所示现将 S1接 1、 S2闭合，此 时 L2正常发光下列说法正确的是 ( ) 答案： D 基础巩固训练 1 如 图 所示， 电 源 电动势为 E 12 V，内阻 r 3 ， R0 1 ，直流 电动 机内阻 R0 1 ，当 调节 滑 动变 阻器 R1时 可 使甲 电 路 输 出功率最大， 调节 R2时 可使乙 电 路 输 出功率最大 ，且此 时电动 机 刚 好正常工作 (额 定 输 出功率 为 P0 2 W) ， 则 R1和 R2的 值为 ( ) 答案： B 2 (2010重 庆 卷 )某 电 容式 话 筒的原理示意 图 如 图 所示， E 为电 源， R为电 阻，薄片 P和 Q为 两金属极板 对 着 话 筒 说话 时 ， P振 动 而 Q可 视为 不 动 在 P、 Q间 距增大 过 程中 ( ) A P、 Q构成的 电 容器的 电 容增大 B P上 电 荷量保持不 变 C M点的 电势 比 N点的低 D M点的 电势 比 N点的高 答案： D 3 (2010广 东 卷 )如 图 是某种正弦式交 变电压 的波形 图 ，由 图 可确定 该电压 的 ( ) A周期是 0.01s B最大 值 是 311V C有效 值 是 220V D表达式 为 u 220sin100t(V) 答案： BC 4 (2010海南卷 )如下 图 ，一理想 变压 器的原副 线 圈 的匝数之比 为 4:1，原 线 圈两端接入一正弦交流 电 源；副 线 圈 电 路中 R为负载电 阻，交流 电压 表和交流 电 流表都是 理想 电 表下列 结论 正确的是 ( ) 答案： AD 5在某控制 电 路中，需要 连 成如 图 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，