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课件

2017届高考二轮,专题七 电磁感应和电路 第2讲：直流电路和交流电路,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,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 ，有WQUIt tI 2Rt，PUI I 2R. (2)非纯电阻电路：电功WUIt，电功率PUI，电热QI 2Rt，电热功率P热I 2R，电功率 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Q 、P热 .,电热,大于,I 2Rt,I 2R,知识梳理,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_ 电源内部消耗的功率：P内I2r 电源的输出功率：P出_ P总P内,EI,UI,3.交流电的“四值” (1)最大值Em_ . (2)瞬时值e_.,NBS,NBSsint,知识梳理,(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 ，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 . (2)电压关系： . (3)电流关系：只有一个副线圈时 .,热效应,P出,知识梳理,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).,难点突破,高考题型1 直流电路的动态分析,【例1】(2016 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( ),典例精析,难点突破,【解析】S断开时等效电路图如图甲所示.,S闭合时等效电路图如图乙所示.,甲,乙,【答案】C,难点突破,高考预测,1、(多选)如图所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0，反向电阻为)连接，电源负极接地.开始时电容器不带电，闭合开关S，稳定后，一带电油滴恰能静止在电容器中P点.在开关S保持接通的状态下，下列说法正确的是( ) A.当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向 上运动 B.当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下 运动 C.当电容器的下极板向下移动时，P点的电势不变 D.当电容器的下极板向左移动时，P点的电势会升高,难点突破,【解析】 当滑动变阻器的滑片向上滑动时，变阻器有效阻值增大，R的电压增大，则电容器板间电压增大，场强增大，油滴所受的电场力增大，所以带电油滴会向上运动.故A正确；,难点突破,【答案】 AD,难点突破,高考题型2 交流电的产生和描述,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.,难点突破,难点突破,典例精析,【例2】如图甲所示，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( ),难点突破,A.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,难点突破,【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,难点突破,高考预测,2、如图所示是某兴趣小组用实验室的手摇发电机给小灯泡供电的装置示意图.在某次匀速转动手柄的过程中，他们发现小灯泡周期性的闪亮.以下判断正确的是( ) A.图示位置线框中产生的感应电动势最大 B.若增大手摇发电机的转速，灯泡亮度将不变 C.若增大手摇发电机的转速，灯泡闪亮的频率将变大 D.小灯泡周期性闪亮的主要原因是电路接触不良,难点突破,【解析】 图示位置线框中产生的感应电动势最小，故A错误； 若增大手摇发电机的转速，角速度将增大，频率将增大，产生的最大感应电动势EmNBS，故灯泡的亮度增大，故B错误，C正确； 小灯泡周期性闪亮的主要原因是产生的电流为交流电，故D错误.,【答案】C,难点突破,高考题型3 变压器和远距离输电问题,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.,难点突破,典例精析,【例3】(2016全国乙卷16)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 ， 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( ) A.2 B.3 C.4 D.5,难点突破,难点突破,乙,【答案】B,难点突破,高考预测,3、一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示.在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，原线圈上加一电压为U的交流电，则( ) A.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大 B.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变 C.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小 D.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大,难点突破,【解析】 在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定.因此，当Q位置不动时，输出电压U不变，此时P向上滑动，负载电阻值R增大，则输出电流I减小.根据输入功率P1等于输出功率P2，电流表的读数I变小，故A、B错误；P位置不动，将Q向上滑动，则输出电压U变大，I变大，电流表的读数变大，则选项C错误，D正确；故选D. 【答案】D,难点突破,高考题型4 交变电流的综合问题分析,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.,难点突破,【例4】 (多选)如图所示，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( ),典例精析,难点突破,A.滑动变阻器上消耗的功率为P100I 2R B.变压器原线圈两端的电压U110IR C.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i I sin t D.ab沿环转动过程中受到的最大安培力F BIL,难点突破,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i Icos 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F BIL，故D正确.,【答案】AD,难点突破,高考预测,4、在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为51，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，图中电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是( ) A.电压表的示数为44 V B.图乙中电压的有效值为220 V C.RT处出现火灾时，电流表示数减小 D.RT处出现火灾时，电阻R0消耗的电功率增大,难点突破,RT处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，电阻R0消耗的电功率增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，故C错误，D正确.,【答案】 D,拓展练习,1、(多选)如图所示的火警报警装置，R1为热敏电阻，若温度升高，则R1的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃电压达到一定值时，电铃会响.下列说法正确的是( ) A.要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的 电动势 B.要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的 电动势 C.要使报警的临界温度升高，可以把R2的滑片P适当向下移 D.要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移,拓展练习,【解析】 要使报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃的电压仍为原来的值，必须适当减小电源的电动势，相反，要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势.故A错误