高考物理二轮复习 专题整合高频突破 专题四 电路和电磁感应1 恒定电流和交变电流课件.ppt

第1讲恒定电流和交变电流 2 网络构建 要点必备 3 网络构建 要点必备 u e ir nbs nbs sin t 热效应 4 网络构建 要点必备 p出 5 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 c 6 1 2 3 4 解析s断开时等效电路图如图甲所示 7 1 2 3 4 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 8 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 b 9 1 2 3 4 10 1 2 3 4 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 分析综合能力解题思路与方法 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 此题值得注意的是变压器的原线圈与电阻串联后接入交流电源 变压器原线圈两端的电压不是正弦式交流电压u 11 1 2 3 4 3 2016全国 卷 多选 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 ad 12 1 2 3 4 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 13 1 2 3 4 4 2015全国 卷 一理想变压器的原 副线圈的匝数比为3 1 在原 副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻 原线圈一侧接在电压为220v的正弦交流电源上 如图所示 设副线圈回路中电阻两端的电压为u 原 副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k 则 a 14 1 2 3 4 15 1 2 3 4 考点定位 理想变压器 电功率命题能力点 侧重考查理解能力误区警示 220v的电压并不是原线圈的输入电压 原线圈两端的电压和电阻r两端的电压之和为220v 16 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2018年的备考中要尤其重视理想变压器 闭合电路的欧姆定律 欧姆定律 17 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 典题1 2017河南天一联考 如图所示 e为内阻不能忽略的电池 r1 r2 r3为定值电阻 s0 s为开关 初始时s0与s均闭合 现将s断开 则 a 电压表的读数变小 电流表的读数变大b 电压表的读数变小 电流表的读数变小c 电压表的读数变大 电流表的读数变大d 电压表的读数变大 电流表的读数变小 c 18 考点一 考点二 解析原来s0与s均闭合 现将s断开 则总电阻变大 根据闭合电路欧姆定律可知干路电流减小 则内电压减小 而外电压据u外 e u内可知将变大 由于干路电流减小 则通过r1的电流减小 它两端电压减小 外电压又是增大的 由u ur1 ur3可知r3两端电压将变大 通过它的电流将变大 故选项c正确 19 考点一 考点二 典题2 多选 在如图所示的电路中 开关闭合后 当滑动变阻器的滑片p向下滑动时 则 a 灯l1变亮b 灯l2变暗c 电源的总功率变大d 电阻r1有从b到a方向的电流 bd 解析开关闭合后 当滑动变阻器的滑片p向下滑动时 灯l2支路总电阻逐渐增大 灯l2中电流减小 灯l2变暗 灯l1中电流减小 灯l1变暗 选项a错误 b正确 开关闭合后 当滑动变阻器的滑片p向下滑动时 由于外电路总电阻增大 电源输出电流减小 电源的总功率变小 选项c错误 当电源输出电流减小后 电容器支路两端电压增大 电容器充电 电阻r1有从b到a方向的电流 选项d正确 20 考点一 考点二 思维激活1 滑动变阻器的滑片p往下滑动时 电路中的总电阻如何变化 2 滑动变阻器的滑片p往下滑动时 电容器两极板的电压如何变化 思维发散1上述典题2中 滑动变阻器的滑片p往下滑动时 电源的输出功率如何变化 答案1 变大2 增加 答案可能变大也可能减小 21 考点一 考点二 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 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 22 考点一 考点二 题型2闭合电路的图象问题 l 典题3 2017湖南省三县联考 如图所示 直线a 抛物线b和曲线c分别为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率p 电源内部发热功率pr 输出功率pr随电流i变化的图象 根据图象可知 a 电源的电动势为9v 内阻为1 b 电源的电动势为3v 内阻为3 c 图象中任意电流值对应的p pr pr间的关系为p pr prd 电路中总电阻为2 时 外电阻上消耗的功率最大且为2 25w d 23 考点一 考点二 24 考点一 考点二 规律方法闭合电路中几种常见图象的比较 25 考点一 考点二 26 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 典题4 2017湖北部分重点中学联考 如图甲所示 在匀强磁场中 两个匝数相同的正方形金属线圈分别以不同的转速 绕与磁感线垂直的轴匀速转动 产生的交流电动势e随时间t变化的图象如图乙中曲线a b所示 则 a t 0时刻 两线圈均处于垂直于中性面的位罝b a b对应的线圈转速之比为2 3c a b对应的两线圈面积之比为1 1d 若只改变两线圈的形状 匝数不变 则两线圈电动势的有效值之比一定不变 c 27 考点一 考点二 28 考点一 考点二 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 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 29 考点一 考点二 4 交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 典题3的c选项 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 30 考点一 考点二 题型2结合理想变压器考查交流电路 h 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 如典题5 典题7 策略2 分清涉及理想变压器动态分析的两类情况 如典题6 典题8 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 31 考点一 考点二 典题5 多选 2017河南省南阳市统考 理想变压器原线圈a匝数n1 200匝 副线圈b匝数n2 100匝 线圈a接在u 44sin314t v 交流电源上 12v6w 的灯泡恰好正常发光 电阻r2 16 电压表v为理想电表 下列推断正确的是 a 交变电流的频率为100hzb 副线圈磁通量的最大变化率为c 电压表v的示数为22vd r1消耗的功率是1w bd 32 考点一 考点二 33 考点一 考点二 ad 34 考点一 考点二 35 考点一 考点二 典题7如图所示 接在理想变压器回路中的四个规格相同的灯泡都正常发光 那么 理想变压器的匝数比n1 n2 n3为 a 1 1 1b 3 2 1c 6 2 1d 2 2 1 b 36 考点一 考点二 典题8 多选 如图所示 理想变压器副线圈1 2之间的匝数是总匝数的一半 二极管d具有单向导电性 正向电阻为零 反向电阻为无穷大 r是可变电阻 s是单刀双掷开关 原线圈接在电压不变的正弦交流电源上 下列说法正确的是 a 若r阻值不变 当s分别接1和2时 电压表读数之比为2 1b 若r阻值不变 当s分别接1和2时 电压表读数之比为c 若s分别接1和2时 r消耗功率相等 则r阻值之比为2 1d 若s分别接1和2时 r消耗功率相等 则r阻值之比为 bc 37 考点一 考点二 38 考点一 考点二 变式 2017陕西红色联盟联考 如图所示 理想变压器原线圈与电阻r0串联 原 副线圈的匝数比为20 1 b是原线圈的中心抽头 副线圈连接滑动变阻器 电流表和电压表 电表均为理想交流电表 已知交流电源电压瞬时值表达式为 将单刀双掷开关s扳向a后 下列说法正确的是 a 电压表的示数为11vb 通过滑动变阻器r的交变电流的频率为100hzc 若将滑动变阻器的滑片下移 则电压表的示数减小 r0功率增大d 若将单刀双掷开关由a扳向b 则电流表的示数减小 c 39 考点一 考点二 解析电源电压有效值为220v 如果原线圈上无电阻r0 由电压之比等于匝数之比可得 副线圈两端电压有效值为11v 电表测量的是有效值 示数也为11v 但实际上有电阻r0分压 电压表示数小于11v 故a错误 变压器不改变交变电流的频率 由交变电流表达式可知频率为50hz 故b错误 滑动变阻器滑片向下移 电阻变小 故副线圈中的电流变大 那么原线圈中的电流也随着变大 电阻r0功率增大 电阻r0两端的电压也变大 交流电源的电压不变 变压器的输入电压变小 副线圈两端的电压也相应变小 电压表的示数减小 选项c正确 单刀双掷开关由a扳向b 原线圈匝数变少 副线圈两端电压变大 电压表的示数变大 滑动变阻器滑片不动 电流表示数也变大 故d错误 故选c 40 考点一 考点二 思维发散2将变式中的电阻r0换成一个二极管 将单刀双掷开关s扳到a 通过滑动变阻器r的交变电流的频率为多大 答案50hz 41 考点一 考点二 题型3远距离输电问题 l 典题9 多选 图甲为远距离输电示意图 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 未出现火警时 升压变压器的输入功率为750kw 下列说法正确的有 42 考点一 考点二 a 降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50hzb 远距离输电线路损耗功率为180kwc 当传感器r2所在处出现火警时 电压表v的示数变大d 当传感器r2所在处出现火警时 输电线上的电流变大 答案ad 43 考点一 考点二 44 考点一 考点二 方法技巧典题9考查的远距离输电问题 解决远距离输电问题要根据升压变压器的输入电压 结合匝数比求出输出电压 从而得出输送电流 根据输电线的电阻可求出输电线损失的功率 根据闭合电路的动态分析判断电流与电压的变化 45 考点一 考点二 直流电路的分析与计算1 2017山东烟台模拟 如图所示的电路 闭合开关s 当滑动变阻器滑片p向右移动时 下列说法正确的是 a 电流表读数变小 电压表读数变大b 小电泡l变暗c 电容器c上电荷量减小d 电源的总功率变小 c 解析当滑动变阻器滑片p向右移动时 变阻器接入电路的电阻减小 根据欧姆定律可知 电流增大 电压表的读数u e ir减小 故a错误 灯泡功率p i2rl rl不变 i增大 p增大 则灯泡变亮 故b错误 电容器电压uc e i rl r 减小 电容器电荷量q cuc减小 故c正确 电源的总功率p总 ei e不变 i增大 p总增大 故d错误 46 考点一 考点二 2 多选 如图所示 电源电动势为e 内阻为r r1 r2为定值电阻 l为小灯泡 r3为光敏电阻 当照射光减弱时 r3阻值增大 则 a 电压表的示数增大b r2中电流增大c 小灯泡的功率减小d 电路的路端电压升高 bc