（天津专用）2020高考物理二轮复习专题四电路和电磁感应第11讲恒定电流、交变电流课件.pptx

专题四电路和电磁感应 第11讲恒定电流 交变电流 3 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 4 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 1 多选 2019 天津卷 单匝闭合矩形线框电阻为R 在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动 穿过线框的磁通量 与时间t的关系图像如图所示 下列说法正确的是 BC 5 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 命题考点正弦式交变电流的最大值和有效值 周期和频率 能力要求本题关键是理解两个特殊位置 在中性面时磁通量最大 感应电动势最小 电动势方向改变 垂直中性面位置磁通量为零 但电动势最大 并了解各个物理量间的关系 6 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 2 2018 天津卷 教学用发电机能够产生正弦式交变电流 利用该发电机 内阻可忽略 通过理想变压器向定值电阻R供电 电路如图所示 理想交流电流表A 理想交流电压表V的读数分别为I U R C 电流表A的读数变为2ID 通过R的交变电流频率不变 B 7 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 解析 本题考查交变电流的产生和变压器原理 清楚感应电动势的决定因素是解题的关键 另外要知道交流电表测的是交变电流的有 8 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 命题考点变压器原理 能力要求本题考查了交变电流的产生以及变压器的构造和原理 对交变电流来说 当线圈的角速度减小时 不仅仅交变电流的频率发生变化 交变电流的最大值 有效值都会发生变化 9 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 3 多选 2017 天津卷 在匀强磁场中 一个100匝的闭合矩形金属线圈 绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动 穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化 设线圈总电阻为2 则 A t 0时 线圈平面平行于磁感线B t 1s时 线圈中的电流改变方向C t 1 5s时 线圈中的感应电动势最大D 一个周期内 线圈产生的热量为8 2J AD 10 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 解析 t 0时 磁通量为零 故线圈平行于磁感线 故A正确 t 1s时 由题图可知 磁通量为零 磁通量变化率最大 此时斜率方向不变 感应电流方向不变 故B错误 当t 1 5s时 磁通量最大但磁通量变化率为零 感应电动势为0 故C错误 由题图可知 有效值 命题考点交变电流的图像 描述交变电流的产生及物理量 能力要求本题考查交变电流产生过程中 感应电动势与磁通量 磁通量变化率的关系 关键抓住两个特殊位置 一是线圈与磁场垂直位置是磁通量最大的位置 该位置是电流方向改变的转换点 二是线圈与磁场平行位置 该位置磁通量为零 是电流增大与减小的转换点 11 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 4 2019 北京卷 电容器作为储能器件 在生产生活中有广泛的应用 对给定电容值为C的电容器充电 无论采用何种充电方式 其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同 甲 1 请在图甲中画出上述u q图像 类比直线运动中由v t图像求位移的方法 求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep 12 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 2 在如图乙所示的充电电路中 R表示电阻 E表示电源 忽略内阻 通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电 对应的q t曲线如图丙中 所示 a 两条曲线不同是 选填 E 或 R 的改变造成的 b 电容器有时需要快速充电 有时需要均匀充电 依据a中的结论 说明实现这两种充电方式的途径 13 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 3 设想使用理想的 恒流源 替换 2 中电源对电容器充电 可实现电容器电荷量随时间均匀增加 请思考使用 恒流源 和 2 中电源对电容器的充电过程 填写下表 选填 增大 减小 或 不变 14 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 答案 1 u q图线如图所示电压为U时 电容器带电Q 图线和横轴围成的面积为所储存的电能 2 a Rb 减小电阻R 可以实现对电容器更快速充电 增大电阻R 可以实现更均匀充电 15 专题知识 理脉络 真题诠释 导方向 3 命题考点电容器与电容 闭合电路的欧姆定律 能力要求本题考查对电容器电容的定义式的掌握 同时考查了相关的数学规律应用 关键在于明确题意 注意题中隐藏信息的把握 明确电源内阻忽略不计 所以 2 中电源输出电压不变 16 突破点一 突破点二 突破点三 直流电路分析考查方向常以选择题形式考查 突破方略1 明确1个定律 2个关系 2 路端电压与电流的关系 U E Ir 3 路端电压与负载的关系 17 突破点一 突破点二 突破点三 2 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 极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 可将滑动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 18 突破点一 突破点二 突破点三 模型构建 例1 多选 2019 湖南模拟 在如图甲所示的电路中 电源的电动势为E 内阻为r R1为定值电阻 R2为滑动变阻器 闭合开关S 在滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中 四个理想电表的示数都发生了变化 图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数的变化情况 则下列说法正确的是 19 突破点一 突破点二 突破点三 A 图线a表示的是电压表V1的示数的变化情况B 图线c表示的是电压表V2的示数的变化情况C 此过程中电压表V1示数的变化量 U1和电流表A示数的变化量 I的比值的绝对值变大D 此过程中电压表V3示数的变化量 U3和电流表A示数的变化量 I的比值的绝对值不变 答案 BD 20 突破点一 突破点二 突破点三 解析 在滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中 滑动变阻器接入电路的电阻减小 外电路总电阻减小 总电流增大 可知路端电压减小 即知电压表V1的示数减小 电压表V2的示数增大 电压表V3的示数减小 则知图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况 图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况 故 21 突破点一 突破点二 突破点三 迁移训练1 多选 2019 天津滨海新区期中 如图所示 电源E的内阻不计 其中A为理想电流表 V1 V2为理想电压表 R1 R2 R3为定值电阻 开始时S是断开的 当闭合开关S时 各电表的示数变化情况正确的是 A 电压表V1的示数变大B 电压表V2的示数变小C 电流表A的示数变大D 电流表A的示数变小 BC 22 突破点一 突破点二 突破点三 解析 当闭合开关S时 引起外电路总电阻减小 由闭合电路欧姆定律得知 干路电流I增大 电压表V1的示数U E Ir U变小 故A错误 电压表V2的示数U2 E I R1 r I增大 U2变小 故B正确 干路电流I增大 电流表A的示数变大 故C正确 D错误 23 突破点三 突破点一 突破点二 交变电流的产生及描述考查方向常以选择题形式考查 突破方略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 24 突破点三 突破点一 突破点二 2 交变电流 四值 的应用 1 最大值 Em nBS 分析电容器的耐压值 2 瞬时值 E Emsin t 由中性面开始计时 计算闪光电器的闪光时间 线圈某时刻的受力情况 3 有效值 电表的读数及计算电热 电功 电功率及保险丝的熔断电流 25 突破点三 突破点一 突破点二 模型构建 例2 多选 2019 天津一模 图甲为风力发电的简易模型 在风力作用下 风叶带动与杆固连的永磁体转动 磁铁下方的线圈与电压传感器相连 在某一风速时 传感器显示如图乙所示 则 26 突破点三 突破点一 突破点二 A 磁铁的转速为5 r sB 线圈两端电压的有效值为6VC 交变电流的电压表达式为u 12sin5 tVD 该交变电流可以直接加在击穿电压为6V的电容器上 答案 BC U 12sin5 tV 故C正确 电容器的击穿电压为交变电流的最大值 而交变电流的最大值大于电容器的击穿电压 故不能加在击穿电压为6V的电容器上 故D错误 27 突破点三 突破点一 突破点二 迁移训练2 2019 天津二模 如图所示 图甲为一台小型发电机构造示意图 线圈沿逆时针转动 从某时刻开始计时 产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示 发电机线圈内阻为1 外接灯泡的电阻为5 则下列说法正确的是 28 突破点三 突破点一 突破点二 A 电压表的示数为3VB 灯泡消耗的电功率是1 25WC 线圈转动的角速度为100 rad sD 在t 1 10 2s时刻 穿过线圈的磁通量最大 答案 B 29 突破点三 突破点一 突破点二 变压器原理与远距离输电考查方向常以选择题形式考查 突破方略1 理想变压器的基本关系式 1 功率关系 P入 P出 若n1 n2 为降压变压器 若n1 n2 为升压变压器 有多个副线圈时 U1I1 U2I2 U3I3 UnIn 30 突破点三 突破点一 突破点二 2 原 副线圈中各物理量的因果关系 1 电压关系 输入电压U1决定输出电压U2 2 电流关系 输出电流I2决定输入电流I1 3 功率关系 P出决定P入 3 远距离输电过程 31 突破点三 突破点一 突破点二 模型构建 例3 2019 山东省六校联考 如图所示的电路中 变压器为理想变压器 a b接在电压有效值不变的交变电源两端 R0为定值电阻 R为滑动变阻器 现将滑动变阻器的滑片从一个位置滑到另一位置 观察到理想电流表A1的示数增大了0 2A 理想电流表A2的示数增大了0 8A 则下列说法正确的是 A 该理想变压器起降压作用B 滑动变阻器滑片是沿d c的方向滑动的C 理想电压表V1示数增大D 理想电压表V2 V3示数均增大 A 32 突破点三 突破点一 突破点二 解析 滑动变阻器的滑片滑动后 电流表A2的示数增大 可知变压器副线圈的总电阻减小 则滑动变阻器的滑片是沿c d的方向滑动 B错误 电压表V1测量的是原线圈电压的有效值 即示数等于a b间电压的有效值 即在滑动变阻器的滑片滑动过程中 V1的示数不变 C错误 电压表V2测量副线圈两端的电压 输入电压不变 故V2的示数不变 V3测量滑动变阻器两端的电压 由于I2增大 故R0两端电压增大 则V3的示数减小 D错误 理想变压器有U1I1 U2I2 则有U1 I1 U2 I2 又 I2 I1 则U2 U1 故理想变压器为降压变压器 A正确 33 突破点三 突破点一 突破点二 分析推理 1 电压表V1 V2的示数由谁决定 2 电压 电流与匝数比有何关系 1 提示 V1示数由ab间输入的电压决定 V2的示数由V1的示数决定 34 突破点三 突破点一 突破点二 迁移训练3 多选 2019 天津河东区二模 某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示 发电机输出的电压恒定 通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电 已知输电线的总电阻为R 降压变压器T2的原 副线圈匝数之比为4 1 它的副线圈两端的交变电压如图乙所示 若将变压器视为理想变压器 则下列说法中正确的是 35 突破点三 突破点一 突破点二 A 降压变压器T2原线圈的输入电压为880VB 降压变压器T2的输入功率与输出功率之比为4 1C 当用户端用电量增大时 输电线上损耗的功率减小D 当用户端用电量增大时 发电厂输出的功率也增大 答案 AD 36 突