【精品】2011届高中物理二轮复习第13讲 专题6直流电路和交流电路的分析与计算问题突破

物理,2,专题六电路、电与磁的转化,第1讲直流电路和交流电路的分析与计算,3,2变压器电路问题,例3：如图615所示，理想变压器原线圈接到220V交流电源上；副线圈的匝数是30，与一标有“12V,12W”的灯泡相连，灯泡正常发光；副线圈的输出电压是110V，电流强度0.4A.求：(1)副线圈的匝数；(2)原线圈的匝数及它的电流强度,图615,4,【解析】理想变压器原线圈两端电压跟每个副线圈两端电压之比都等于原、副线圈匝数之比，由于有两个副线圈，原、副线圈中的电流跟它们的匝数并不成反比，但输入功率等于输出功率,5,6,【点评】解决变压器电路问题，要抓住以下几点：(1)理想变压器各线圈两端电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副线圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况；(2)在任何情况下，输入功率等于输出功率；(3)变压器电路分为原线圈电路和副线圈电路，在原线圈电路里，原线圈相当于特殊负载，有电压、电流，但不消耗电能，电压与电流之间不遵守欧姆定律，但整个电路仍遵守直流电路的有关规律在副线圈电路里，副线圈相当于无内阻电源，整个电路遵守直流电路的有关规律,7,3电路故障分析判断,例4：如图616所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是()AR1断路BR2断路CR3短路DR4短路,图616,8,【解析】假设R1断路，因为R1、L1并联电路总电阻一定小于L1的电阻，所以R1断路后干路总电阻增大，干路电流减小，由R2、R3、R4与L2组成的电路电压与内电压均减小，由全电路欧姆定律知灯泡L1两端的电压增大，故L1变亮又因为灯泡L2两端的电压与由R2、R3、R4和组成的电路电压相等，所以灯泡L2两端的电压减小，灯L3变暗，电流表读数也变小这与题设条件一致，原假设成立，所以选项A正确假设R2断路，由R3、R4与L2组成的电路电阻增大，干路总电阻也增大，干路电流减小，R1、L1并联电路电压减小，灯L1变暗，与题设条件不同，原假设不成立，B错,9,假设R3短路，由R2、R4与L2组成电路电阻减小，干路电流增大，所以灯泡L1两端的电压增大，L1变亮又因为R1、L1并联电路两端的电压与内电压的总和增大，所以由全电路欧姆定律知R2、R4与L2组成的电路两端电压减小，故灯L2变暗，但是干路电流增大、灯L2电流减小，根据分流原理，流过电流表的电流变大，电流表读数变大，这与题设条件不符，原假设不成立，C错同理，选项D错误,答案：A,10,例5：某居民家中的电路如图617所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光拔出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则(),图617,11,A仅电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障B仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障C仅导线AB断路D因插座用导线接地，所以发生了上述故障,12,【解析】若C、B间断路，则试电笔插入插座的左孔时，氖管不发光若C、B间短路，则灯泡不发光插座用导线接地，可以防止因用电器外壳带电而使人触电的事故发生，对电路无影响若AB导线断路，则电热壶由于只与火线相连，不构成闭合回路而停止工作；电灯与火线、零线仍组成闭合回路而正常发光；此时，插座的左右两孔均与火线相连，因此，试电笔插入时，氖管均发光C选项正确,答案：C,13,点评：判断电路故障常用排除法，在明确电路结构的基础上，从分析比较故障前后电路结构的变化，电流、电压的变化入手，确定故障后并对电路元件逐一分析，排除不可能情况，寻找故障所在,14,4交流电的产生及其图象,例6：小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图618所示，此线圈与一个R=10的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻下列说法正确的是(),图618,15,A交变电流的周期为0.125sB交变电流的频率为8HzC交变电流的有效值为AD交变电流的最大值为4A,【解析】e-t图象可知，交变电流的周期为0.25s，故频率为4Hz，选项A、B错误根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2A，故有效值为A，选项C正确,答案：C,16,点评：1.分析物理图象的要点：可归结为：“一看、二变、三判”，即为：(1)一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”、看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并理解其物理意义(2)二变：掌握“图与图”、“图与式”和“图与物”之间的变通关系(3)三判：在此基础上进行正确的分析和判断2对于正弦交变电流的变化规律，不应只从其随时间按正弦规律变化这一点去认识，还应看到交流的电动势随线圈在匀强磁场中空间位置的变化而变化，随线圈的磁通量变化而变化,17,5电路计算,例7：如图619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竖直向上射入两板间若小球带电荷量为q=110-2C，质量为m=210-2kg，不考虑空气阻力那么滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时电源的输出功率为多大？(g取10m/s2),图619,18,19,点评：涉及电功率的计算应注意：区分各种电功率，注意计算公式的适用条件；要善于运用能量转化和守恒的关系处理电路中能量转化量的计算,20,例8：用四个阻值均为R的电阻连成如图6110所示的电路电键S闭合时，有一质量为m，带电荷量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点，平行板电容器的下极板接地现打开电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并和此板碰撞，碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电荷量发生变化，碰后小球带有和该极板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板，设两极板间距离为d，不计电源内阻，求：,图6110,21,22,23,【点评】含电容电路的分析与计算中，要注意直流电路只有当电容器充、放电时，电路里才有充、放电流，一旦电路达到稳态，