《高三物理之直流电路动态分析与交流电路问题交变电流的综合问题(共14页)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理之直流电路动态分析与交流电路问题交变电流的综合问题(共14页)（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第17讲 直流电路和交流电路问题是历年高考的重点。考查的题型一般为选择题，难度中等或中等偏上。考查的内容主要包括：串并联电路的特点；直流电流的功率计算；闭合电路欧姆定律；理想变压器的规律；电路的动态变化分析；含容电路；交变电流的产生和描述；远距离输电问题。用到的主要思想方法有：等效电路法动态电路的分析方法图像法比例法等效思想守恒思想一、直流电路的分析多维探究类考点题点(一)直流电路的动态分析1程序判断法遵循“局部整体部分”的思路，按以下步骤分析：2直观判断法利用下面两个结论直接地得到结果：(1)任一电阻R阻值增大，必引起该电阻中电流I的减小和该电阻两端电压U的增大。(2)任一电阻R阻值增大，必
2、将引起与之并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电路电压U串的减小。例1如图所示，图中的三个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向左端缓慢移动时，下面说法中正确的是()A电压表V2的读数减小，电流表A的读数增大B电压表V1的读数增大，电压表V2的读数增大C电阻RP消耗的功率增大，电容器C所带电量增加D电压表V2的读数减小，电流表A的读数减小解析选D滑片P左移时，滑动变阻器连入电路的阻值增大，根据串反并同规律知，电压表V1的读数增大，电压表V2的读数减小，电流表A的读数减小，A、B错误，D正确；视rR1R2为电源的等效内电阻，根据电源的输出功率与外电阻的关系知，由于电阻RP与rR1R2的大小
3、关系未知，因此电阻RP消耗的功率是增大还是减小无法判断，由于电容器C两端的电压增大，处于充电状态，其所带电量增加，C错误。题点(二)电源的功率和效率1区分电功和电热、电功率和热功率意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功WUIt对纯电阻电路，电功等于电热：WQUItI2Rt对非纯电阻电路，电功大于电热：WQ电热电流通过导体产生的热量QI2Rt电功率单位时间内电流所做的功P电UI对纯电阻电路，电功率等于热功率：P电P热UII2R对非纯电阻电路，电功率大于热功率：P电P热热功率单位时间内导体产生的热量P热I2R2电源的输出功率随外电路电阻R的变化情况当Rr时电源的输出功率最大，为Pm当Rr时随着R
4、的增大电源的输出功率越来越小当Rr时随着R的增大，电源的输出功率越来越大当P出r，故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻，此时外电阻越接近电源内阻，电源的输出功率越大，故选项B正确；P0U2I0.5 W，选项C正确；电源的效率，电流越小，电源的效率越大，可见滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时电源的效率最大，选项D错误。2将阻值为非线性变化的滑动变阻器R2接入图甲的电路中，移动滑动变阻器滑动触头改变接入电路中的电阻丝长度x(x为图中a点与滑动触头之间的距离)，定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，电路中的电流表和电压表均为理想电表，
5、当滑动触头从a点移动到b点和从b点移动到c点的这两个过程中，下列说法正确的是()A电流表A的示数变化量相等B电压表V2的示数变化量不相等C电阻R1的功率变化量相等D电源的输出功率都不断增大解析：选A根据欧姆定律得，电阻R1两端的电压U1IR1，由题图乙知，滑动触头从a点移动到b点和从b点移动到c点的两个过程中，电压U1变化量相等，且R1一定，则知电流的变化量相等，即电流表A的示数变化量相等，故A正确；电压表V2的示数U2EIr，由于电流I的变化量相等，且E、r一定，则U2相等，故B错误；电阻R1的功率P1I2R1，I相等，而I减小，则知从a点移到b点功率变化量较大，故C错误；由题图乙知，U1逐
6、渐减小，则电路中电流减小，总电阻增大，但由于外电路总电阻与电源内阻的关系未知，无法确定电源的输出功率如何变化，故D错误。二、交变电流的变化规律多维探究类考点题点(一)交变电流的产生及描述例1(2017天津联考)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60 时的感应电流为1 A。下列说法正确的是()A线圈消耗的电功率为1 WB线圈中感应电流的有效值为2 AC任意时刻线圈中的感应电动势为e2cos t VD任意时刻穿过线圈的磁通量为sin t Wb解析选D从垂直中性面开始计时，感应电流的瞬
7、时表达式为iImcos ，则电流的最大值为：Im2 A；线圈消耗的电功率为：PI2r2r4 W，故A错误；感应电流的有效值为：I A，故B错误；感应电动势的最大值为：EmImr4 V；任意时刻线圈中的感应电动势为：eEmcos t4cos t V，故C错误；任意时刻穿过线圈的磁通量为：BSsin t；根据公式EmNBSNm，可得：m，故sin t Wb，故D正确。题点(二)交变电流的图像例2多选(2018届高三怀化摸底)在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则下列判断正确的有()At0.005 s时线圈平面与磁场方向平行B线圈产
8、生的交变电动势的瞬时值为e311sin 100t(V)C线圈产生的交变电动势的频率为100 HzD线圈产生的交变电动势的有效值为311 V思路点拨(1)理解两个特殊位置的特点。(2)掌握图像上各点的物理意义。解析选AB当t0.005 s时电动势最大，则线圈平面与磁场方向平行(穿过线圈平面的磁通量为0，产生的感应电流最大)，故A正确；线圈产生的交变电动势的瞬时值为eEmsin t311sin 100t(V)，故B正确；由题图乙可知周期为0.02 s，则频率为f50 Hz，故C错误；线圈产生的交变电动势的有效值为220 V，故D错误。1交变电流的产生、图像及四值应用(1)两个特殊位置及其特点两个特
9、殊位置特点中性面线圈处于中性面时，SB，最大，0，e0，i0，交变电流方向发生改变与中性面垂直的位置线圈平面与中性面垂直时，SB，0，最大，e最大，i最大，交变电流方向不改变(2)交变电流的图像从中性面位置开始计时，电流iImsin t，如图甲；从垂直于中性面位置开始计时，电流iImcos t，如图乙。(3)交变电流的四值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eEmsin tiImsin t计算线圈某时刻的受力情况最大值最大的瞬时值EmnBSEmnmIm讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值对正(余)弦交流电有：EUI(1)计算与电流热效应有关的量(如功、功率、热量等)(2)电器设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图像中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值BLn计算通过电路截面的电荷量1.多选如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式电流的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦式电流的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦式电流的说法正确的是()A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为32C正弦式电流a的瞬时值为u10sin 5t VD正弦式电流b的最大值
