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1、2020年高考物理二轮温习热点题型与提分秘籍专题13 直流电路与交流电路题型一 直流电路的动态分析【题型解码】(1)直流电路动态分析方法程序法；“串反并同”法；极限法。(2)电容器的特点直流电路中,只有当电容器充、放电时,电容器支路中才会有电流,当电路稳定时,电容器所在的支路相当于断路。电路稳定时,与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,电容器两端的电压等于与之并联的电阻(或电路)两端的电压。【典例分析1】(2020四川自贡高三一诊)(多选)如图所示的电路中,R1、R2为定值电阻,R3为可变电阻,C为电容器,电源电动势为E,内阻为r,电压表与电流表均为理想电表。在可变电阻R3的滑
2、片由a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是()A电流表的示数减小 B电压表的示数减小C电容器的电荷量逐渐减少 D电源的输出功率一定增大【参考参考答案】BC【名师解析】关键点突破：(1)电路外电阻如何变化变小。(2)电源的输出功率与电源内阻和外电路电阻有关。可变电阻R3的滑片由a端向b端滑动的过程中,R3的阻值减小,电路总电阻减小,总电流变大,即电流表的示数变大,电源内阻及R1两端的电压变大,可知电压表示数减小,A错误,B正确；电容器两端的电压逐渐变小,可知电容器带电量逐渐减小,C正确；因不明确电源内阻与外电阻的关系,则不能确定电源输出功率的变化情况,D错误。【提分秘籍】1.直流电路的动态分
3、析方法(1)程序法：部分电路阻值变化电路总电阻R总变化干路电流I变化路端电压U变化各分量变化,即R局R总I总U端。(2)串反并同法：所谓“串反”,即某一电阻阻值增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都减小(增大)。所谓“并同”,即某一电阻阻值增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都增大(减小)。2直流电路中的功率变化的判断(1)定值电阻的功率随其电压或电流的增大而增大。(2)外电阻越接近电源的内阻,电源输出功率越大,等于内阻时电源的输出功率最大。(3)判断变化电阻的功率时,可以将其他电路等效到电源内部,当变化电阻等于等效电阻时其功率最
4、大,若不能等于则越接近越大。【突破训练】1.(多选)(2020上海杨浦区模拟)如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器当R2的滑片在ab的中点时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑片向a端移动,则下列说法正确的是()A电源的总功率减小 BR3消耗的功率增大CI1增大,I2减小,U增大 DI1减小,I2不变,U减小【参考答案】AC【解析】：.法一：程序法将滑动变阻器的滑片向a端移动,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电路中的总电阻增大,电路中的总电流I减小,电源的总功率PEI减小,R3消耗的功率P3I2R3减
5、小,A正确,B错误；电路中的总电流减小,由UEIr知电源的路端电压U增大,R1、R2并联部分的总电阻增大,电压增大,通过R1的电流I1增大,而总电流I减小,则通过R2的电流I2减小,C正确,D错误法二：串反并同法将滑动变阻器的滑片向a端移动,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,与其串联的电流表A2的示数减小,与其间接串联的电源的总功率、R3消耗的功率均减小,A正确,B错误；与其间接并联的电流表A1、电压表V的示数均增大,C正确,D错误2.(多选)(2020安徽黄山模拟)某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示图中RT为热敏电阻(随温度升高阻值减小),用来探测加热电阻丝R的温度,RG为光敏电阻(随光
6、照强度增大阻值减小),接收小灯泡L的光照,除RT、RG外,其他电阻均为定值电阻当R处温度降低时()AL变亮 B通过R3的电流减小CE2的路端电压增大 DR消耗的功率减小【参考答案】BC.【解析】：当R处温度降低时,热敏电阻RT阻值变大,由闭合电路欧姆定律可知,左侧电路中的电流减小,通过小灯泡L的电流减小,小灯泡L的光照强度减小,光敏电阻RG的阻值变大,对右侧电路,由闭合电路欧姆定律可知,通过R2的电流变小,右侧电路中的电源E2的路端电压变大,R两端电压变大,通过R的电流也变大,R消耗的功率变大,通过R3的电流变小,B、C正确3.(2019四川泸州泸县一中三诊)如图所示电路中的电源为恒流源或恒压
7、源(不管外电路的电阻如何变化,它都能够提供持续的定值电流或定值电压)。当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时,电压表的示数变化量的绝对值为U,电流表的示数变化量的绝对值为I,则下列说法正确的是()A若电源为恒压源时,V示数增大,A示数减小B若电源为恒压源时,V示数不变,A示数增大C若电源为恒流源时,V示数增大,A示数减小,R1D若电源为恒流源时,V示数增大,A示数增大,R2【参考答案】C【解析】滑动变阻器的滑动触头向上滑动时,变阻器R0接入电路的阻值增大。若电源为恒压源时,电压表示数不变,电阻增大,干路电流变小,电阻R2两端的电压减小,并联部分的电压增大,流过电阻R1的电流增大,因干路电流减小,所以
8、电流表示数减小,故A、B错误；若电源为恒流源时,电路中总电流不变,变阻器向上滑动,总电阻增大,电压表示数增大,因干路电流不变,电阻R2两端的电压不变,所以并联部分的电压增大,电阻R1中的电流增大,干路电流不变,所以电流表示数减小,电阻R2两端电压不变,电阻R1两端电压的变化量等于电压表的示数变化量U,因总电流不变,所以电流表示数的变化量等于电阻R1的电流的变化量,所以有R1,故C正确,D错误。4.(2019江苏省丹阳市丹阳高级中学三模)如图所示电路中,R为某种半导体气敏元件,其阻值随周围环境一氧化碳气体浓度的增大而减小。当一氧化碳气体浓度增大时,下列说法中正确的是()A电压表V示数增大 B电流
9、表A示数减小C电路的总功率减小 D变阻器R1的取值越大,电表示数变化越明显【参考答案】D【解析】当一氧化碳气体浓度增大时,R减小,总电阻减小,则总电流增大,内电压增大,路端电压减小,可知电压表V示数减小,通过变阻器的电流减小,则电流表A示数增大,故A、B错误；电路的总功率为PEI,E不变,I增大,则P增大,故C错误；变阻器R1的取值越大,R1与R并联的阻值越接近R,R对电路的影响越大,则知变阻器R1的取值越大,电表示数变化越明显,故D正确。题型二 交流电的产生和描述【题型解码】交变电流的产生往往与交变电流图象结合出题,要能将交变电流的图象与线圈的转动过程一一对应起来,分析电流、电动势、磁通量的
10、变化规律【典例分析1】(2020江苏南京、盐城模拟)图甲是小型交流发电机的示意图,在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示发电机线圈内阻为10 ,外接一只电阻为 90 的灯泡,不计电路的其他电阻,则()At0时刻线圈平面与中性面垂直 B每秒钟内电流方向改变100次C灯泡两端的电压为22 V D00.01 s时间内通过灯泡的电荷量为0【参考参考答案】B.【名师解析】：由题图乙电动势随时间变化的正弦规律图象可知：计时起点e0,即从中性面开始计时,A错误；由图象可知：电动势周期为0.02 s,所以频率为50 Hz,即每秒钟内电流方向改变
11、100次,B正确；由图象可知：电动势的有效值为22 V,所以灯泡两端的电压为U22 V19.8 V,C错误；00.01 s时间内通过灯泡的电流均为正方向,所以电荷量不为0,D错误【提分秘籍】解决交变电流问题要注意的几点(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的特点。线圈平面与中性面重合时,SB,最大,0,e0,i0,电流方向将发生改变。线圈平面与中性面垂直时,SB,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能量问题。(4)交变电流瞬
12、时值表达式书写的基本思路根据已知图象或由公式EmNBS确定正、余弦交变电流的峰值,其中2f2n(n为转速)。明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式。a若线圈从中性面位置开始计时,则et图象为正弦函数,eEmsint; b若线圈从垂直中性面位置开始计时,则et图象为余弦函数,eEmcost。【突破训练】1.(2020贵州贵阳高三适应性考试)有一种自行车,它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机,其原理示意图如图甲所示；图中N、S是一对固定的磁极,磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈,转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮如图乙所示,当车轮转动时,因摩擦而带动摩擦轮转动,从而使线圈在磁场中转
13、动而产生电流给车头灯泡供电关于此装置,下列说法正确的是()A自行车匀速行驶时线圈中产生的是交流电B小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C知道摩擦轮和后轮的半径,就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D线圈匝数越多,穿过线圈的磁通量的变化率越大【参考答案】AC.【解析】：摩擦轮带动线圈在磁场中绕垂直于磁感线的轴转动,产生交流电,故A正确；行驶速度会影响感应电动势的大小,所以影响灯泡的亮度,故B错误；摩擦轮和后轮属于皮带传动,具有相同的线速度,如果知道了半径关系,就能知道角速度关系,也就能知道转速关系,故C正确；线圈匝数不影响穿过线圈的磁通量的变化率的大小,故D错误2.(2019保定一模)(多选
14、)如图甲所示,一个100匝的正方形线圈,边长a1 m,电阻R1 ,线圈有一半的面积处在有理想边界的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直,磁场的磁感应强度与时间的变化关系如图乙所示,图甲所示的磁感应强度方向为正方向,下列说法中正确的是()A在t0.01 s时线圈中的电流为零 B在t0到t0.005 s内线圈中有顺时针方向的电流C线圈中电动势的最大值为 V D一个周期内线圈产生的热量为252 J【参考答案】BD【解析】在t0.01 s时线圈中的磁通量的变化率最大,此时感应电流最大,A错误；在t0到t0.005 s时间内,线圈中磁通量向外增加,根据楞次定律可知,线圈中有顺时针方向的电流,B正确；因线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同,所以由图象可知T2102 s,100 rad/s,EmNBmS50 V,故C错误；电动势的有效值E V25 V,则一个周期内线圈产生的热量为QT252 J,D正确。3(2019东北三省三校二模)图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10
