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1、2017届高考二轮专题七电磁感应和电路第2讲：直流电路和交流电路学习目标1、掌握直流电路常用的的动态分析方法2、掌握解决交变电流的产生和描述的基本方法3、学会解决变压器和远距离输电问题4、学会交变电流的综合问题分析知识梳理1.纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较(1)纯电阻电路：电功WUIt，电功率PUI，且电功全部转化为，有WQUIttI2Rt，PUII2R.(2)非纯电阻电路：电功WUIt，电功率PUI，电热QI2Rt，电热功率P热I2R，电功率电热功率，即WQ，故求电功、电功率只能用WUIt、PUI，求电热、电热功率只能用Q、P热.电热大于I2RtI2R知识梳理2.电源的功率和效
2、率(1)电源的几个功率电源的总功率：P总_电源内部消耗的功率：P内I2r电源的输出功率：P出_P总P内EIUI3.交流电的“四值”(1)最大值Em_.(2)瞬时值e_.NBSNBSsint知识梳理(3)有效值：正弦式交流电的有效值E；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的，用等效的思想来求解.计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值.(4)平均值：n，常用来计算通过电路的电荷量.4.理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入.(2)电压关系：.(3)电流关系：只有一个副线圈时.热效应P出知识梳理规律方法直流电路动态分析方法(1)程序法：基本思路是“部分整体部分”.即从阻值
3、的变化入手，由串、并联规律判定R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况.(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).难点突破高考题型1直流电路的动态分析【例1】(2016全国甲卷17)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
4、稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为()典例精析难点突破【解析】S断开时等效电路图如图甲所示.S闭合时等效电路图如图乙所示.甲乙【答案】C难点突破高考预测1、(多选)如图所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0，反向电阻为)连接，电源负极接地.开始时电容器不带电，闭合开关S，稳定后，一带电油滴恰能静止在电容器中P点.在开关S保持接通的状态下，下列说法正确的是()A.当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向上运动B.当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下运动C.当电容器的下极板向下移动时，P点的电势不变D.当电容器的下极板向左移动时，P点的电势会升高难
5、点突破【解析】当滑动变阻器的滑片向上滑动时，变阻器有效阻值增大，R的电压增大，则电容器板间电压增大，场强增大，油滴所受的电场力增大，所以带电油滴会向上运动.故A正确；难点突破【答案】AD难点突破高考题型2交流电的产生和描述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.2.交流电的“四值”(1)最大值EmNBS.分析电容器的耐压值.(2)瞬时值eNBSsint.计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况.难点突破难点突破典例精析【例2】如图甲所示，电阻为1的矩形线圈绕垂直匀强磁场的转轴OO匀速旋转产生交流
6、电，现将此电流给阻值为R10的小灯泡L供电，通过电流传感器得到灯泡中电流的图象如图乙，不考虑温度对灯泡阻值的影响，下列说法正确的是()难点突破A.在t5103s时，线圈处于中性面位置B.在t10103s时，穿过线圈的磁通量最大C.交变电流的瞬时表达式为i5cos50t(A)D.线圈产生的交流电的电动势为55V难点突破【解析】由图乙可知t5103s时刻感应电流最小为零，此时线圈所在平面处于中性面位置，故A正确；t10103s时刻感应电流最大，此时线圈所在平面与中性面位置垂直，所以穿过线圈回路的磁通量最小，故B错误；周期T0.02s，角速度100rad/s，故电流的瞬时表达式为i5cos100t(
7、A)，故C错误；线圈产生的交流电的电动势最大值为EmIm(Rr)55V，D错误.【答案】A难点突破高考预测2、如图所示是某兴趣小组用实验室的手摇发电机给小灯泡供电的装置示意图.在某次匀速转动手柄的过程中，他们发现小灯泡周期性的闪亮.以下判断正确的是()A.图示位置线框中产生的感应电动势最大B.若增大手摇发电机的转速，灯泡亮度将不变C.若增大手摇发电机的转速，灯泡闪亮的频率将变大D.小灯泡周期性闪亮的主要原因是电路接触不良难点突破【解析】图示位置线框中产生的感应电动势最小，故A错误；若增大手摇发电机的转速，角速度将增大，频率将增大，产生的最大感应电动势EmNBS，故灯泡的亮度增大，故B错误，C正
8、确；小灯泡周期性闪亮的主要原因是产生的电流为交流电，故D错误.【答案】C难点突破高考题型3变压器和远距离输电问题理想变压器动态分析的两种情况(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.不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、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.难点突破典例精析【例3】(2016全国乙卷16)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，为理想交
9、流电流表，U为正弦交流电压源，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难点突破难点突破乙【答案】B难点突破高考预测3、一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示.在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，原线圈上加一电压为U的交流电，则()A.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变C.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小D.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读
10、数变大难点突破【解析】在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定.因此，当Q位置不动时，输出电压U不变，此时P向上滑动，负载电阻值R增大，则输出电流I减小.根据输入功率P1等于输出功率P2，电流表的读数I变小，故A、B错误；P位置不动，将Q向上滑动，则输出电压U变大，I变大，电流表的读数变大，则选项C错误，D正确；故选D.【答案】D难点突破高考题型4交变电流的综合问题分析交变电流的综合问题，涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值的计算，与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等，解答时应注意以下两点：(1)分清交流电路“四值”的不同计算方法和物理意义.(2)学会将
11、直流电路、闭合电路欧姆定律的知识应用在交流电路的综合问题中.难点突破【例4】(多选)如图所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接.c、d两个端点接在匝数比n1n2101的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO以角速度匀速转动.如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则()典例精析难点突破A.滑动变阻器上消耗的功率为P100I2RB.变压器原线圈两端的电压U110IRC.取ab在环的最低端时t
12、0，则导体棒ab中感应电流的表达式是iIsintD.ab沿环转动过程中受到的最大安培力FBIL难点突破副线圈的电压为UI2R10IR，根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，变压器原线圈两端的电压U1100IR，故B错误；ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，所以棒ab中感应电流的表达式应为iIcost，故C错误；ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，最大值为I，此时的安培力也是最大的，最大安培力为FBIL，故D正确.【答案】AD难点突破高考预测4、在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为51，原线圈接入图乙所示的电压，副
13、线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，图中电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是()A.电压表的示数为44VB.图乙中电压的有效值为220VC.RT处出现火灾时，电流表示数减小D.RT处出现火灾时，电阻R0消耗的电功率增大难点突破RT处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，电阻R0消耗的电功率增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，故C错误，D正确.【答案】D拓展练习1、(多选)如图所示的火警报警装置，R1为热敏电阻，若温度升高，则R1的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃电压达到一定值时，
14、电铃会响.下列说法正确的是()A.要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势B.要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势C.要使报警的临界温度升高，可以把R2的滑片P适当向下移D.要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移拓展练习【解析】要使报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃的电压仍为原来的值，必须适当减小电源的电动势，相反，要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势.故A错误，B正确.要使报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，根据串联电路的特点可知，将使电铃的电压增大，要使电铃的电压仍为原来的值，可以把R2的滑片P适当向上移，以减小R2，相反，要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移，故C错误，D正确.故选B、D.【答案】BD本课小结本节重点1、直流电路常用的的动态分析2、交变电流的产生和描述3、变压器和远距离输电问题4、交变电流的综合问题分析作业布置1.完成课时作业(电磁感应和电路(2)
