【物理】2020届一轮复习人教版直流电路与交流电路学案 26页

第12讲直流电路与交流电路 主干知识体系 核心再现及学科素养 知识规律 ‎(1)闭合电路的欧姆定律．‎ I＝，E＝U＋I·r　E＝U内＋U路 ‎(2)电功率：P＝IU.P＝I2R＝(纯电阻)‎ ‎(3)交变电流的“四值”．‎ ‎①最大值：Em＝nBSω.‎ ‎②瞬时值：e＝Emsin ωt.‎ ‎③有效值：由电流的热效应定义．‎ ‎④平均值：＝n.‎ ‎(4)理想变压器的四个基本关系．‎ ‎①功率关系：P入＝P出．‎ ‎②电压关系：＝.‎ ‎③电流关系：＝.‎ ‎④频率关系：f1＝f2.‎ 思 ‎(1)物理思想：等效思 想方法 想、守恒思想.‎ ‎(2)物理方法：假设法、整体法、隔离法、代换法、比值定义法. ‎ ‎1．(2018·全国Ⅱ卷，16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正．该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示．则Q方∶Q正等于(　　)‎ ‎ A．1∶ B.∶‎1 C．1∶2 D．2∶1‎ D　[由有效值概念知，一个周期内产生热量Q方＝·＋·＝T，Q正＝T＝T＝·T，故知Q方∶Q正＝2∶1.]‎ ‎2．(2018·天津卷，4)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消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的，则(　　)‎ A．R消耗的功率变为P B．电压表V的读数变为U C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变 B　[发电机线圈的转速变为原来的，由E＝知，原线圈中输入电压变 为原来的，频率变为原来的.根据＝，则U2变为原来的，即U2＝U，则通过R的电流变为原来的，R消耗的功率P2＝＝P，根据＝，原线圈上的电流也变为原来的，即电流表A的读数变为I.故选B.]‎ ‎3．(2016·高考全国卷Ⅰ，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 Ω、1 Ω和4 Ω，为理想交流电流表，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．2 B．3 ‎ C．4 D．5‎ B　[设理想变压器原、副线圈的匝数之比为n，开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比＝＝，通过R2的电流I2＝nI，根据变压器的功率关系得，UI－I2R1＝(nI)2(R2＋R3)；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比＝＝，通过R2的电流I2′＝4nI，根据功率关系有U·4I－(4I)2R1＝(4nI)2R2，联立以上两式并代入数据解得n＝3，选项B正确．]‎ ‎4．(2016·高考全国卷Ⅱ，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，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为(　　)‎ A. B. C. D. C　[断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示．‎ 根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1＝E，U2＝E，C所带的电荷量Q＝CU，则Q1∶Q2＝3∶5，选项C正确．]‎ ‎5．(2016·高考全国卷Ⅲ，19) (多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是(　　)‎ A．原、副线圈匝数比为9∶1‎ B．原、副线圈匝数比为1∶9‎ C．此时a和b的电功率之比为9∶1‎ D．此时a和b的电功率之比为1∶9‎ AD　[设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的输入电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0Ia＝U0Ib得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确．]‎ ‎[考情分析]‎ ‎■命题特点与趋势 ‎1．从近几年高考试题可以看出以下特点：应用串并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析，稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，交变电流的产生及“四值”‎ ‎，多以选择题形式出现．变压器的原理，电压比、电流比及功率关系，变压器的动态分析是考查的重点，题型以选择题为主．‎ ‎2．2018年高考题会以部分电路欧姆定律与闭合电路欧姆定律的应用为主线，重点考查电路的动态分析与功率的计算；与日常生活、生产相联系的交变电流规律、远距离输电也可能会成为新命题点．‎ ‎■解题要领 ‎1．理解串、并联电路的特点，闭合电路欧姆定律的含义．理解交变电流的“四值”含义和变压器、远距离输电的原理．‎ ‎2．掌握以下应考技法 ‎ (1)程序法；(2)等效法；(3)分析推理法；(4)守恒法.‎ 高频考点一　直流电路的分析计算 ‎[备考策略]‎ ‎1．高考对本考点的考查较为简单，考生失分主要原因是不按正确程序进行分析，只关注局部，不考虑整体，解决此类问题时注意应用程序法分析动态变化，并用好“串反并同”结论进行快速判断．需要考生学会灵活变通 ‎2．知识概括 ‎[命题视角]‎ 考向1　直流电路的功率问题 例1　(2018·湖北八校二联)(多选)在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为7.5 Ω.当开关S闭合后 (　　)‎ A．L1的电阻为 Ω B．L1消耗的电功率为7.5 W C．L2的电阻为7.5 Ω D．L2消耗的电功率为0.3 W CD　[S闭合后，L1两端的电压为3.0 V，由乙图可知，I1＝‎0.25 A，故P1＝0.7 5 W，R1＝12 Ω，A、B均错；L2与R及电源串联，把R和电源等效成电动势为3 V，内阻为7.5 Ω的新电源，在图乙中作出新电源的I－U图线，如图，两图线的交点表示出了此时L2两端的电压与通过的电流的大小，由图知U2＝1.5 V，I2＝‎0.2 A，所以R2＝＝Ω＝7.5 Ω，P2＝U2I2＝1.5×0.2 W＝0.3 W，C、D正确．]‎ ‎[归纳反思]‎ ‎1．电路的电功率分析 ‎①纯电阻电路：P电＝P热＝I2R＝IU＝ ‎②非纯电阻电路：P电＝P热＋P机，即UI＝I2R＋P机．‎ ‎2．电源的输出功率与负载的关系分析 ‎①当R＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝；‎ ‎②当R>r时，随着R的增大，电源的输出功率越来越小；‎ ‎③当R