2019届二轮复习直流电路和交流电路课件（共39张）（江苏专用） 39页

第 2 讲　直流电路和交流电路 专题五 　 电磁感应和电路 内容索引 网络构建 　规律 方法 高考题型 1 　直流电路的分析 高考题型 2 　交流电的产生和描述 高考题型 3 　变压器和远距离输电问题 网络构建 规律方法 网络构建 1. 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) 极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器分别滑至两个极端去讨论；断开某支路，相当于该支路电阻变为无穷大 . 规律 方法 2. 远距离输电的三个易错点： (3) 电网送电遵循 “ 用多少送多少 ” 的原则，而不是 “ 送多少用多少 ” ，说明原线圈电流由副线圈电流决定 . 直流电路的分析 高考题型 1 1. 串、并联电路特点 在闭合电路中，某一支路的电阻增大 ( 或减小 ) ，则总电阻一定增大 ( 或减小 ) ，总电流减小 ( 或增大 ) ，路端电压增大 ( 或减小 ) ；与该电阻串联 ( 或间接串联 ) 的电阻上的电流、电压、电功率均减小 ( 或增大 ) ；与该电阻并联 ( 或间接并联 ) 的电阻上的电流、电压、电功率均增大 ( 或减小 ). 2. 电源的功率和效率 (1) 电源的几个功率 ① 电源的总功率： P 总 ＝ EI ② 电源内部消耗的功率： P 内 ＝ I 2 r ③ 电源的输出功率： P 出 ＝ UI ＝ P 总 － P 内 例 1 　 ( 多选 )(2018· 南京盐城二模 ) 光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器，其电阻值会随光照强度的增大而减小，光敏电阻的这种特殊性能，在科技生活中得到广泛应用 . 某应用电路如图 1 所示， R 1 、 R 2 为定值电阻， L 为小灯泡， R 3 为光敏电阻，当照射光强度增大 时 A. 电压表的示数增大 B. R 2 中电流减小 C. 小灯泡的功率增大 D. R 3 的功率 增大 答案 解析 图 1 √ √ √ 解析　 当照射光强度增大时， R 3 阻值减小，则电路总电阻减小，干路电流增大，内电压增大， R 1 两端电压增大，电压表测量 R 1 两端电压，故示数增大， A 正确 ； 因 内电压增大， R 1 两端电压增大，所以 R 2 两端电压减小， R 2 中电流减小， B 正确 ； 干路 电流等于 R 2 中电流与灯泡 L 中电流之和，所以灯泡 L 中的电流增大，即功率增大， C 正确 ； R 3 的电流增大，但电阻减小，由 P ＝ I 2 R ，功率的变化无法判断， D 错误 . 拓展训练 1 　 ( 多选 ) 如图 2 所示的电路中，电源电动势为 E ，内阻为 r ，电表均为理想电表 . 闭合开关 S 后，若减小 R 的阻值，则下列说法正确的 是 A. 电流表的示数一定增大 B. 电压表的示数一定增大 C. 电源的输出功率一定增大 D. R 1 上的电压一定 减小 答案 √ 解析 图 2 √ 解析　 减小 R 的阻值，电路的总电阻减小，电路中总电流 I 增大，由 U ＝ E － Ir 得路端电压减小，所以电流表的示数一定增大，电压表的示数一定减小，故 A 正确， B 错误 ； 当 电源的外电阻与内电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知外电阻与内电阻的大小关系，所以当电源的负载电阻减小时，输出功率的变化情况不能确定，故 C 错误 ； 电路 中总电流 I 增大， R 2 的两端电压增大，又因为路端电压减小，由串联分压得 R 1 两端电压减小，故 D 正确 . 拓展训练 2 　用半导体材料制成热敏电阻，在温度升高时，电阻会迅速减小，如图 3 所示，将一热敏电阻接入电路中，接通开关后，经过一段时间会观察 到 A. 电流表示数不变 B. 电流表示数减小 C. 电压表示数增大 D. 电压表示数 减小 答案 √ 解析 图 3 解析　 接通开关后，由于电流的热效应，热敏电阻的温度升高，电阻减小，总电阻减小， I 总 增大，电流表示数变大，故 A 、 B 错误 . U 不变， R 1 支路的电流不变， R 2 支路的电流 I 2 增大， U R 2 增大，又 U ＝ U R 2 ＋ U 热 ，则 U 热 减小，电压表示数减小， C 错误， D 正确 . 拓展训练 3 　 如图 4 所示的电路中， R 1 是定值电阻， R 2 是光敏电阻，电源的内阻不能忽略 . 闭合开关 S ，当光敏电阻上的光照强度减弱时，下列说法正确的是 A. 通过 R 2 的电流增大 B. 电源的路端电压减小 C. 电容器 C 所带的电荷量增加 D. 电源的效率 减小 答案 √ 解析 图 4 解析　 当光敏电阻上的光照强度减弱时，光敏电阻的阻值会增大，电路的总电阻增大，电路中的总电流减小，则流过 R 2 的电流减小，故 A 错误 ； 电路 中的总电流减小，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律得知路端电压增大，而电容器极板间的电压就等于路端电压，所以电容器所带电荷量增加，故 B 错误， C 正确； 交流电的产生和描述 高考 题型 2 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 E m ＝ NBSω . 分析电容器的耐压值 . (2) 瞬时值 e ＝ NBSω sin ωt . 计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况 . A. 灯泡中的电流方向 3 秒钟改变 100 次 B. 理想交流电压表 V 的示数为 24 V C. 灯泡消耗的电功率为 45 W D. 若从图甲所示的时刻开始计时，灯泡两端电压的瞬时值表达式可能为 u ＝ 例 2 　 ( 多选 ) 如图 5 甲所示是一台发电机的模型，线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动 . 图乙是线框产生的电动势随时间变化的图象 . 已知线圈电阻为 2.0 Ω ，外接灯泡的电阻恒为 8.0 Ω ，灯泡正常发光 . 则 答案 √ 解析 √ 图 5 解析　 由题图乙可知，周期 T ＝ 0.06 s ，每个周期电流方向改变 2 次，故电路中的电流方向 3 秒内改变 100 次，选项 A 正确； 灯泡消耗的电功率 P ＝ I 2 R ＝ 36 W ，选项 C 错误； 拓展训练 4 　 (2018· 无锡市高三期末 ) 如图 6 所示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO ′ 匀速转动 ( 按俯视沿逆时针的方向 ) ，某时刻磁感线与线圈平面所成锐角为 30° ，从此时开始计时，流过边 AC 的电流随时间变化的图线是 ( 以 A → C → D → E → A 为电流正方向 ) 答案 解析 图 6 √ 解析　 根据楞次定律可知，在开始时，产生的感应电流沿 CA 方向，为负 值，当转到中性面时，感应电流减小到零，电流方向发生改变，故 D 正确 . 拓展 训练 5 　 ( 多选 ) 如图 7 所示，线圈 abcd 匝数 n ＝ 10 ，面积 S ＝ 0.4 m 2 ，边界 MN ( 与线圈的 ab 边重合 ) 右侧存在磁感应强度 B ＝ 的 匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕 ab 边以 ω ＝ 10π rad/s 的角速度匀速转动 . 则以下说法正确的是 A. 线圈产生的是正弦交流电 B. 线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为 80 V 答案 解析 图 7 √ D. 线圈产生的电动势的有效值为 40 V √ 解析　 线圈在有界磁场中将产生正弦半波脉动电流，故 A 错误 ； 电动势 最大值 E ＝ nBSω ＝ 80 V ，故 B 正确； 拓展训练 6 　 ( 多选 ) 如图 8 甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为 r ＝ 2 Ω 的矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO ′ 匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器 R 的最大阻值为 R 0 ＝ 滑动片 P 位于滑动变阻器中央，定值电阻 R 1 ＝ R 0 ， R 2 ＝ 其余 电阻不计 . 从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关 S ，线 圈转动过程中理想交流电压表示数是 10 V ，图乙是矩形线圈磁通量随时间 t 变化的图象，则下列说法正确的是 图 8 B.0.02 s 时滑动变阻器 R 两端电压的瞬时值为零 答案 √ √ 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：一是根据题意分清变量和不变量；二是弄清 “ 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 . 例 3 　 (2018· 镇江市三模 ) 如图 9 所示，一理想变压器的原线圈接有电压为 U 的交流电，副线圈接有电阻 R 1 、光敏电阻 R 2 ( 阻值随光照增强而减小 ) ，开关 K 开始时处于闭合状态，下列说法正确的 是 A. 当光照变弱时，变压器的输入功率增大 B. 当滑动触头 P 向下滑动时，电阻 R 1 消耗的功率 增大 C. 当开关 K 由闭合到断开，原线圈中电流变大 D. 当 U 增大时，副线圈中电流变 小 图 9 答案 解析 √ 当开关 K 由闭合到断开，副线圈中少了一个支路，副线圈中电流减小，则原线圈中电流变小， C 错误； 拓展训练 7 　 ( 多选 )(2018· 南京市、盐城市一模 ) 变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗 . 街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，匝数分别为 n 1 和 n 2 . 下列说法中不正确的是 A. n 1 ＞ n 2 ，原线圈比副线圈的导线粗 B. n 1 ＞ n 2 ，原线圈比副线圈的导线细 C. n 1 ＜ n 2 ，原线圈比副线圈的导线粗 D. n 1 ＜ n 2 ，原线圈比副线圈的导线细 答案 解析 √ √ √ 解析　 由于是降压变压器，所以原线圈匝数要比副线圈匝数多，即 n 1 ＞ n 2 ，故 C 、 D 错误 ； 输入功率 等于输出功率，所以副线圈的电流大于原线圈的电流，则较粗导线的线圈应该作为副线圈，故 B 正确， A 错误 . 拓展训练 8 　 (2018· 南京学情调研 ) 如图 10 甲、乙电路输入交变电流的电压 u 相同，图乙中理想变压器的原、副线圈的匝数分别为 n 1 和 n 2 ，若要求甲、乙电路原线圈中电流 i 相同，则 n 1 、 n 2 、 R 1 、 R 2 应满足的关系 是 A. n 1 R 1 ＝ n 2 R 2 B. n 2 R 1 ＝ n 1 R 2 C. n 1 2 R 1 ＝ n 2 2 R 2 D. n 2 2 R 1 ＝ n 1 2 R 2 答案 √ 图 10 例 4 　 ( 多选 )(2017· 海州高级中学第五次检测 ) 如图 11 所示为远距离输电的原理图，升压变压器的变压比为 a ，降压变压器的变压比为 b ，输电线的电阻为 R ，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为 U ，若由于用户的负载变化，使电压表 V 2 的示数增大了 Δ U ，则下列判断正确的是 A. 电压表 V 1 的示数 不变 答案 解析 √ √ 图 11 解析　 由于 U 不变，所以电压表 V 1 的示数不变，故 A 正确； 拓展训练 9 　 (2018· 江苏单科 ·2) 采用 220 kV 高压向远方的城市输电 . 当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来 的 ， 输电电压应变为 A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV √ 答案 解析