2019版高考物理二輪復習 專題四 電路和電磁感應 第1講 恒定電流和交變電流課件.ppt

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專題四電路和電磁感應 專題復習研究本專題考綱有6個 級考點分別是歐姆定律 電源的電動勢和內阻 閉合電路的歐姆定律 法拉第電磁感應定律 楞次定律 理想變壓器 9個 級考點分別是電阻定律 電阻的串聯(lián) 并聯(lián) 電功率 焦耳定律 電磁感應現(xiàn)象 磁通量 自感 渦流 交變電流 交變電流的圖象 正弦交變電流的函數(shù)表達式 峰值和有效值 遠距離輸電 近五年高考命題點主要集中在 1 理想變壓器 遠距離輸電問題 4次 2 電磁感應中的圖象問題 4次 3 電磁感應中的綜合問題 7次 主要以選擇題的形式考查 通過考題和考點的對照來看 命題者特別重視對 級考點的考查 命題點集中在利用 級考點解決生活中的實際問題 考查學生對知識的理解和應用以及提取信息加工信息的能力 復習備考時要特別注意對 級考點相關知識的學習 尤其是電磁感應中的圖象及電磁感應中的路和場 力和運動 功和能的問題 電磁感應中的能量問題最近幾年幾乎沒有考查 但備考的過程中也不能忽視 第1講恒定電流和交變電流 網(wǎng)絡構建 要點必備 網(wǎng)絡構建 要點必備 1 閉合電路歐姆定律 1 閉合電路的歐姆定律 2 路端電壓與電流的關系 3 路端電壓與負載的關系 路端電壓隨外電阻的增大而增大 隨外電阻的減小而減小 2 正弦式交變電流的 四值 1 最大值Em 2 瞬時值e 從中性面開始計時 3 有效值 正弦式交變電流的有效值 非正弦式交變電流的有效值必須根據(jù)電流的 用等效的思想來求解 4 半個周期內的平均值 常用來計算通過電路的電荷量 U E Ir NBS NBS sin t 熱效應 網(wǎng)絡構建 要點必備 P出 1 2 3 4 1 2016全國 卷 阻值相等的四個電阻 電容器C及電池E 內阻可忽略 連接成如圖所示電路 開關S斷開且電流穩(wěn)定時 C所帶的電荷量為Q1 閉合開關S 電流再次穩(wěn)定后 C所帶的電荷量為Q2 Q1與Q2的比值為 考點定位 閉合電路的歐姆定律 電容器命題能力點 側重考查理解能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維解題思路與方法 解題關鍵是要搞清電路的結構 畫出等效電路圖 搞清電容器兩端的電壓等于哪個電阻兩端的電壓 然后根據(jù)Q CU求解電容器所帶的電荷量 C 1 2 3 4 解析S斷開時等效電路圖如圖甲所示 1 2 3 4 2 2016全國 卷 一含有理想變壓器的電路如圖所示 圖中電阻R1 R2和R3的阻值分別為3 1 和4 A為理想交流電流表 U為正弦式交流電源 輸出電壓的有效值恒定 當開關S斷開時 電流表的示數(shù)為I 當S閉合時 電流表的示數(shù)為4I 該變壓器原 副線圈匝數(shù)比為 A 2B 3C 4D 5考點定位 理想變壓器 歐姆定律命題能力點 側重考查理解能力和分析綜合能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維解題思路與方法 本題主要考查變壓器 閉合電路歐姆定律 解決這類問題的關鍵是掌握變壓器的構造和原理 對于變壓器需要掌握公式 并能熟練運用 B 1 2 3 4 1 2 3 4 3 多選 2016全國 卷 如圖 理想變壓器原 副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b 當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時 兩燈泡均能正常發(fā)光 下列說法正確的是 A 原 副線圈匝數(shù)比為9 1B 原 副線圈匝數(shù)比為1 9C 此時a和b的電功率之比為9 1D 此時a和b的電功率之比為1 9考點定位 理想變壓器 電功率命題能力點 側重考查理解能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維解題思路與方法 對于變壓器需要掌握公式 知道副線圈的電流以及功率決定了原線圈中的電流和功率 理想變壓器是理想化模型 一是不計線圈內阻 二是沒有出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象 AD 1 2 3 4 1 2 3 4 4 2018全國 卷 一電阻接到方波交流電源上 在一個周期內產(chǎn)生的熱量為Q方 若該電阻接到正弦交流電源上 在一個周期內產(chǎn)生的熱量為Q正 該電阻上電壓的峰值均為u0 周期均為T 如圖所示 則Q方 Q正等于 考點定位 交變電流的圖象 正弦交變電流的有效值 焦耳定律 命題能力點 側重考查理解能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維誤區(qū)警示 一是誤把方波交變電流視為正弦交變電流 二是誤認為在一個周期T內產(chǎn)生的熱量與電壓有效值成正比 D 1 2 3 4 1 2 3 4 命題規(guī)律研究及預測 分析近五年的高考試題可以看出 高考命題點主要集中在 理想變壓器 閉合電路的歐姆定律 歐姆定律 考查的元件有電容器 二極管和電阻等 側重理解能力和分析綜合能力 主要以選擇題的形式考查 在2019年的備考中要尤其重視理想變壓器 閉合電路的歐姆定律 考點一 考點二 直流電路的分析與計算題型1直流電路及其動態(tài)分析 M 規(guī)律方法直流電路動態(tài)分析的3種常用方法方法1 程序法 方法2 結論法 串反并同 串反 指某一電阻增大 減小 時 與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流 兩端電壓 電功率都將減小 增大 并同 指某一電阻增大 減小 時 與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流 兩端電壓 電功率都將增大 減小 考點一 考點二 方法3 極限法因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題 可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端 使電阻最大或電阻為零去討論 考點一 考點二 典例1 2018重慶期末抽測 如圖所示 電源電動勢E 內電阻恒為r R是定值電阻 熱敏電阻RT的阻值隨溫度降低而增大 C是平行板電容器 閉合開關S 帶電液滴剛好靜止在C內 在溫度降低的過程中 分別用 I U1 U2和 U3表示電流表 電壓表1 電壓表2和電壓表3示數(shù)變化量的絕對值 關于該電路工作狀態(tài)的變化 下列說法正確的是 D 考點一 考點二 考點一 考點二 1 2018吉林長春八中模擬 如圖所示 平行金屬板中帶電質點P處于靜止狀態(tài) 不考慮電流表和電壓表對電路的影響 當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時 則 A 質點P將向上運動B 電流表讀數(shù)減小C 電壓表讀數(shù)減小D R3上消耗的功率逐漸增大 C 考點一 考點二 解析由圖可知 R2與滑動變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián) 再由R1串連接在電源兩端 電容器與R3并聯(lián) 當滑片向b移動時 滑動變阻器接入電阻減小 則電路中總電阻減小 由閉合電路歐姆定律可知 電路中電流增大 路端電壓減小 同時R1兩端的電壓也增大 故并聯(lián)部分的電壓減小 由歐姆定律可知流過R3的電流減小 則流過R2 R4的電流增大 故電流表示數(shù)增大 故B錯誤 因并聯(lián)部分電壓減小 而R2中電壓增大 故電壓表示數(shù)減小 故C正確 因R3兩端的電壓減小 由公式可知 R3上消耗的功率減小 故D錯誤 因電容器兩端電壓減小 故電荷受到的向上電場力減小 則重力大于電場力 電荷向下運動 故A錯誤 故選C 考點一 考點二 2 2018陜西西安一中一模 電路如圖所示 電源的電動勢為E 內阻為r 與定值電阻R1 R2及滑動變阻器R連接 當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時 下列說法正確的是 A 電壓表讀數(shù)增大 電流表讀數(shù)減小B 電壓表讀數(shù)減小 電流表讀數(shù)增大C R1的電功率減小D 電源的輸出功率增大 C 解析據(jù)題意 滑動變阻器阻值變大 則干路電流減小 且內電壓減小 由U E Ir可知路端電壓增大 即電壓表示數(shù)增大 因路端電壓增大 R1兩端的電壓減小 故并聯(lián)部分電壓增大 由歐姆定律可知電流表示數(shù)增大 選項A B錯誤 電路中總電流減小 所以定值電阻R1的電功率減小 選項C正確 因不知內外電阻的大小關系 所以不能確定電源的輸出功率如何變化 選項D錯誤 考點一 考點二 題型2閉合電路的圖象問題 L 規(guī)律方法閉合電路中幾種常見圖象的比較 考點一 考點二 考點一 考點二 考點一 考點二 典例2 多選 如圖所示 直線A是電源的路端電壓和電流的關系圖線 直線B C分別是電阻R1 R2的兩端電壓與電流的關系圖線 若將這兩個電阻分別接到該電源上 則 A R1接在電源上時 電源的效率高B R2接在電源上時 電源的效率高C R2接在電源上時 電源的輸出功率大D 電源的輸出功率一樣大思維點撥電源U I圖線與電阻的U I圖線的交點 表示電阻接在該電源上時的工作狀態(tài) 可讀出電阻兩端的電壓和電流 算出電源的輸出功率 進而比較大小 電源的總功率為P EI 根據(jù)電流的大小即可進行比較 電源的效率等于電源輸出功率與電源總功率的百分比 根據(jù)效率的定義 找出效率與電源路端電壓的關系 由圖讀出路端電壓 就能求出效率 AC 考點一 考點二 解析電源的效率 當I相同時 UB UC 故R1接在電源上時 電源的效率高 A正確 B錯誤 將電阻接在電源上 電阻的U I圖象與電源兩端電壓與電流關系圖象的交點 表示將這個電阻接到此電源上時電源的輸出電壓和電流 從圖象中只可看出電流的數(shù)值 由于圖線的斜率等于電阻的阻值 由圖象可知 R2與電源的內阻相等 所以R2接在電源上時 電源的輸出功率大 C正確 D錯誤 考點一 考點二 3 2018江西仿真模擬 電源的效率 定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比 在測電源電動勢和內電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖所示 圖中U為路端電壓 I為干路電流 a b為圖線上的兩點 相應狀態(tài)下電源的效率分別為 a b 由圖可知 a b的值分別為 A 考點一 考點二 4 多選 2018湖南長沙雅禮中學二模 在如圖甲所示的電路中 電源的電動勢為E 內阻為r R1為定值電阻 R2為滑動變阻器 閉合開關S 在滑動變阻器的滑動觸頭P滑動的過程中 四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化 圖乙中三條圖線分別表示了三個電壓表示數(shù)的變化情況 則下列說法正確的是 A 圖線a表示的是電壓表V1的示數(shù)的變化情況B 圖線c表示的是電壓表V2的示數(shù)的變化情況C 此過程中電壓表V1示數(shù)的變化量 U1和電流表A示數(shù)的變化量 I的比值的絕對值變大D 此過程中電壓表V3示數(shù)的變化量 U3和電流表A示數(shù)的變化量 I的比值的絕對值不變 BD 考點一 考點二 考點一 考點二 交變電流的分析與計算題型1交變電流的產(chǎn)生及四值 L 方法技巧解決交變電流的問題要注意以下幾點1 理解幾個特殊位置的磁通量 磁通量的變化率 感應電動勢及感應電流方向的特點 1 與中性面重合時 S B 最大 0 e 0 i 0 電流方向將發(fā)生改變 2 與中性面垂直時 S B 0 最大 e最大 i最大 電流方向不變 2 區(qū)分交變電流的峰值 瞬時值 有效值和平均值 3 確定交變電流中電動勢 電壓 電流的有效值后就可以運用直流電路的規(guī)律處理交流電路中的有關問題 考點一 考點二 4 交變電流瞬時值表達式書寫的基本思路 1 確定正弦式交變電流的峰值 根據(jù)已知圖象或由公式Em nBS 求出相應峰值 其中 2 f 2 n 2 明確線圈的初始位置 找出對應的函數(shù)關系式 若線圈從中性面開始計時 則e t圖象為正弦函數(shù) e Emsin t 若線圈從垂直中性面開始計時 則e t圖象為余弦函數(shù) e Emcos t 考點一 考點二 典例3 2018天津實驗中學模擬 如圖甲所示 一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸OO 以恒定的角速度 轉動 當從線圈平面與磁場方向平行時開始計時 線圈中產(chǎn)生的交變電流按照圖乙所示的余弦規(guī)律變化 則在時刻 A 線圈中的電流最大B 穿過線圈的磁通量為零C 線圈所受的安培力為零D 穿過線圈磁通量的變化率最大 C 考點一 考點二 考點一 考點二 5 多選 2018河南中原名校四模 如圖甲為小型交流發(fā)電機的原理圖 發(fā)電機的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸OO 勻速轉動 從t 0時刻開始 通過矩形線圈的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示 已知線圈的匝數(shù)n 50 線圈的電阻r 5 線圈與外電路連接的定值電阻R 45 電壓表為理想交流電表 則下列判斷正確的是 A 線圈轉動的周期為6 28sB t 0時刻線圈平面與磁感線平行C 線圈轉動過程中產(chǎn)生的最大電動勢為D 電壓表的示數(shù)為 BD 考點一 考點二 考點一 考點二 6 2018安徽安慶二模 小型手搖發(fā)電機線圈共有N匝 每匝可簡化為矩形線圈abcd 磁極間的磁場視為勻強磁場 磁感應強度大小為B 方向垂直于線圈中心軸OO 線圈繞OO 勻速轉動 如圖所示 矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應電動勢的最大值都為E0 該發(fā)電機外接負載電阻 則 A 當線圈處于中性面位置時磁通量的變化率最大B 線圈從中性面位置轉過180 過程中 線圈中磁通量的變化量為零C 線圈轉動過程中電動勢的有效值為D 線圈轉動過程中電動勢的最大值為2NE0 D 考點一 考點二 解析當線圈處于中性面位置時磁通量最大 磁通量的變化率為零 選項A錯誤 線圈從中性面位置轉過180 過程中 線圈中磁通量的變化量為2BS 選項B錯誤 矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應電動勢的最大值都為E0 所以矩形線圈產(chǎn)生的感應電動勢的最大值是2NE0 根據(jù)正弦交變電流電動勢最大值與有效值的關系得 發(fā)電機輸出電壓有效值 則選項C錯誤 D正確 考點一 考點二 題型2理想變壓器 遠距離輸電問題解題策略策略1 明確交流電源 用電器 原線圈 副線圈及負載的串并聯(lián)情況 策略2 分清涉及理想變壓器動態(tài)分析的兩類情況 1 負載電阻不變 討論變壓器原 副線圈兩端的電壓 電流 電功率等隨匝數(shù)比的變化情況 2 匝數(shù)比不變 討論變壓器原 副線圈兩端的電壓 電流 電功率等隨負載電阻的變化情況 3 不論哪種情況 要注意兩點 1 根據(jù)題意分清變量和不變量 2 弄清 誰決定誰 的制約關系 對電壓而言 輸入決定輸出 對電流 電功 率 而言 輸出決定輸入 考點一 考點二 典例4 2018天津卷 教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流 利用該發(fā)電機 內阻可忽略 通過理想變壓器向定值電阻R供電 電路如圖所示 理想交流電流表A 理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I U R消耗的功率為P 若發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼?則 思維點撥根據(jù)公式Em nBS 分析電動機產(chǎn)生的交變電流的最大值以及有效值 頻率的變化情況 根據(jù)判斷原副線圈中電流 電壓的變化情況 根據(jù)副線圈中功率的變化判斷原線圈中功率的變化 B 考點一 考點二 考點一 考點二 方法技巧本題考查了交流電最大值 有效值 頻率 變壓器等 需要知道交流電路中電表的示數(shù)為有效值 在理想變壓器中 恒有 副線圈消耗的功率決定了原線圈的輸入功率 考點一 考點二 7 多選 2018山東青島二模 如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖 變壓器均為理想變壓器 發(fā)電機輸出功率為20kW 在輸電線路上接入一個電流互感器 其原 副線圈的匝數(shù)比為1 10 電流表的示數(shù)為1A 輸電線的總電阻為10 則下列說法正確的是 A 采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流B 升壓變壓器的輸出電壓U2 2000VC 用戶獲得的功率為19kWD 將P下移 用戶獲得的電壓將增大 BC 考點一 考點二 考點一 考點二 8 2018福建龍巖質檢 如圖所示 理想變壓器原 副線圈分別接有額定電壓相同的白熾燈泡a b和c 燈泡a b c規(guī)格相同 當原線圈輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時 三只燈泡均能正常發(fā)光 下列說法正確的是 A 原 副線圈匝數(shù)比為10 1B 此時a燈和b燈的電流比為2 9C 此時a燈和b燈的電功率之比為1 9D 此時a燈和b燈的電阻比為9 1 B 考點一 考點二 考點一 考點二 9 2018江蘇卷 采用220kV高壓向遠方的城市輸電 當輸送功率一定時 為使輸電線上損耗的功率減小為原來的 輸電電壓應變?yōu)?A 55kVB 110kVC 440kVD 880kV C