2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題四 電路與電磁感應(yīng) 第12講 直流電路與交流電路學(xué)案.docx
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第12講直流電路與交流電路 主干知識(shí)體系 核心再現(xiàn)及學(xué)科素養(yǎng) 知識(shí)規(guī)律 (1)閉合電路的歐姆定律． I＝，E＝U＋I(xiàn)r E＝U內(nèi)＋U路 (2)電功率：P＝IU.P＝I2R＝(純電阻) (3)交變電流的“四值”． ①最大值：Em＝nBSω. ②瞬時(shí)值：e＝Emsin ωt. ③有效值：由電流的熱效應(yīng)定義． ④平均值：＝n. (4)理想變壓器的四個(gè)基本關(guān)系． ①功率關(guān)系：P入＝P出． ②電壓關(guān)系：＝. ③電流關(guān)系：＝. ④頻率關(guān)系：f1＝f2. 思想方法 (1)物理思想：等效思想、守恒思想. (2)物理方法：假設(shè)法、整體法、隔離法、代換法、比值定義法. 1．(2018全國(guó)Ⅱ卷，16)一電阻接到方波交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)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(gè)周期內(nèi)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( ) A．1∶ B.∶1 C．1∶2 D．2∶1 D [由有效值概念知，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生熱量Q方＝＋＝T，Q正＝T＝T＝T，故知Q方∶Q正＝2∶1.] 2．(2018天津卷，4)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流．利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過(guò)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(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的，則( ) A．R消耗的功率變?yōu)镻 B．電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁 C．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I D．通過(guò)R的交變電流頻率不變 B [發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的，由E＝知，原線圈中輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的，頻率變?yōu)樵瓉?lái)的.根據(jù)＝，則U2變?yōu)樵瓉?lái)的，即U2＝U，則通過(guò)R的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，R消耗的功率P2＝＝P，根據(jù)＝，原線圈上的電流也變?yōu)樵瓉?lái)的，即電流表A的讀數(shù)變?yōu)镮.故選B.] 3．(2016高考全國(guó)卷Ⅰ，16)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 Ω、1 Ω和4 Ω，為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定．當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為( ) A．2 B．3 C．4 D．5 B [設(shè)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n，開關(guān)斷開時(shí)，電路如圖甲所示，原、副線圈的電流比＝＝，通過(guò)R2的電流I2＝nI，根據(jù)變壓器的功率關(guān)系得，UI－I2R1＝(nI)2(R2＋R3)；開關(guān)閉合時(shí)，電路如圖乙所示，原、副線圈的電流比＝＝，通過(guò)R2的電流I2′＝4nI，根據(jù)功率關(guān)系有U4I－(4I)2R1＝(4nI)2R2，聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)解得n＝3，選項(xiàng)B正確．] 4．(2016高考全國(guó)卷Ⅱ，17)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路．開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)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( ) A. B. C. D. C [斷開S和閉合S后等效電路分別如圖甲、乙所示． 根據(jù)串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比可得甲、乙兩圖中電容器兩極板間的電壓U1＝E，U2＝E，C所帶的電荷量Q＝CU，則Q1∶Q2＝3∶5，選項(xiàng)C正確．] 5．(2016高考全國(guó)卷Ⅲ，19) (多選)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(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光．下列說(shuō)法正確的是( ) A．原、副線圈匝數(shù)比為9∶1 B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶9 C．此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1 D．此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9 AD [設(shè)燈泡的額定電壓為U0，輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時(shí)燈泡正常發(fā)光，則變壓器原線圈的輸入電壓為9U0，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為9∶1，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由9U0Ia＝U0Ib得，流過(guò)b燈泡的電流是流過(guò)a燈泡電流的9倍，根據(jù)P＝UI，a、b燈泡的電功率之比為1∶9，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．] [考情分析] ■命題特點(diǎn)與趨勢(shì) 1．從近幾年高考試題可以看出以下特點(diǎn)：應(yīng)用串并聯(lián)電路規(guī)律、閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析，穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)含電容電路的分析，以及電路故障的判斷分析，交變電流的產(chǎn)生及“四值”，多以選擇題形式出現(xiàn)．變壓器的原理，電壓比、電流比及功率關(guān)系，變壓器的動(dòng)態(tài)分析是考查的重點(diǎn)，題型以選擇題為主． 2．2018年高考題會(huì)以部分電路歐姆定律與閉合電路歐姆定律的應(yīng)用為主線，重點(diǎn)考查電路的動(dòng)態(tài)分析與功率的計(jì)算；與日常生活、生產(chǎn)相聯(lián)系的交變電流規(guī)律、遠(yuǎn)距離輸電也可能會(huì)成為新命題點(diǎn)． ■解題要領(lǐng) 1．理解串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，閉合電路歐姆定律的含義．理解交變電流的“四值”含義和變壓器、遠(yuǎn)距離輸電的原理． 2．掌握以下應(yīng)考技法 (1)程序法；(2)等效法；(3)分析推理法；(4)守恒法. 高頻考點(diǎn)一 直流電路的分析計(jì)算 [備考策略] 1．高考對(duì)本考點(diǎn)的考查較為簡(jiǎn)單，考生失分主要原因是不按正確程序進(jìn)行分析，只關(guān)注局部，不考慮整體，解決此類問(wèn)題時(shí)注意應(yīng)用程序法分析動(dòng)態(tài)變化，并用好“串反并同”結(jié)論進(jìn)行快速判斷．需要考生學(xué)會(huì)靈活變通 2．知識(shí)概括 [命題視角] 考向1 直流電路的功率問(wèn)題 例1 (2018湖北八校二聯(lián))(多選)在如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)，L1、L2為相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，R為定值電阻，阻值為7.5 Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合后 ( ) A．L1的電阻為 Ω B．L1消耗的電功率為7.5 W C．L2的電阻為7.5 Ω D．L2消耗的電功率為0.3 W CD [S閉合后，L1兩端的電壓為3.0 V，由乙圖可知，I1＝0.25 A，故P1＝0.7 5 W，R1＝12 Ω，A、B均錯(cuò)；L2與R及電源串聯(lián)，把R和電源等效成電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻為7.5 Ω的新電源，在圖乙中作出新電源的I－U圖線，如圖，兩圖線的交點(diǎn)表示出了此時(shí)L2兩端的電壓與通過(guò)的電流的大小，由圖知U2＝1.5 V，I2＝0.2 A，所以R2＝＝Ω＝7.5 Ω，P2＝U2I2＝1.50.2 W＝0.3 W，C、D正確．] [歸納反思] 1．電路的電功率分析 ①純電阻電路：P電＝P熱＝I2R＝IU＝ ②非純電阻電路：P電＝P熱＋P機(jī)，即UI＝I2R＋P機(jī)． 2．電源的輸出功率與負(fù)載的關(guān)系分析 ①當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大，為Pm＝； ②當(dāng)R>r時(shí)，隨著R的增大，電源的輸出功率越來(lái)越??； ③當(dāng)R下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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