高中物理二輪復(fù)習(xí)直流電與交流電

1、專題四電路和電磁感應(yīng)第一講 直流電路與交流電路何潔知識主干一、電功和電熱電功 W= qU= UIt ;電熱 Q= I 2Rt.(1)對純電阻電路，電功等于電熱，即電流流經(jīng)純電阻電路，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)山2U2能，所以 W= Q= UIt = I 2Rt = -Rt.(2)對非純電阻電路(如電動機(jī)和電解槽)，電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為其 他形式的能(如機(jī)械能或化學(xué)能等)，所以電功必然大于電熱，即 W>Q這時電功只能用 W UIt計算，電熱只能用 Q= I 2Rt計算，兩式不能通用.(3)電流流經(jīng)純電阻電路，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；流經(jīng)非純電阻電路，消耗的 電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)

2、能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能.(4) 電源的功率與效率電源的功率P：也稱為電源的總功率，是電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功 率，計算式為：P= IE電源內(nèi)阻消耗功率 P內(nèi)：是電源內(nèi)阻的熱功率，也稱為電源的損耗功率，計算 式為：P= 12r .P#= IU 外計算式為：電源的輸出功率 P外：外電路上消耗的功率，電源的效"=巴= UL=U率：RE2-Z2(R r)E2(R-r)2 4rRP EI E電源的輸出功率與外電阻R的關(guān)系：2=UI因此可知當(dāng)電源內(nèi)外電阻相等時，輸出功率最大。當(dāng)R>r時，隨著R的增大輸出功率越來越小.當(dāng)R< r時，隨著R的增大輸出功率越來越大.當(dāng)R由小

3、于r增大到大于r時，隨著R的增大輸出功率先增大后減小 (非單調(diào)變化).4.含容電路的分析技巧電容器兩極板間的電壓等于與電容器并聯(lián)的電阻兩端的電壓，與電容器串聯(lián)的電阻兩 端的電壓一定為零(有阻無流，則無電壓).二、交變電流交變電流的“四值”瞬時值最大值平均值后效值重要關(guān)系式e=E)sin wti=I nsin wtE=nBSwE=n A6困_1 .1 .E= _FEnU= Un2222I =I m.平應(yīng)用范圍計算閃光電器的閃光時間等計算電容器的耐壓值計算通過導(dǎo)體的電荷量計算交流電通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量、電功以及確定熔絲的熔斷電流三、變壓器和遠(yuǎn)距離輸電(1)變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系功率關(guān)系R=F2

4、電壓關(guān)系黑與負(fù)載、副線圈的個數(shù)多少無關(guān) U2 n2電流關(guān)系(1)只有一個副線圈： 12 n1(2)多個副線圈：U1I尸U2I 2+U3I 3+UI n(2)遠(yuǎn)距離輸電的幾個基本關(guān)系:若升壓變壓器輸出功率為P,輸出電壓為 U,降壓變壓器彳#到功率為 P',電壓為U',P U -U則：輸電電流 I =P=U一U %輸電線損耗功率P損=P P' = I 2r線=(U -U ) = I (U U ') R.9 一 PP2一由P耗=I R線及I =一可推信P損=-2 RiUU 2由知，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電導(dǎo)線上損耗功率減少到原來的考情分析直流電路部分主要考查電路

5、的簡化，動態(tài)分析，電路故障的分析與判斷，含容電路的 分析，直流電路中的能量轉(zhuǎn)化問題等等。交流電路部分主要考查交變電流的產(chǎn)生和描述， 交流電四值、變壓器的規(guī)律，遠(yuǎn)距離輸電等知識點(diǎn)。從高考的考查重點(diǎn)不難看出，掌握電 路的基本結(jié)構(gòu)和基本規(guī)律是應(yīng)對本內(nèi)容的關(guān)鍵?？键c(diǎn)一直流電路的分析例1.如圖，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn) P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影 響，R的阻值和電源內(nèi)阻相等。當(dāng)滑動變阻器R的滑片向b端移動時，則( B )A.電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小B.電源的輸出功率逐漸增大C.質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動D. R上消耗的功率逐漸增大考點(diǎn)二交變電流的產(chǎn)生及描述例2.如圖所示，KLMN是一個豎直

6、的矩形導(dǎo)線框，全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框的水平邊長為a,豎直邊長為b,線框繞某一豎直固定軸以角速度為3勻速轉(zhuǎn)動,在MNi與磁場方向白夾角達(dá)到300時，下面結(jié)論正確的是( BC )A.此時線框中電流方向是由M指向NB.此時產(chǎn)生的瞬時電動勢為 一BwabC.此時穿過線框的磁通量為 -BabD.此時ML邊所受安培力方向垂直紙面向里例3. 一個匝數(shù)為100匝，電阻為0.5 的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時刻起穿過線圈的磁通量按圖示規(guī)律變化。則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為（B ）A."AB .-AC. 6AD. 5A考點(diǎn)三對變壓器和遠(yuǎn)距離輸電的考查例4

7、.如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比ni :窕=22 ： 5,電阻R=F2=25Q , D為理想二極管，原線圈接u=220 J2 sin100 Ttt(V)的交流電。貝 ( C )A.交流電的頻率為 100Hz B .通過Ri的電流為2，2aC.通過R2的電流為 J2 A D .變壓器的輸入功率為 200W例5.某發(fā)電站的發(fā)電機(jī)輸出交流電壓為5 00 V,輸出電功率為 50 kW,用電阻 為3 的輸電線向遠(yuǎn)處用戶送電，要求輸電線上損失的電功率是輸送功率的0.6%,則發(fā)電站要安裝一個升壓變壓器，到達(dá)用戶前再用降壓變壓器變?yōu)?20 V供用戶使用，如圖不考慮變壓器的能量損失，下列說法正確

8、的是(A )A.輸電線上的損失功率為 300WB.升壓變壓器原副線圈匝數(shù)之比為1:100C.輸電線中的電流為 100AD.降壓變壓器的輸入電壓為 4700V考點(diǎn)四交變電流的綜合問題例6.如圖所示，有一矩形線圈的面積為S,匝數(shù)為N內(nèi)阻不計，繞 OO軸在水平,方向的磁感應(yīng)弓II度為 B的勻強(qiáng)磁場中以角速度3做勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時。矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R,下列判斷正確的是（ AB ）A.矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為 e=NBSo cos w tB.矩形線圈從圖示位置經(jīng)過兀/時間時，通過電流表的電荷量為 0C.當(dāng)P位

9、置不動尺增大時，電壓表讀數(shù)也增大D.當(dāng)P位置向上移動、R不變時，電流表讀數(shù)減小直流電路與交流電路練習(xí)題1 .如圖所示，電源電動勢E=3M小次T泡L標(biāo)有“ 2V、0.4W',開關(guān)S接1,當(dāng)變阻器調(diào)到 R=4C時，小燈泡L正常發(fā)光；現(xiàn)將開關(guān)S接2,小燈泡L和電動機(jī)M均正常工作。則（AD ）A.電源內(nèi)阻為1C B.電動機(jī)的內(nèi)阻為4cC.電動機(jī)正常工作電壓為1V D.電源效率約為93.3%AB是一段圓弧形的電阻，。點(diǎn)2 .某同學(xué)設(shè)計了一個測定列車加速度的儀器，如右圖所示.為其圓心，圓弧半徑為 r.O點(diǎn)下用一電阻不計的金屬線懸掛著一個金屬球，球的下部與AB接觸良好且無摩擦.A、B之間接有內(nèi)阻不計

10、、電動勢為9 V的電池，電路中接有理想電流表A,。B間接有一個理想電壓表 V.整個裝置在一豎直平面內(nèi)，且裝置所在平面與列車前 進(jìn)的方向平行.下列說法中正確的有（D ）A.從圖中看到列車一定是向右加速運(yùn)動B.當(dāng)列車的加速度增大時，電流表和電壓表的讀數(shù)均增大C.若電壓表顯示3 V ,則列車的加速度為0.5gD.如果根據(jù)電壓表示數(shù)與列車加速度的一一對應(yīng)關(guān)系將電壓表改制成一個加速度表，則加速度表的刻度是不均勻的3. 一個小型電熱器若接在愉出電壓為正弦交流電源上，其消耗的電功率為10V的直流電源上.消耗電功率為P;若把它接在某個P 一-O如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的2最大值為（C ）A .

11、5VB.5,2 V C .10VD.104.用電壓為380 V的正弦式交流電給額定電壓為220 V的電燈供電，下列不可能使電燈正常發(fā)光的是（D ）5.如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4 ： 1.原線圈接入一電壓為u=U）sin 3 t的交流電源，副線圈接一個 R= 27.5 Q的負(fù)載電阻.若U=220&V, 3 = 100 兀 Hz,則下述結(jié)論正確的是（AC ）A.副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 VB.副線圈中輸出交流電的周期為s100 7tC.原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 A.原線圈中的輸入功率為 110v 2 WT的水平勻強(qiáng)磁場6.如圖所示，匝數(shù)為 100匝的矩形線圈abcd處于磁感

12、應(yīng)強(qiáng)度 B=中，線圈面積 S=0.5m2,內(nèi)阻不計；線圈繞垂直于磁場的軸OO以角速度 =10兀rad/s勻速轉(zhuǎn)動；線圈通過金屬滑環(huán)與理想變壓器原線圈相連，變壓器的副線圈接人一只“12V, 12W的燈泡，燈泡正常發(fā)光，下列說法中正確的是（A.通過燈泡的交變電流的頻率是50 HzB.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10: 1C.矩形線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為120 VD.若將該燈泡更換為“ 12 V, 24 W的燈泡且保證其正常發(fā)光，需要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速7 .理想變壓器原副線圈匝數(shù)比 m： n2 = 2 ： 1,且分別接有相同的電阻，如圖所示，若電源電 壓為U則副線圈的輸出電壓 （C ）UU23A.

13、2B , 3C , 5U D . 4U8 .圖中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比 m：山=4： 1,原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻 科目連組成閉合回路.當(dāng)直導(dǎo)線A騎勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁線運(yùn)動時，電流表的讀數(shù)是12mA那么班的讀數(shù)為（A ）A.0 B.3mAC.48mAD.與Rt大小有關(guān)9 .邊長為L、匝數(shù)為NI,電阻不計的正方形線圈 abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中繞轉(zhuǎn) 軸OO轉(zhuǎn)動，軸OO'垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原副線圈 的匝數(shù)分別為 m和n2.線圈以恒定角速度 o轉(zhuǎn)動，下列判斷正確的是（ AD ）A.在圖示位置時線框中磁通量為零，

14、感應(yīng)電動勢最大B.當(dāng)可變電阻 R的滑片P向上滑動時，電壓表 V2的示數(shù)變大C.電壓表Vi示數(shù)等于NB6L2D.變壓器的輸入與輸出功率之比為1: 1近幾年全國高考題賞析2；10. （2011年高考全國卷新課標(biāo)版17題）如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1 ：副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V,額定功率為22W原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則（A ）A. U=110V, I =0.2AB. U=110V, I =0.05AC. U=110 2 V, I =0.2AD . U=110J2V, I =0.2 J2 A11. （2012年高考全國卷新課標(biāo)版17題）自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線 圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。己知變壓器線圈總匝數(shù)為 1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為 220V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負(fù)載R上的功率為2.0 kW。設(shè)此時原線圈中電流有效值為I ,負(fù)載兩端電壓的有效值為U2,且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為（B ）HrA . 380V 和 5.3A B. 380V 和 9.1A C . 240V 和 5.3AD. 2