2022届高考物理二轮复习 4.1 直流电路与交流电路 讲义.docx

1、专题四 电路与电磁感应第1讲 直流电路与交流电路 讲义基本知能：考点一| 直流电路的分析与计算1直流电路动态分析的3种方法(1)程序法R局I总 U内I总rU外EU内确定U支、I支。(2)结论法“串反并同”(电源内阻不能忽略)“串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它直接串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)。“并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它直接并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)。(3)极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论。2求解功率最大值问题的2点技巧(1)定值电阻的功率

2、：P定I2RR为定值电阻，P定只与电流有关系，当R外最大时，I最小，P定最小，当R外最小时，I最大，P定最大。(2)电源的输出功率：P出。当R外r时，P出最大。典例1(2021山东省济宁市高三上学期1月期末)如图所示，R1、R2和R3都是定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是两理想电压表，闭合开关，当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，下列说法中正确的是()A电压表V1示数减小B电压表V2示数增大C电阻R2消耗的电功率增大D电压表V1示数的变化量U1的绝对值小于电压表V2示数的变化量U2的绝对值D当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，R接入电路的阻值减少，总电阻减少，所以总电流变大

3、，则内电压和R1两端的电压增大，所以 R2两端的电压减小，再根据部分电路的欧姆定律，通过R2的电流减小了，根据并联电路电流的特点，通过R3这部分支路的电流变大，则R3两端的电压变大，电压表V1示数变大，R两端的电压减小，电压表V2示数减小，故A、B错误；由以上分析可知，通过R2的电流减小了，所以电阻R2消耗的电功率减少，故C错误；通过以上分析可知，R2两端的电压等于R3两端的电压与R两端的电压之和，R2两端的电压减小，即R3两端的电压与R两端的电压之和减小了，而R3两端的电压增大，所以R两端的电压减小的值大于R3两端电压增大的值，故D正确。感悟：闭合电路动态分析的三点注意(1)引起电路变化的原

4、因：电阻变化、开关的通断。(2)电容器的特点：电路稳定后，电容器所在支路电阻无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电。(3)二极管的特点：具有单向导电性。考点二| 交流电路的分析与计算1两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时，SB，最大，0，e0，i0，电流方向将发生改变。(2)线圈平面与中性面垂直时，SB，0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变。2正弦交流电“四值”的应用典例2图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接

5、灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是()甲乙A线圈是从垂直中性面位置开始计时的B电动势表达式为e6sin 50t(V)C电流方向每秒改变50次D理想电压表示数为5.4 VD电动势随时间的变化规律从零开始，说明线圈从中性面开始转动，磁通量最大，瞬时电动势为零，故A错误；电动势的最大值为Em6 V，而100 rad/s，则电动势表达式为eEmsin t6sin 100t(V)，故B错误；线圈每转一圈，电流改变两次方向，则电流方向每秒改变了100次(2f100)，故C错误；理想电压表示数为路端电压的有效值，有UV V5.4 V，故D正确。感悟：解决交变电流问题的三点注意(1)注意区分交变电流的最大值、

6、瞬时值、有效值和平均值，其中最大值是瞬时值中的最大值，有效值是以电流的热效应等效来定义的。(2)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式EmNBS求出相应峰值，其中2f2n。(3)与电磁感应问题一样，求解与电功、电热相关的问题时，要用有效值；而求解通过导体某横截面的电荷量时，要用平均值。考点三| 理想变压器及远距离输电1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。2理想变压器问题分析技巧(1)根据题意分清变量和不变量；(2)弄清“谁决

7、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。3远距离输电问题的解题关键(1)整个输电线路由三个回路组成，回路间通过变压器建立联系(如图所示)。(2)关键是通过分析，利用题目条件，首先求出中间回路的电流I2，则UI2R，PIRUI2。典例3(多选)(2021四川省德阳市高三下学期5月三诊)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为13，正弦交流电源电压为U12 V，电阻R12 ，R216 ，滑动变阻器R3最大阻值为40 ，滑片P处于中间位置，则下列说法中正确的是()AR1与R2消耗的电功率之比89B通过R1的电流为2 AC若向下移动滑片P，电压表读数将变大D若向

8、下移动滑片P，电源输出功率将变大BC理想变压器原副线圈匝数之比为13，可知原副线圈的电流之比为31，根据PI2R可知R1与R2消耗的电功率之比为98，选项A错误；设通过R1的电流为I，则副线圈电流为I，初级电压UIR1122I，根据匝数比可知次级电压为3(122I)，则有R2R3m36 ，解得I2 A，选项B正确；若向下移动P，则R3电阻增大，次级电流变小，初级电流也变小，根据PIU可知电源输出功率将变小；电阻R1的电压变小，变压器输入电压变大，次级电压变大，电压表读数将变大，选项C正确，D错误。考点四| 新情境探究 以家用灯暖型浴霸为背景考查交流电路问题案例1(多选)(2021山西高三模拟)

9、家用灯暖型浴霸的电路如图所示，其中照明灯额定电压为220 V、额定功率为44 W；四只相同的取暖灯额定电压均为220 V、额定功率均为440 W；排气扇电机的内阻为1.2 。当将浴霸接入u220sin 100t(V)的交流电路中时，闭合全部开关后各用电器均正常工作，此时通过保险丝的电流为8.6 A。以下判断中正确的是()A交流电的频率为50 HzB排气扇电机的输出功率为88 WC闭合全部开关，浴霸的总功率为2 675 WD只闭合S1、S4，通过保险丝的电流为0.6 AAD根据u220sin 100t(V)，可得交流电的频率为f Hz50 Hz，故A正确；照明灯电流I10.2 A，取暖灯电流I2

10、2 A，则通过排气扇的电流为I3II14I20.4 A，排气扇电机的输出功率为PI3UIr87.808 W，排气扇功率P3I3U88 W，故浴霸的总功率为P总44 W4440 W88 W1 892 W，故B、C错误；只闭合S1、S4，通过保险丝的电流为II1I30.6 A，故D正确。 以浮桶式波浪发电灯塔为背景考查交变电路问题案例2(多选)一浮桶式波浪发电灯塔的原理如图甲所示，浮桶内的磁体由支柱固定在暗礁上，内置线圈与R15 的灯泡相连，随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动且始终处于磁场中，其运动速度v0.8 sin(t) m/s。浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中阴影部分)，其截面如图乙所示，

11、匝数N100的圆形线圈所在处辐射磁场的磁感应强度大小恒为B0.2 T，线圈的直径D0.4 m，总电阻r1 。取210。则下列说法正确的是()A线圈中产生电动势的瞬时值为e64sin(t) VB灯泡中电流的瞬时值为i4sin(t) AC灯泡两端电压的有效值为30 VD灯泡的电功率为240 WABC线圈在磁场中切割磁感线，产生的电动势为：EmaxNBlvmax lD联立得：EmaxNBDvmax1000.20.40.8 V64 V则波浪发电产生电动势e的瞬时表达式：eEmaxsin(t)64sin(t)V，故A正确；根据闭合电路欧姆定律得：i4sin(t) A，故B正确；灯泡电流的有效值为I A2

12、 A，则灯泡电压的有效值为UIR215 V30 V，故C正确；灯泡的电功率为PI2R(2)215 W120 W，故D错误。 以手机无线充电为背景考查变压器问题案例3(多选)(2021天津高三模拟)科技改变生活，如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220 V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为n1, 受电线圈的匝数为n2，且n1n2101。两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为1.8 V，流过手机的电流为1 A，则下列说法正确的是()A受电线圈cd两端

13、的输出电压为22 VB充电时，两线圈上所接电阻的阻值R20 C充电时，与送电线圈相连的电阻R两端的电压为20 VD充电时，受电线圈cd两端的输出电压为21.8 VBD因为ab端输入电压为220 V，由于送电线圈中的电阻R会分压，故送电线圈两端电压小于220 V，则根据匝数比等于电压比可知，受电线圈cd两端的输出电压小于22 V，A错误；由题意可知U21.8 V1 AR，送电线圈的电流为I1I20.1 A，则送电线圈两端电压U1UI1R220 V0.1 AR，根据，可得R20 ，B正确； 充电时，与送电线圈相连的电阻R两端的电压为URI1R2 V，C错误；充电时，受电线圈cd两端的输出电压为U21.8 V120 V21.8 V，D正确。