2018届高三物理二轮复习课件：专题四 电路与电磁感应 1-4-12 精品

解析 S 闭合后，L1 两端的电压为 3.0 V，由乙图可知，I1＝ 0.25 A，故 P1＝0.75 W，R1＝12 Ω，A、B 均错；L2 与 R 及电源 串联，把 R 和电源等效成电动势为 3 V，内阻为 7.5 Ω 的新电源， 在图乙中作出新电源的 I-U 图线，如图，两图线的交点表示出了 此时 L2 两端的电压与通过的电流的大 小，由图知 U2＝1.5 V，I2＝0.2 A，所 以 R2＝UI22＝10..52 Ω＝7.5 Ω，P2＝U2I2 ＝1.5×0.2 W＝3 W，C、D 正确．
3．交流电“四值”的应用 (1)最大值：分析电容器的耐压值． (2)瞬时值：计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情 况． (3)有效值：电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝 的熔断电流． (4)平均值：计算通过电路截面的电荷量．
命题视角 考向 1 交变电流的“四值” [例 4] (多选)在垂直纸面向里的方向上 有一范围足够大的匀强磁场，一单匝矩形线圈 垂直于磁场放置，t＝0 时刻线圈由图示的位置 开始以线圈的 cd 边为轴匀速转动，周期为 T， 角速度为 ω，当经过1T2时线圈中的感应电流大 小为 I，已知线圈的总电阻为 R，线圈的面积为 S.则下列说法正 确的是( BCD )
2. (2017·湖南衡阳二模)(多选)如图所示的电路中，电源的电 动势 E 和内阻 r 一定，A、B 为平行板电容器的两块正对金属板， R1 为光敏电阻．当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时，闭合开关 S，此时 电流表 A 和电压表 V 的示数分别为 I 和 U.以下说法正确的是 ( BD )
电阻与电源内阻的关系未知，无法确定电源的输出功率如何变化，
故 D 错误．
答案 A
1．闭合电路动态变化的原因 (1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻 一定增大(或减小)． (2)若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键 的通断使并联的支路增多，总电阻减小． (3)热敏电阻或光敏电阻的阻值变化．
有效值为 I′＝ER＝ 22BRSω＝ 2I，最大值为 2I，A 错误，B 正确；
从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量为 q＝ I
Δt＝
E R
Δt＝RΔΔΦtΔt＝ΔRΦ＝BRS＝2ωI，C
正确；线圈转过一周的过程
BSω2
中，产生的热量 Q＝ER2t＝
专题四 电路与电磁感应
第 12 讲 直流电路与交流电路
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核心再现及学科素养
(1)闭合电路的欧姆定律．
I＝R＋E r，E＝U＋I·r E＝U 内＋U 路 (2)电功率：P＝IU.P＝I2R＝UR2(纯电阻) (3)交变电流的“四值”． ①最大值：Em＝nBSω. ②瞬时值：e＝Emsin ωt. 知识规 ③有效值：由电流的热效应定义． 律 ④平均值： E ＝nΔΔΦt . (4)理想变压器的四个基本关系． ①功率关系：P 入＝P 出．
2．电源的输出功率与负载的关系分析 ①当 R＝r 时，电源的输出功率最大，为 Pm＝E4r2； ②当 R>r 时，随着 R 的增大，电源的输出功率越来越小； ③当 R<r 时，随着 R 的增大，电源的输出功率越来越大； ④当 P 出<Pm 时，每个输出功率对应两个外电阻阻值 R1 和 R2， 且 R1R2＝r2.
答案 CD
考向 2 直流电路的动态分析 [例 2] 将阻值为非线性变化的滑动变阻器 R2 接入图甲的电 路中，移动滑动变阻器滑动触头改变接入电路中的电阻丝长度 x(x 为图中 a 点与滑动触头之间的距离)，定值电阻 R1 两端的电压 U1 与 x 间的关系如图乙，a、b、c 为滑动变阻器上等间距的三个点， 电路中的电流表和电压表均为理想电表，当滑动触头从 a 点移动 到 b 点和从 b 点移动到 c 点的这两个过程中，下列说法正确的是 (A )
电容器极板间的距离，根据公式 C＝4επrkSd可得电容器电容减小， 由于电容器两端的电压恒定，根据 Q＝CU，故电荷量减少，B 正 确；若仅用更强的光照射 R1，则 R1 阻值减小，电路总电阻减小， 电流增大，故电流表示数增大，所以路端电压减小，即电压表示
数减小，根据公式 C＝QU可得，U 减小，Q 也减小，C 错误；根 据闭合电路欧姆定律可得 U 变化量的绝对值与 I 变化量的绝对值 的比值表示电源内阻，所以恒定不变，D 正确．
②电压关系：UU12＝nn12. ③电流关系：II12＝nn21. ④频率关系：f1＝f2. 思想方 (1)物理思想：等效思想、守恒思想． 法 (2)物理方法：假设法、整体法、隔离法、代换法、比值定义法.
高频考点 题组冲关 真题试做 新题预测
限时规范训练
高频考点一 直流电路的分析 知能必备
1．电路的电功率分析 ①纯电阻电路：P 电＝P 热＝I2R＝IU＝UR2； ②非纯电阻电路：P 电＝P 热＋P 机，即 UI＝I2R＋P 机．
4．在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电 的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于始、末状态电容器 电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连 导线的电荷量等于始、末状态电容器电荷量之和．
题组冲关 1．在如图所示的电路中，E 为电源，电源内阻为 r，L 为小 灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，○V 为理想电压表，R1、R2 为定 值电阻，R3 为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片向上移动，则 (B ) A．电压表的示数变大 B．小灯泡消耗的功率变小 C．通过 R2 的电流变小 D．电源的内耗电压变大
由于 U＝QC，C＝4επrkSd，E＝Ud ，所以 E＝4πεrkSQ，由于极板上的电 荷量不变，而场强 E 与极板之间的距离无关，所以场强 E 不变， 液滴仍然静止，故 D 错误．
答案 C
解决含电容器的直流电路问题的一般方法 1．通过初、末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程． 2．只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当 电路稳定时，电容器对电路的作用是断路． 3．电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的 电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的 电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．
解析 当滑动变阻器的滑动触头 P 向上移动时，滑动变阻器 接入电路的电阻减小，则总电流增大，内电压及 R0 两端的电压增 大，则路端电压和滑动变阻器两端的电压都减小，由于二极管具 有单向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差不 变，故 A 错误；当热敏电阻温度降低时，其阻值增大，则由闭合 电路欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压减小，液滴仍然静止， 故 B 错误；开关 K 断开时，电容器直接接在电源两端，电容器两 端电压增大，则液滴向上运动，故 C 正确；若使电容器的上极板 向上移动，即 d 增大，则电容器电容 C 减小，由于二极管具有单 向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差增大，
A．线圈中产生的感应电流的最大值为 2I B．从图示位置开始计时，线圈产生的感应电动势瞬时值表 达式 e＝BSωsin ωt C．0～T4时间内通过线圈某一横截面的电荷量为2ωI D．0～T 时间内线圈产生的焦耳热为4πωI2R 【思路探究】 (1)交变电流最大值取决于哪几个因素？ (2)书写瞬时值表达式应注意什么？ (3)“最大值面”与“中性面”Байду номын сангаас具有什么特点？
考向 3 含电容器的直流电路 [例 3] 如图所示，R0 为热敏电阻(温度降低，其电阻增大)， D 为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻无穷大)，平行板电容 器中央有一带电液滴刚好静止，M 点接地，开关 K 闭合．下列各 项单独操作时可使带电液滴向上运动的是( C ) A．滑动变阻器 R 的滑动触头 P 向上 移动 B．将热敏电阻 R0 的温度降低 C．开关 K 断开 D．电容器的上极板向上移动
A．若仅将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动，则 I 不变，U 增大 B．若仅增大 A、B 板间距离，则电容器所带电荷量减少 C．若仅用更强的光照射 R1，则 I 增大，U 增大，电容器所 带电荷量增加 D．若仅用更强的光照射 R1，则 U 变化量的绝对值与 I 变化 量的绝对值的比值不变
解析：选 BD.电容器所在支路由于是断路，没有电流通过， 所以只有光敏电阻和电阻 R3 串联在电路中，并且电容器两端的电 压等于光敏电阻两端电压，所以若仅将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移 动，电路总电阻不变，电流不变，电压也不变，A 错误；若增大
高频考点二 交变电流的产生和描述 知能必备
1．抓牢两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大，ΔΔΦt ＝0，e＝0， i＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΔΦt 最大，e 最 大，i 最大，电流方向不改变．
2．书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 (1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式 Em＝nBSω 求出相应峰值． (2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式． ①若线圈从中性面位置开始转动，则 i-t 图象为正弦函数图 象，函数式为 i＝Imsin ωt. ②若线圈从垂直中性面位置开始转动，则 i-t 图象为余弦函数 图象，函数式为 i＝Imcos ωt.
命题视角
考向 1 直流电路的功率问题 [例 1] (2017·湖北八校二联)(多选)在如图甲所示的电路中， 电源电动势为 3.0 V，内阻不计，L1、L2 为相同规格的小灯泡， 这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R 为定值电阻，阻值为 7.5 Ω.当开关 S 闭合后( CD )
A．L1 的电阻为112 Ω B．L1 消耗的电功率为 7.5 W C．L2 的电阻为 7.5 Ω D．L2 消耗的电功率为 0.3 W
等，即电流表 A 示数变化量相等，故 A 正确；电压表 V2 的示数
U2＝E－Ir，由于电流 I 的变化量相等，且 E、r 一定，则 ΔU2 相 等，故 B 错误；电阻 R1 的功率 P1＝I2R1，ΔI 相等，而 I 减小，
则知从 a 点移到 b 点功率变化量较大，故 C 错误；由题图乙知，
U1 逐渐减小，则电路中电流减小，总电阻增大，但由于外电路总
解析：选 B.将滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入 电路的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可 得，电路中的电流减小，故 R1 两端的电压减小，并联部分电压增 大，通过 R2 的电流变大，A、C 错误；由并联电路的电流规律可 知，流过灯泡的电流一定减小，故由 P＝I2R 可知，小灯泡消耗的 功率变小，B 正确；因电路中电流减小，故电源的内耗电压减小， D 错误．
2．闭合电路动态分析的三种常用方法 (1)程序分析法：流程如下
(2)利用结论法：即“串反并同”法． ①“串反”——即某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接 串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大)； ②“并同”——即某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接 并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(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．
解析 线圈中产生的感应电动势的最大值 Emax＝BSω，从该 位置开始计时，其瞬时值表达式应为 e＝Emsin ωt＝BSωsin ωt， 故经过1T2时，线圈转过的角度为π6，则感应电流为 I＝Imaxsinπ6＝
BRSωsinπ6＝B2SRω，感应电动势的有效值为 E＝Em2ax，则感应电流的
A．电流表 A 的示数变化量相等 B．电压表 V2 的示数变化量不相等 C．电阻 R1 的功率变化量相等 D．电源的输出功率都不断增大
解析 根据欧姆定律得，电阻 R1 两端的电压 U1＝IR1，由题
图乙知，滑动触头从 a 点移动到 b 点和从 b 点移动到 c 点的两个
过程中，电压 U1 变化量相等，且 R1 一定，则知电流的变化量相