人教版高考物理二轮总复习 专题四 电路与电磁感应 第一讲 恒定电流和交变电流

解析 由题图甲可知,tA点对应的电阻阻值较小,由闭合电路欧姆定律知对应
电路中的电流较大,故tA应标在电流较大的刻度上;而tB点对应的电阻阻值
较大,由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小,故tB应标在电流较小
的刻度上。由题图甲得R=R0+kt,其中R0为图线的纵截距,由闭合电路欧姆
定律得

I=+ +
R的滑片向右滑动的过程中(
A.电流表A1的示数变小
B.电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数变小
D.电阻R1的电功率变大
)
答案 A
解析 程序法:在滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的
电阻变大,电路总电阻变大,根据闭合电路的欧姆定律可知,干路电流变小,选项A
正确。由于干路电流变小,根据U外=E-Ir可知外电路两端的电压变大,电阻R1两
3
V。
A=1.6 A,R2 和 R 串联后与 R1 并联的阻值 R 并
=
1
1
1
+ +,代入数据得出
2
R=1 Ω,选项 B、C、D
情境剖析 本题属于应用性题目,以“理想变压器模型”为素材创设学习探
究类情境。
素养能力 本题通过变压器原理的应用,很好地考查了考生的科学思维素
养,对考生的理解能力和逻辑推理能力有一定要求。
两端电压、电功率都将增大(减小)。
方法3:极限法
适用于变阻器限流接法
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别
滑至两个极端,使电阻最大或电阻为零去讨论。
2.直流电路分析与计算时两种电路的比较
温馨提示 电动机卡住时所在电路为纯电阻电路,此时电动机内阻即为一
个普通的发热电阻,欧姆定律仍适用,电能全部转化为内能。
置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别
为n0、n1和n2,两个副线圈分别接有电阻R1和R2。当发电机线圈以角速度ω匀
速转动时,理想电流表读数为I。不计线圈电阻,下列说法正确的是(
n1 I
A.通过电阻 R2 的电流为
n2
n2 IR1
B.电阻 R2 两端的电压为 n
1
2
2NBl ω
以下判断正确的是(
A.r=10 Ω
B.r=5 Ω
C.P=45 W
D.P=22.5 W
)
答案 BD
解析 当开关 S 接 1 时,左侧变压器副线圈两端电压 U2=3×7.5 V=22.5 V,电阻
R 上的电压,即右侧变压器副线圈两端电压 U4= =10 V,电流
则右侧变压器原线圈两端电压
2 -3
,选项
0 1 2
D 错误。
情境剖析 本题属于应用性题目,以“发电机和变压器”为素材创设学习探
索类情境。
素养能力 本题通过考查交变电流的产生和变压器原理,考查了考生模型
构建、科学推理等科学思维素养,对考生的理解能力、模型构建能力和逻
辑推理能力有较高要求。
高频考点•能力突破
考点一
直流电路的基本概念和规律
所在支路电流,电压表测并联部分电压
破题:本题考查闭合电路的动态分析,识别电路结构、明确各电表测量哪部
分电路的物理量是解答本题的关键。
思考在典例1中,在滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中,电压表示数的

变化量ΔU与电流表A1示数的变化量ΔI1的比值
1
将会怎样变化?
答案 保持不变。根据闭合电路欧姆定律得E=U+I1(R1+r),变式得
【命题点点拨】
命题点
解答指引
1.闭合电路的动态分析
可用程序法、结论法或极限法解答
注意分清纯电阻电路和非纯电阻电路的能量转
2.直流电路的分析与计算
化关系
解题时要首先明确图像性质,尤其是斜率、截距、
3.闭合电路的图像问题
极值的物理意义
【方法规律归纳】
1.闭合电路动态分析的三种常用方法
方法1:程序法
R局
2.(多选)(2020江苏卷)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如
图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时(
A.车灯的电流变小
B.路端电压变小
C.电路的总电流变小
D.电源的总功率变大
)
答案 ABD
解析 开关闭合时,车灯变暗,故流过车灯的电流I灯变小,选项A正确。电路
的路端电压为U路=U灯=I灯R灯,I灯变小,路端电压变小,选项B正确。总电流
内
即干路电流为 I 干=

=
-路

,U路减小,干路电流增大,选项C错误。电源总
功率为P总=EI干,I干增大,总功率变大,选项D正确。
情境剖析 本题属于应用性题目,以“汽车发动机、车灯电路”为素材创设
日常生活类情境。
素养能力 本题通过考查闭合电路的动态分析,能较好提升考生模型构建、
动车的速度为
,解得
4
I=3 A,则 R 上的功
情境剖析 本题属于应用性题目,以输电能耗演示电路为素材创设学习探
索类问题情境。
素养能力 本题通过考查变压器原理和远距离输电问题,考查了考生模型
构建、科学推理等科学思维素养,对考生的理解能力、模型构建能力和逻
辑推理能力有一定要求。
5.(多选)(2021河北卷)如图所示,发电机的矩形线圈长为2l、宽为l,匝数为N,放
,;g +

,可知t与I是非线性关系,故只有
t= −


情境剖析 本题属于应用性、创新性题目,以“简易温度计改装”为素材创
设学习探索类情境。
素养能力 本题通过闭合电路欧姆定律的应用很好地考查了考生的科学思
维素养,对考生的理解能力、逻辑推理能力和分析综合能力有一定要求。
1
50
,重力加速度g取10 m/s2,机
械效率是输出功率占输入功率的百分比。不考虑其他损耗,下列说法正确
的是(
)
A.驱动电机的输入功率为3 000 W
B.电动车的机械功率为2 500 W
C.驱动电机的内阻为3 Ω
D.驱动电机的机械效率为85%
答案 AC
解析 驱动电机的输入功率为 P 入=UI=300×10 W=3 000 W,选项 A 正确。电
短路
P 出-R
E2
P 出=
2R
(r+R)
图线
E
I= ,P 出=0
r
断路 I=0,P 出=0
当
R1R2=r2
E2
R=r 时,P 出最大,P 出= 4r
类型 公式
图像
特例
短路
P 出-I
图线
P 出=EI-I2r
E
I= r ,P
=0
出
断路 I=0,P 出=0
当
E
I= 时,P
2r
最大,P
出
E2
出=
4r
[典例1](2021四川绵阳模拟)(命题点1)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器
端的电压U1=IR1变小,则并联部分电路两端的电压变大,即电压表V的示数变大,
通过电阻R2的电流变大,即电流表A2的示数变大,选项B、C错误。根据P1=I2R1可
知,电阻R1不变,通过R1的电流变小,则电阻R1的电功率变小,选项D错误。
结论法:根据“串反并同”,在滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中,R变大,与之
4.(多选)(2021山东卷)输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线
圈匝数比为1∶3,输入电压为7.5 V的正弦式交变电流。连接两理想变压器
的导线总电阻为r,负载R的阻值为10 Ω。开关S接1时,右侧变压器原、副
线圈匝数比为2∶1,R上的功率为10 W;接2时,匝数比为1∶2,R上的功率为P。
C.n0 与 n1 的比值为 IR
1
2
2NBl ωI(n1 +n2 )
D.发电机的功率为
n0
)
答案 BC
解析
1
由
2
=
1
2
=
1
2 1
2
可得
U
,则通过
R
2=
2 的电流为 I2=
2
1
2
=
2 1
,选项
A
1 2
错误,B 正确。发电机产生交变电流的最大值为 Em=NBSω=2NBl2ω,有效值
流表的刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简易温度计。下列说法正
确的是(
)
A.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
B.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
甲
C.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
D.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
乙
答案 B
3.闭合电路的五种常见图像
类型
公式
图像
特例
E
R=0,I= ,图像始端
r
I-R
图线
E
I=
R+r
短路
U-R
图线
ER
U=
r+R
短路 R=0,U=0,U 内=E
断路 R=∞,U=E,U 内=0
断路 R=∞,I=0,图像末端
类型 公式
图像
特例
短路
U-I
U=E-Ir
图线
E
R=0,I= ,U=0
r
断路 R=∞,I=0,U=E
间接串联部分的电流、电压减小,R1的电功率变小,选项A正确,D错误。与之并
联部分的电流、电压变大,选项B、C错误。
【思维路径】
审题:
读取题干
滑动变阻器R的滑片
向右滑动的过程中
获取信息
滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大
①电路结构:滑动变阻器R右侧电阻被短路,R与R2并联
题图
后再与R1串联;②电流表A1测干路电流,电流表A2测R2

U=E-I1(R1+r),即U-I1关系图像中,图线斜率k=-(R1+r),则 =-(R1+r),故保持
1
不变。
【对点训练】
1.(2021河北高三模拟)(命题点1)如图所示,电源的电动势和内阻分别为E、
r,电流表和电压表都是理想电表,闭合开关,在滑动变阻器R的滑片由a向b
移动的过程中,下列说法正确的是(
值电阻R0两端的电压。在滑片由a向b移动的过程中,并联总电阻先增大后
减小,干路总电流先变小后变大,路端电压先增大后减小,选项A、B错误。
根据E=U+Ir,知电压表V1的示数变化量大小和电流表的示数变化量大小
的比值的绝对值等于电源的内阻r,所以两表示数变化量大小的比值不变,
选项C正确。电流表测量的是干路总电流,也是流过R0的电流,根
2
据 R0=
=
Δ2
,可知电压表V
的示数变化量大小和电流表的示数变化量大
2
Δ
小的比值不变,选项D错误。
2.(多选)(2021山东高三模拟)(命题点2)某电动车总质量为6.75×103 kg,若
它匀速前进500 m用时250 s,该过程中驱动电机的输入电流I=10 A,电压为
300 V,电动车行驶时所受阻力为车总重力的
科学推理等科学思维素养,对考生的理解能力、模型构建能力和逻辑推理
能力有一定要求。
3.(2020山东卷)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3,输入
端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω,
额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值
E
I 总=
R+r
最常规的方法
U 内=I 总 r
U 外=E-U 内
确定 U 支、I 支。
最直接的方法
方法2:结论法——“串反并同”
“串反”:指某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、
两端电压、电功率都将减小(增大)。
“并同”:指某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、
)
A.电压表V1的示数一直变大
B.电流表A的示数先变大后变小
C.电压表V1的示数变化量大小和电流表的示数变化量大小的比值不变
D.电压表V2的示数变化量大小和电流表的示数变化量大小的比值变大
答案 C
解析 分析电路图可知,滑动变阻器左右两部分并联,之后与 R0串联,电压表
V1测量的是路端电压,电流表A测量的是回路总电流,电压表V2测量的是定
r= =5
3
为
2
U3= ×10
1
V=20 V,电流
1
I3= ×1
2
4
I4= =1

A,
A=0.5 A,则
Ω。当开关 S 接 2 时,设输电电流为 I,则右侧变压器副线圈中电流
2 -
0.5I;由右侧变压器两边电压关系可知
3
率 P=(0.5I)2R=22.5 W,选项 B、D 正确。
=
0.5
专题四
第一讲 恒定电流和交变电流
内
容
索
引
01
体系构建•真题感悟
02
高频考点•能力突破
03
专项模块•素养培优
体系构建•真题感悟
【知识回顾•构建网络】
【感悟高考•真题再练】
1.(2020北京卷)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这
段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电
为10 Ω。为使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为(
A.1 Ω
B.5 Ω
C.6 Ω
D.8 Ω
甲
乙
)
答案 A
解析
1
由理想变压器原、
副线圈电压关系
2
灯
小灯泡正常工作,I=
2 -灯
=


=
24
15
1
,根据并联关系有
并
错误,A 正确。
=
1
220V
得,
2
2
=
22
,求出
U
2=30
m
E=
2
=
0
2
2NBl ω,
1
=

1
=
22
,选项
1
C 正确。根据 P 入=P 出,由于发电机
线圈没有内阻,也就是其功率等于副线圈两用电器的功率之
2
2 2 2


和,P=I2R1+ 2 =I2R1+ 2 2 1
2
1 2
=
22 (1 2 2 +2 2 1 )