第一部分 专题四 第一讲 直流与交流电路

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二轮复习专题4第1讲直流电路和交流电路课件(42张)

二轮复习专题4第1讲直流电路和交流电路课件(42张)
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(3) 远距离输电常用关系式(如图所示)
①功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P线+P3. ②电压损失:U损=I2R线=U2-U3. ③输电电流:I 线=UP22=UP33=U2R-线U3. ④输电导线上损耗的电功率:P 损=I 线 U 损=I2线_R 线=UP222R 线.
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增大,故 A 错误;R0 两端的电压为 U0=I2R0,用户得到的电压为 U3=
U2-U0,当用户增多时,I2 增大,U0 增大,所以 U3 减小,为使用户获得
的电压稳定在 220 V,则需要增大 U2,变压器原副线圈电压关系为
U2= U1
nn21,在 U1 和 n2 不变的情况下,要增大 U2,可以减小 n1,即将 P 适当
【答案】 C
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二 交变电流的产生及四值问题
1. 线圈通过中性面时的特点 (1) 穿过线圈的磁通量最大. (2) 线圈中的感应电动势为零. (3) 线圈每经过中性面一次,感应电流的方向改变一次.
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2. 正弦式交流电“四值”的应用
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2 (2021·江苏卷)贯彻新发展理念,我国风力发电发展迅猛, 2020年我国风力发电量高达4 000亿千瓦时.某种风力发电机的原理如图 所示,发电机的线圈固定,磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动,已知 磁体间的磁场为匀强磁场,磁感应强度的大小为0.20 T,线圈的匝数为 100、面积为0.5 m2,电阻为0.6 Ω,若磁体转动的角速度为90 rad/s,线 圈中产生的感应电流为50 A.求:
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三 变压器与远距离输电
1. 变压器制约问题主要有三项: 电压制约:输出电压 U2 由输入电压决定,即 U2=nn21U1,可简述为“原 制约副”. 电流制约:原线圈中的电流 I1 由副线圈中的输出电流 I2 决定,即 I1 =nn21I2,可简述为“副制约原”. 负载制约:原线圈的功率P1由用户负载决定,P1=P负1+P负2+…, 简述为“副制约原”.

高中物理二轮专题复习课件专题四直流电路与交流电路

高中物理二轮专题复习课件专题四直流电路与交流电路
有功功率
在正弦稳态下,电阻消耗的功率 称为有功功率,它等于电压和电 流有效值的乘积及功率因数的余
弦值。
无功功率
电感和电容元件在正弦稳态下与电 源进行能量交换的功率称为无功功 率。无功功率反映了元件储存和释 放能量的能力。
视在功率
电压和电流有效值的乘积称为视在 功率,它反映了电源提供的总功率 。视在功率等于有功功率和无功功 率的矢量和。
开关型稳压电源特点
效率高、体积小、重量轻、输出电压稳定等。
XX
PART 06
实验技能培养与拓展延伸
REPORTING
直流电路基本测量技能训练
电流表与电压表的使用
掌握电流表与电压表的正确使用方法,包括量程选择、接线方式 、读数方法等。
电阻的测量
学习使用欧姆表或伏安法测量电阻,理解电阻的概念及其在电路中 的意义。
XX
高中物理二轮专题复
习课件专题四直流电
路与交流电路
汇报人:XX
20XX-01-14
REPORTING
• 直流电路基本概念与规律 • 复杂直流电路分析方法 • 交流电路基本概念与规律 • 复杂交流电路分析方法 • 直流-交流转换器件工作原理及应用 • 实验技能培养与拓展延伸
目录
XX
PART 01
以节点电压为未知量,列写节点电流 方程,求解各节点电压。此方法适用 于节点数较少的电路。
叠加定理与戴维南定理应用
叠加定理
在线性电路中,任一支路的电流或电压等于各个独立电源单 独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。此定理适用 于分析多个独立电源作用的电路。
戴维南定理
任何一个含独立源、线性电阻和受控源的一端口网络,对外 电路来说,总可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置 换。此定理适用于求解复杂电路中的某一支路电流或电压。

高考物理二轮复习篇专题4第1讲直流电路与交流电路课件

高考物理二轮复习篇专题4第1讲直流电路与交流电路课件

02 考点2·交变电流的产生与描述
1.两个特殊位置的特点 (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.正弦交流电“四值”的应用
[典例 2] (多选)(2019·高考天津卷)单匝闭合矩形 线框电阻为 R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀 速转动,穿过线框的磁通量 Φ 与时间 t 的关系图象如 图所示。下列说法正确的是( )
(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、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.求解功率最值问题的 2 点技巧 (1)定值电阻的功率:P 定=I2R R 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=rE+2RR外外2=R外R-外Er22+4r。当 R 外=r 时, P 出=E4r2最大。
专题复习篇
专题四 电路与电磁感应 第1讲 直流电路与交流电路
ห้องสมุดไป่ตู้物理
[建体系·知关联]
考情分析
[析考情·明策略] 近几年高考命题热点集中在交变电流的产生及“四值”分析、变压器基本
规律的应用、变压器与电路结合的动态问题。题型为选择题,难度中等。
1.交变电流的产生条件,“四值”的分析与计算

第1讲 直流电路与交流电路

第1讲 直流电路与交流电路

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专题四 电路和电磁感应
4
二、电源的功率 1.电源的几个功率 (1)电源的总功率:P 总=__E_I___。 (2)电源内部消耗的功率:P 内=I2r。 (3)电源的输出功率:P 出=__U__I__=P 总-P 内。 2.电源的效率:η=PP出总×100%=UE×100%。
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专题四 电路和电磁感应
3
一、两种电路
1.纯电阻电路:电功 W=UIt,电功率 P=UI,且电功全部转化为电热, 有 W=Q=___U_I_t__=__U_R_2t___=I2Rt,P=UI=UR2=__I_2_R___。 2.非纯电阻电路:电功 W=UIt,电功率 P=__U__I__,电热 Q=__I_2_R_t___, 热功率 P 热=I2R,电功率大于热功率,即 W>Q,故求电功、电功率只能用 W=UIt、P=UI,求电热、热功率只能用 Q=__I_2R__t ___、P 热=__I_2_R___。
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[解析] 由闭合回路的欧姆定律 U=E-IR,可得 U-I 图象纵轴的截距为 电源电动势,斜率为内阻,因此可知四个电源的电动势都为 12 V,而内阻 r 甲=ΔΔUI =112 Ω=12 Ω,同理可求得 r 乙=ΔΔUI =6 Ω,r 丙=ΔΔUI =4 Ω,r 丁 =ΔΔUI =3 Ω,定值电阻消耗的功率为 P=R+E r2R,可知内阻越大,功率越 小,因此丁电源使定值电阻消耗功率最大。
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专题四 电路和电磁感应
11
(2)I-U 图线中的斜率 k=R1,斜率 k 不能理解为 k=tan θ(θ 为图线与 U 轴 的夹角),因坐标轴的单位可根据需要人为规定,同一电阻在坐标轴单位不 同时倾角 θ 是不同的。

高考二轮物理资料第一讲 直流电路与交流电路PPT

高考二轮物理资料第一讲  直流电路与交流电路PPT

1.(2020·全国卷Ⅰ)图(a)所示的电路中,K 与 L 间接一智能电
源,用以控制电容器 C 两端的电压 UC。如果 UC 随时间 t
的变化如图(b)所示,则下列描述电阻 R 两端电压 UR 随时
间 t 变化的图像中,正确的是
பைடு நூலகம்
()
解析:由图(b)可知,在 0~1 s 时间内,电容器两极板之间 电压为零,说明电容器没有充、放电,电路中没有电流, 根据欧姆定律可知电阻 R 两端电压为零;在 1~2 s 时间内, 电容器两极板之间电压均匀增大,根据 I=ΔΔqt =CΔΔUt ,可 知电路中有恒定电流对电容器充电,则电阻 R 两端电压恒 定;在 2~3 s 时间内,电容器两极板之间电压恒定且不为 零,说明电容器所带电荷量不变,电路中没有电流,电阻 R 两端电压为零;在 3~5 s 时间内,电容器两极板之间电 压均匀减小,说明电容器均匀放电,则电路中有反方向恒 定电流,且电流小于充电电流,电阻 R 两端电压恒定,且 电压小于 1~2 s 时电阻 R 两端电压。所以,电阻 R 两端电 压 UR 随时间 t 变化的图像正确的是 A。 答案:A
2.[多选](2020·江苏高考)某汽车的电源与启动电机、车灯连接
理想变压器 全国卷 未考 未考
的规律及应用 Ⅲ·T20
未考
远距离输 电问题
全国卷 未考 未考
Ⅱ·T19
未考
2016 全国卷 Ⅰ·T16 全国卷 Ⅲ·T19
未考
课堂
重点攻坚
——超分有重点,超越不畏艰
释疑 4 大考点
考点一 直流电路的分析与计算 直流电路的分析与计算问题,高考很少单独考查,但是有 关知识是电学实验的基础。直流电路的动态变化问题是该部分 的难点,解决此类问题时可以应用程序法分析,也可以应用 “串反并同”结论法进行快速判断。

直流与交流电路(解析版)

直流与交流电路(解析版)

构建知识网络:考情分析:本专题包含直流电路的动态分析、电路故障的分析和判断、直流电路中能量转化、交变电流的产生与描述、变压器的规律及远距离输电等知识点,是高考命题的热点,特别是交变电流有效值的计算、变压器的动态分析、电路知识与电磁感应的综合应用等年年是高考的座上宾。

从高考的考查重点不难看出,掌握电路的基本结构和基本规律是获得高分的关键。

重点知识梳理: 一、闭合电路的欧姆定律 1.公式:I =ER +r2.路端电压与电流的关系:U =E -Ir .3.路端电压与负载的关系:U =IR =R R +rE =11+r R E ,路端电压随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小.二、纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率 1.纯电阻电路:电功全部转化为电热,有2.非纯电阻电路:电功大于电热,计算电功、电功率用,计算电热、热功率二、交流电的“四值”最大值⇒E m =nBSω计算电容器的耐压值瞬时值⇒e =E m sin ωt 计算闪光电器的闪光时间等正弦交流电的有效值⇒E =E m2⇒电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流平均值⇒E =n ΔΦΔt ⇒计算通过导体的电荷量三、变压器和远距离输电 1.理想变压器的基本关系基本 关系功率关系P 入=P 出电压关系 U 1U 2=n 1n 2,与负载、副线圈的个数无关 电流关系 只有一个副线圈:I 1I 2=n 2n 1频率关系f 1=f 22.为减小远距离输电的功率损失和电压损失,远距离输电采用高压输电. 【名师提醒】1.明确1个定律、2个关系 (1)闭合电路的欧姆定律:I =ER +r .(2)路端电压与电流的关系:U =E -Ir . (3)路端电压与负载的关系U =IR =R R +rE =11+r R E ,路端电压随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小.2.直流电路动态分析的3种常用方法 方法1:程序法 R 局——→增大减小I 总=ER +r——→减小增大U 内=I 总r ——→减小增大U 外=E -U 内——→增大减小确定U 支、I 支方法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、两端电压、电功率都将增大(减小).方法3:极限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.3.线圈通过中性面时的特点 (1)穿过线圈的磁通量最大; (2)线圈中的感应电动势为零;(3)线圈每经过中性面一次,感应电流的方向改变一次. 学科@网 4.交变电流“四值”的应用(1)最大值:E m =nBSω,分析电容器的耐压值;(2)瞬时值:E =E m sin ωt (由中性面开始计时),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:E =n ΔΦΔt ,计算通过电路截面的电荷量.5.理想变压器的基本关系式 (1)功率关系:P 入=P 出. (2)电压关系:U 1U 2=n 1n 2.若n 1>n 2,为降压变压器;若n 1<n 2,为升压变压器. (3)电流关系:只有一个副线圈时,I 1I 2=n 2n 1;有多个副线圈时,U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3+……+U n I n . 2.原、副线圈中各量的因果关系 (1)电压关系:U 1决定U 2. (2)电流关系:I 2决定I 1. (3)功率关系:P 出决定P 入. 3.输电过程的电压关系4.输电过程功率的关系典型例题剖析:考点一:直流电路的动态分析【典型例题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),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()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【答案】B【解析】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。

第1讲 直流电路与交流电路的分析

第1讲 直流电路与交流电路的分析

电阻减小,则总电阻也减小,而电源输出电流不变,由欧姆定律可知,并联部分
电压减小,所以R2上的电压变小,R2是定值电阻,所以通过R2的电流减小,总电 流不变,则通过R1电流增大,所以R1的电压变大,则R0上的电压变小,故选项A 正确,B、C错误;R1的电压变大,R0上的电压变小,R1和R0的电压之和减小,则 R1上电压变化量小于R0上的电压变化量,选项D错误。 答案 A
解析 闭合开关 S,副线圈回路电阻变小,电流变大,滑动变阻器上的分压增大, 并联部分的电压变小,灯泡 A 变暗,选项 A 错误;开关 K 接 b,输入端线圈匝数 减小,则根据UU12=nn12可知,副线圈两端的电压增大,灯泡 A 中电流增大,灯泡 A 变亮,选项 B 正确;把滑动变阻器滑片向左移动,副线圈回路总电阻变大,总电 流变小,灯泡 A 两端的电压变小,灯泡 A 变暗,选项 C 错误;把滑动变阻器滑片 向右移动,副线圈回路总电阻变小,总电流变大,灯泡 A 两端的电压变大,灯泡 A 变亮,选项 D 正确。 答案 BD
图11
B.线框的感应电动势有效值为
2πΦm T
C.线框转一周外力所做的功为2πR2TΦ2m
D.从 t=0 到 t=T4过程中线框的平均感应电动势为πΦTm
3
2
C.5
D.3
解析 断开 S 和闭合 S 后等效电路分别如图甲、乙所示。根据串联电路的电压与 电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压 U1=15E,U2=13E,C 所带的 电荷量 Q=CU,则 Q1∶Q2=3∶5,选项 C 正确。
答案 C
考向三 闭合电路中的能量问题
【典例3】 (2019·辽宁沈阳市一模)某同学将一闭合电路电源的总
选项A正确。
答案 A
3.(2019·4 月浙江选考,8)电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠

2021 第1部分 专题4 第1讲 直流电路与交流电路

2021 第1部分 专题4 第1讲  直流电路与交流电路

第1讲直流电路与交流电路[高考统计·定方向] (教师授课资源)考点考向五年考情汇总1.直流电路的基本概念和规律考向.直流电路的基本概念和规律2016·全国卷Ⅱ T172.交变电流的产生与描述考向1.交变电流的产生2016·全国卷Ⅲ T21考向2.交变电流的四值问题2018·全国卷Ⅲ T263.理想变压器及其远距离输电问题考向1.原线圈连接负载的理想变压器问题2016·全国卷Ⅰ T162016·全国卷Ⅲ T192015·全国卷Ⅰ T16考向2.理想变压器及电路的动态分析2014·全国卷Ⅱ T21直流电路的基本概念和规律(5年1考)❶近五年高考体现两大特点:一是直流电路的动态分析,二是与平行板电容器相关联的计算,多以选择题的形式出现。

❷预计2020年高考还可能以动态分析类问题命题。

(2016·全国卷Ⅱ·T17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示的电路。

开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。

Q1与Q2的比值为()A.25B.12C.35D.23C [断开S 和闭合S 后等效电路分别如图甲、乙所示。

甲 乙根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U 1=15E ,U 2=13E ,C 所带的电荷量Q =CU ,则Q 1∶Q 2=3∶5,选项C 正确。

]1.直流电路动态分析方法(1)程序法R 局――→增大减小I 总=E R +r ――→减小增大U 内=I 总r ――→减小增大U 外=E -U 内――→增大减小确定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、两端电压、电功率都将增大(减小)(如下T 1)。

高考物理二轮总复习第1部分专题突破方略专题4电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电路

高考物理二轮总复习第1部分专题突破方略专题4电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电路

第一部分专题四第1讲基础题——知识基础打牢1. (2022·四川自贡三诊)如图甲所示为一种自耦变压器(可视为理想变压器)的结构示意图.线圈均匀绕在圆环型铁芯上,滑动触头P在某一位置,在BC间接一个交流电压表和一个电阻R.若AB间输入图乙所示的交变电压,则( C )A.t=2×10-2 s时,电压表的示数为零B.电阻R中电流方向每秒钟改变50次C.滑动触头P逆时针转动时,R两端的电压增大D.滑动触头P顺时针转动时,AB间输入功率增大【解析】电压表的示数是交流电的有效值,则t=2×10-2 s时,电压表的示数不为零,选项A错误;交流电的周期为0.02 s,一个周期内电流方向改变2次,则电阻R中电流方向每秒钟改变100次,选项B错误;滑动触头P逆时针转动时,次级匝数变大,则次级电压变大,即R两端的电压增大,选项C正确;滑动触头P顺时针转动时,次级匝数减小,次级电压减小,次级消耗的功率减小,则AB间输入功率减小,选项D错误.2. (2022·四川成都三诊)发电站通过升压变压器和降压变压器给某用户端供电,发电机组输出交变电压的有效值恒定,输电线总电阻r保持不变.当用户端用电器增加后( A )A.若滑片P位置不变,则输电线上损失的功率变大B.若滑片P位置不变,则用户端电压升高C.若将滑片P上移,则用户端电压可能不变D.若将滑片P上移,则输电线上损失的功率可能减小【解析】若滑片P位置不变,当用户端用电器增加后,用户端总功率变大,发电机的输出功率增大,输电线的电流变大,ΔU=Ir,输电线两端承担的电压变大,损耗的功率增大;发电机的输入电压不变,升压变压器、降压变压器的匝数不变,故用户端电压降低,A正确,B 错误;若将滑片P 上移,升压变压器的副线圈与原线圈的匝数比变小,发电机组输出交变电压的有效值恒定,则副线圈两端电压变小.用户端用电器使用相同功率,则输电线上的电流会更大,输电线两端承担的电压更大,损耗的功率更大,则用户端的电压更小,故C 、D 错误.3. (多选)(2022·河南押题卷)图甲是一种振动式发电机的截面图,半径r =0.1 m 、匝数n =30的线圈位于辐射状分布的磁场中,磁场的磁感线沿半径方向均匀分布,线圈所在位置的磁感应强度大小均为B =12πT .如图乙,施加外力使线圈沿轴线做往复运动,线圈运动的速度随时间变化的规律如图丙中正弦曲线所示.发电机通过灯泡L 后接入理想变压器,对图乙中电路供电,三个完全相同的小灯泡均正常发光,灯泡的阻值R L =1 Ω,电压表为理想电压表,线圈及导线电阻均不计.下列说法正确的是( AC )A .发电机产生电动势的瞬时值为e =6sin 5πt (V)B .变压器原、副线圈的匝数之比为1∶3C .每个小灯泡正常发光时的功率为2 WD .t =0.1 s 时电压表的示数为6 V【解析】 由图丙可知,线圈运动的速度最大值v m =2 m/s ,速度变化周期为T =0.4 s ,则线圈运动的速度瞬时值v =v m sin 2πTt =2sin 5πt (m/s),发电机产生电动势的瞬时值为e =nB ·2πr ·v =6sin 5πt (V),A 正确;设灯泡正常发光时通过灯泡的电流为I ,则通过原线圈的电流I 1=I ,通过副线圈的电流I 2=2I ,变压器原、副线圈的匝数之比为n 1n 2=I 2I 1=21,B 错误;根据能量关系可知,U 出I 1=3I 2R L ,其中U 出=E m 2=62 V =3 2 V ,I 1=I ,解得I = 2 A ,每个小灯泡正常发光时的功率为P L =I 2R L =2 W ,C 正确;电压表示数为发电机两端电压的有效值,即电压表示数为U =E 2=62V =3 2 V ,D 错误.故选AC. 4. (多选)(2022·四川巴中一诊)在如图所示的电路中,定值电阻R 1=R 4=3 kΩ,R 2=2 kΩ,R 3=R 5=12 kΩ,电容器的电容C =6 μF,电源的电动势E =10 V ,内阻不计,当开关S 1闭合电流达到稳定时,处在电容器中间带电量q =2×10-3C 的油滴恰好保持静止,当开关S 2闭合后,则以下判断正确的是( BD )A .电容器上极板是高电势点B .带电油滴加速向下运动C .a 、b 两点的电势差U ab =8 VD .通过R 3的电量Q =4.8×10-5C【解析】 当开关S 2闭合后,由电路图可知,电容器上极板是低电势点,A 错误;当开关S 1闭合电流达到稳定时,处在电容器中油滴保持静止,而开关S 2闭合后,电容器上极板是低电势点,油滴受到的电场力方向发生变化,故可得带电油滴加速向下运动,B 正确;由电路图可知,a 、b 两点的电势差为U R 5-U R 2=8 V -4 V =4 V ,C 错误;由开关S 1闭合电流达到稳定时,再到当开关S 2闭合后的过程中,通过R 3的电量为Q =Q 1+Q 2=4×6×10-6 C +(8-4)×6×10-6 C =4.8×10-5 C ,D 正确.5. (多选)(2022·天津南开二模)如图甲所示电路中,L 1为标有“4 V,2 W”字样的小灯泡,L 2、L 3为两只标有“8 V,6 W”字样的相同灯泡,变压器为理想变压器,各电表为理想电表,当ab 端接如图乙所示的交变电压时,三只灯泡均正常发光.下列说法正确的是( ACD )A .电流表的示数为1.5 AB .交变电压的最大值U m =28 VC .变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1D .电压表的示数为24 V【解析】 L 2、L 3的额定电流为I 23=P 23U 23=34A ,所以电流表的示数为I 2=2I 23=1.5 A ,故A 正确;通过原线圈的电流等于L 1的额定电流,为I 1=P 1U 1′=0.5 A ,所以变压器原、副线圈的匝数之比为n 1n 2=I 2I 1=31,故C 正确;副线圈两端电压等于L 2和L 3的额定电压,为U 2=8 V ,所以电压表的示数,即原线圈两端电压为U 1=n 1n 2U 2=24 V ,故D 正确;根据闭合电路的欧姆定律可得U m2-U 1′=U 1,解得U m =28 2 V ,故B 错误.故选ACD.6. (多选)(2022·广西桂林模拟)在一小型交流发电机中,矩形金属线圈abcd 的面积为S ,匝数为n ,线圈总电阻为r ,在磁感应强度为B 的匀强磁场中,绕轴OO ′(从上往下看逆时针转动)以角速度ω匀速转动,从如图甲所示的位置作为计时的起点,产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示,矩形线圈与阻值为R 的电阻构成闭合电路,下列说法中正确的是( AD )A .在t 1~t 3时间内,穿过线圈的磁通量的变化量大小为2BSB .在t 1~t 3时间内,通过电阻R 电流方向先向上然后向下C .t 4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E 0D .在t 1~t 3时间内,通过电阻R 的电荷量为2E 0R +r ω【解析】 由图乙可知t 1和t 3时刻,线圈的感应电动势都为0,可知这两个时刻穿过线圈的磁通量一正一负,大小均为BS ,故此过程穿过线圈的磁通量的变化量大小为ΔΦ=BS -(-BS )=2BS ,A 正确;由图乙可知,在t 1~t 3时间内,线圈中的电流方向不变,根据右手定则可知通过电阻R 电流方向始终向上,B 错误;由图乙可知,t 4时刻的感应电动势为E 0,根据法拉第电磁感应定律可得E 0=n ΔΦΔt 可得穿过线圈的磁通量的变化率大小为ΔΦΔt =E 0n,C 错误;在t 1~t 3时间内,通过电阻R 的电荷量为q =n ΔΦR +r =2nBS R +r,又E 0=nBSω,联立可得q =2E 0R +r ω,D 正确.故选AD. 7. (多选)(2022·河北秦皇岛三模)如图所示,变压器为理想变压器,原、副线圈的匝数比为2∶1,原线圈的输入端接有正弦交变电流,开关S 闭合.已知L 1、L 2、L 3是相同的电灯且灯丝的电阻不随温度变化,灯丝不会被烧断.下列说法正确的是( BD )A .L 1、L 2中的电流之比为1∶2B .L 1两端的电压与原线圈两端的电压之比为1∶2C .开关S 断开后,L 1、L 2中的电流之比为1∶1D .开关S 断开后,L 1两端的电压与原线圈两端的电压之比为1∶4【解析】 原、副线圈中的电流之比为1∶2,由于开关S 闭合时L 2与L 3并联,因此L 1、L 2中的电流之比I 1∶I 2=1∶1,A 错误;设电灯的电阻为R ,由于原、副线圈两端的电压之比为2∶1,因此原线圈两端的电压U =2I 2R ,L 1两端的电压U 1=I 1R ,结合I 1∶I 2=1∶1,解得U 1U=12,B 正确;开关S 断开后,L 1、L 2中的电流与线圈匝数成反比I 1′∶I 2′=1∶2,C 错误;开关S 断开后,原线圈两端的电压U ′=2I 2′R ,L 1两端的电压U 1′=I 1′R ,结合I 1′∶I 2′=1∶2解得U 1′U ′=14,D 正确.故选BD. 8. (多选)(2022·辽宁鞍山预测)如图甲所示,理想变压器的原副线圈匝数之比n 1∶n 2=2∶1,定值电阻R 1和R 2的阻值分别为5 Ω和3 Ω,电表均为理想交流电表,电源输出的电流如图乙所示,图中的前半周期是正弦交流的一部分,后半周期是稳恒直流的一部分,则( BD )A .电流表示数为2 AB .电压表示数为6 VC .R 1的功率为10 WD .R 2的功率为12 W【解析】 设电源输出电流的有效值即电流表示数为I 1,根据等效热值法可得I 21RT =⎝ ⎛⎭⎪⎫i m 22RT 2+i 2m ·RT 2,解得I 1= 3 A ,故A 错误;由于变压器不能对稳恒直流电进行变压,所以每个周期内有半个周期副线圈无电流,设副线圈中电流的有效值为I 2,根据等效热值法有⎝⎛⎭⎪⎫n 1n 2·i m 22RT 2=I 22RT ,解得I 2=2 A ,电压表示数为U 2=I 2R 2=6 V ,故B 正确;R 1的功率为P 1=I 21R 1=15 W ,故C 错误;R 2的功率为P 2=I 22R 2=12 W ,故D 正确.故选BD.9. (多选)(2022·湖南押题卷)如图所示在竖直平面的电路,闭合开关S 1和S 2后,带电油滴在电容器内部处于静止状态,R 1为滑动变阻器,R 2为定值电阻,二极管为理想二极管,电容器的下极板接地,则下列说法正确的是( AC )A .滑动变阻器的滑动头P 向右滑动,油滴向上运动B .滑动变阻器的滑动头P 向左滑动,油滴向下运动C .极板M 向上运动,M 板的电势升高D .断开S 2,油滴不动【解析】 滑动变阻器的滑动头P 向右滑动,则R 1阻值减小,回路电流变大,则R 2两端电压变大,则电容器要充电,此时电容器两板电压变大,场强变大,则油滴向上运动,选项A 正确;滑动变阻器的滑动头P 向左滑动,则R 1阻值变大,回路电流变小,则R 2两端电压变小,则电容器要放电,但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电,则使得电容器两板电压不变,则油滴仍静止,选项B 错误;极板M 向上运动,根据C =εr S 4πkd可知电容器电容减小,则带电量应该减小,但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电,则两板间电量不变,结合E =U d =Q Cd =Q εr S 4πkdd =4πkQ εr S 可知两板间场强不变,则根据U =Ed 可知,两板电势差变大,则M 板的电势升高,选项C 正确;断开S 2,则电容器两板间的电压等于电源的电动势,即电压变大,电容器充电,两板间场强变大,则油滴向上运动,选项D 错误.故选AC.10. (多选)(2022·山东威海二模)如图所示为远距离输电的原理图,升压变压器T 1、降压变压器T 2均为理想变压器,T 1、T 2的原、副线圈匝数比分别为k 1、k 2.输电线间的总电阻为R 0,可变电阻R 为用户端负载.U 1、I 1分别表示电压表V 1、电流表A 1的示数,输入电压U 保持不变,当负载电阻R 减小时,理想电压表V 2的示数变化的绝对值为ΔU ,理想电流表A 2的示数变化的绝对值为ΔI ,下列说法正确的是( BD )A .R 0=U 1I 1B .R 0=ΔU ΔI k 22C .电压表V 1示数增大D .电流表A 1的示数增加了ΔI k 2【解析】 设降压变压器T 2原线圈电压为U 3,副线圈电压为U 2,根据题意可知,电阻R 0两端的电压等于U R 0=U 1-U 3,则R 0=U 1-U 3I 1,故A 错误;设降压变压器T 2原线圈电压变化为ΔU 3,则ΔU 3ΔU =k 2,设降压变压器T 2原线圈电流变化为ΔI 3,则ΔI 3ΔI =1k 2,可得ΔI 3=ΔI k 2,根据欧姆定律得ΔU 3=ΔI 3R 0,即k 2ΔU =ΔI k 2R 0,解得R 0=ΔU ΔIk 22,故B 、D 正确;输入电压不变,升压变压器T 1原副线圈匝数比不变,则升压变压器T 1副线圈的电压不变,电压表V 1示数不变,故C 错误.故选BD.应用题——强化学以致用11. (多选)(2022·安徽合肥预测)如图所示,理想变压器的原、副线圈分别接有R 1=250 Ω与R 2=10 Ω的电阻.当原线圈一侧接入u =311sin 100πt (V)的交流电时,两电阻消耗的功率相等,则有( AC )A .原、副线圈的匝数比为5∶1B .电阻R 1两端电压有效值是电阻R 2两端电压有效值的2倍C .电阻R 2消耗的功率为48.4 WD .1 s 内流过电阻R 2的电流方向改变200次【解析】 设原线圈电流为I 1,副线圈电流为I 2,由题意可知I 21R 1=I 22R 2,故n 1n 2=I 2I 1=R 1R 2=5,A 正确;电阻R 1两端电压有效值和电阻R 2两端电压有效值之比为U R 1U R 2=I 1R 1I 2R 2=5,B 错误;设原线圈输入电压为U 1,副线圈输出电压为U 2,故U 1U 2=n 1n 2=5,解得U 1=5U 2,又U R 1=I 1R 1,U 2=I 2R 2,又因为U =U R 1+U 1,外接交流电压有效值为220 V ,联立代入数据解得U 2=110U =22 V ,电阻R 2消耗的功率为P =U 22R 2=48.4 W ,C 正确;由题意可知,交流电的频率为f =ω2π=50 Hz ,变压器不改变交流电的频率,一个周期内电流方向改变2次,故1 s 内流过电阻R 2的电流方向改变100次,D 错误.故选AC.12. (多选)(2022·湖北恩施预测)为了适应特高压输电以实现地区间电力资源的有效配置,需要对原来线路中的变压器进行调换.某输电线路可简化为如图所示,变压器均为理想变压器,调换前后发电机输出电压、输电线电阻、用户得到的电压均不变,改造后输送电压提升为原来的5倍,假设特高压输电前后输送的功率不变,下列说法正确的是( AB )A .线路改造后升压变压器原、副线圈的匝数比改变B .线路上电阻的功率变为原来的125C .特高压输电后,电压损失变为原来的125D .线路改造后用户端降压变压器匝数比不变【解析】 发电机输出电压不变,应改变升压变压器原、副线圈的匝数比,故A 项正确;根据线路上功率的损失ΔP =I 22r ,输送功率不变,电压提升为原来的5倍,输送的电流变为原来的15,线路电阻不变,损失的功率变为原来的125,故B 项正确;输电线上的电压损失为ΔU =I 2r ,输送功率为P 2=U 2I 2则输送功率不变,电压增为原来的5倍,电流变为原来的15,损失的电压变为原来的15,故C 项错误;用户端的降压变压器改造前后输出端电压U 4不变,输入端电压U 3变大,根据U 3U 4=n 3n 4,可得原、副线圈的匝数比一定变化,故D 项错误.故选AB.13. (多选)(2022·湖北襄阳模拟)如图所示,矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动,线圈的电阻为R ,线圈共N 匝,理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2,定值电阻R 1=R ,当线圈转动的转速为n 时,电压表的示数为U ,则( ACD )A .电流表的示数为2U RB .从线圈转动到图示位置开始计时,线圈中产生的电动势的瞬时表达式为e =52U cos2πntC .线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为52U 4Nn πD .当线圈转动的转速为2n 时,电压表的示数为2U 【解析】 依题意有I 2=U R 1=U R ,I 1∶I 2=2∶1则有I 1=2I 2=2U R,故A 正确;根据欧姆定律,发电机产生的感应电动势的最大值为E m ,有E m 2=R ×I 1+U 1,U 1U =12,ω=2n π rad/s,从线圈转动到图示位置开始计时,线圈中产生的电动势的瞬时表达式为e =E m cos ωt =52U 2cos 2n πt (V),故B 错误;依题意有,线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为Φm ,则有52U 2=NΦm 2n π,解得Φm =52U 4Nn π,故C 正确;当线圈转动的转速为2n 时,线圈中产生的电动势的最大值为E m ′=NΦm 4n π,因52U 2=NΦm 2n π=E m ,所以E m ′=52U ,其有效值为5U ,假定电压表示数为U 2′,则有5U =I 1′R +U 1′=2U 2′R 1×R +U 1′=12U 2′+2U 2′=52U 2′,解得U 2′=2U ,当线圈转动的转速为2n 时,电压表的示数为2U ,故D 正确.故选ACD.。

直流、交流电路基本知识

直流、交流电路基本知识

直流电路基本知识一、基本概念1.电流:电荷有规则的移动就形成电流。

按照规定:导体中正电荷运动的方向为电流的方向。

并定义:在单位时间内通过导体任一截面的电量为电流强度(简称电流)。

电流用符号“I ”表示, 电流的基本单位为A (安)。

2.电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻。

电阻用符号“R ”表示,电阻的基本单位为Ω(欧)。

3.欧姆定律部分电路欧姆定律:不含电源的电路称为无源电路。

在电阻R 两端加上电压U 时,电阻中就有电流I 流过,三者之间关系为:I=RU 全电路欧姆定律:含有电源的闭合电路称为全电路。

电动势E 、内电阻r 、负载电阻R 电流I 之间关系为:I=rR E + 4.电功与电功率电功:电流所做的功叫电功,用符号A 表示。

电功的数学式为:R t U Rt I IUt A 22=== 若电压单位为V ,电流单位为A ,电阻单位为Ω,时间单位为s ,则电功的单位为J (焦)。

电功率:单位时间内电流所做的功叫电功率,用符号P 表示,即:P =tA 若电功单位为J ,时间为s ,则电功率的单位为J/s ,又称W (瓦)。

二、电阻的串联、并联1.电阻的串联 将电阻依次首尾连接,组成无分支的电路,叫做电阻的串联。

图1-1-1为三个电阻的串联电路。

电阻串联电路具有以下特点:( 1)流过每一个电阻的电流都相等。

(2)电路的总电压等于各个电阻上电压的代数和,即:U=U 1+U 2+U 3(3)电路的等效电阻等于各串联电阻之和,即:R =R 1+R 2+R 3。

因此图1-1-1a 电路可以用图1-1-1b 来等效替代。

(4)各电阻上分配的电压与各自电阻的阻值成正比,即U R R U n n = (5)各电阻上消耗的功率之和等于电路所消耗的总功率。

2.电阻的并联 将电阻两端分别连接在一起的方式叫电阻的并联。

图1-1-2为三个电阻的并联电路。

电阻并联电路具有以下特点:图1-1-1 图1-1-2(1)并联电路中各电阻两端电压相等。

2023版高考物理二轮总复习第1部分题突破方略专题4电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电路课件

 2023版高考物理二轮总复习第1部分题突破方略专题4电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电路课件

命题热点•巧突破
考点一 直流电路的计算与分析
考向1 直流电路的动态分析
1.(2021·广东广州模拟)如图所示的电路中,当变阻器R1的滑动触
头向上滑动时,A、B两灯亮度的变化情况为
(A )
A.A灯和B灯都变亮
B.A灯和B灯都变暗
C.A灯变亮,B灯变暗
D.A灯变暗,B灯变亮
【解析】 “串反并同”指的是在一个闭合回路中某一个电学元件 的阻值发生了变化,则与其并联的电学元件的电学量的变化趋势与其相 同,与其串联的电学元件的电学量的变化趋势与其相反,这里的并联是 指两电学元件之间没有电流的流进流出关系,串联指的是电流有流进流 出关系.当变阻器R1的滑动触头向上滑动时,滑动变阻器的阻值增大, 根据“串反并同”规律可知A、B灯泡与之并联,则两灯都变亮,所以A 正确,B、C、D错误.故选A.
则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图象中,正确的是 (A )
【解析】 当电容器两端电压变化时,电容器由于充放电,电路中 会有电流 I=ΔΔQt =CΔΔtU,而充电放电时,电流方向相反,电阻 R 两端电 压 UR=IR=CΔΔtUR,由图(b)可知,(1~2)s 电容器充电,(3~5)s 过程电 容放电,且放电时电流为充电时的一半,故选 A.
( AD )
A.若将电容器上极板上移少许,则液滴的电势能增大
B.若减小电容器两极板的正对面积,则液滴向下加速运动
C.闭合 S,则电路稳定后电容器所带电荷量比原来增加C3E
D.闭合 S,若电路稳定后液滴还在板间运动,则其加速度大小为13g
【解析】 若将电容器上极板上移少许,和电容并联部分电路没有 发生改变,电容器两端的电压不变,根据 E=Ud 可知电场强度变小,则油 滴所受向上电场力变小,油滴向下运动,电场力做负功,油滴的电势能 增大,故 A 正确;若减小电容器两极板的正对面积,不改变极板间的电 场强度,则油滴所受向上电场力不变,油滴仍然静止,故 B 错误;

专题四第1讲 直流电路与交流电路

专题四第1讲 直流电路与交流电路

(3)极限法:因变阻器滑片滑动引起电路化的问题,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.
考向2 直流电路的动态分析
奉节中学物理组
例 2 如图所示的电路中,L 为小灯泡,R1、R2、R3 为定值电阻,C 为
电容器,电源电动势为 E,内阻为 r,图中电表为理想电表.闭合开
关 S,将滑动变阻器的滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中,下列说法正
P-R 图线
R=r+ E2R2R
P-I 图线
P=EI-I2r
奉节中学物理组
特例 短路 R=0,I=Er ,图象始端 断路 R=∞,I=0,图象末端
短路 R=0,U=0,U 内=E 断路 R=∞,U=E,U 内=0
短路 R=0,I=Er ,U=0 断路 R=∞,I=0,U=E 短路 I=Er ,P 出=0 断路 I=0, P 出=0,当 R=r 时,P 出最大, P 出=E 4r2 短路 I=Er ,P 出=0 断路 I=0,P 出=0,当 I=2Er时, P 出最大,P 出=E 4r2
想 (2)物理方法:假设法、整体法、隔离
方 法、代换法、比值定义法.

考点一 直流电路的分析计算
奉节中学物理组
考向1 直流电路的功率问题
奉节中学物理组
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. 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 R1 R2=r2.

知识点2直流电路与交流电路

知识点2直流电路与交流电路

技术指标与性能比较
技术指标
直流电路的技术指标主要包括电压和电流,而交流电路的技术指标包括电压、电流、频 率和波形。
性能比较
直流电路具有稳定性好、不易受外界干扰等优点,但电压方向不变,无法实现远距离输 电。交流电路则具有电压和电流方向交替变化、便于实现远距离输电等优点,但易受外
界干扰。
经济成本与投资回报
能耗与效率
能耗
在传输相同功率的情况下,直流电路的能耗相对较低,因为直流电的电压和电流值较为稳定。而交流 电路由于电压和电流值的变化,需要更高的能耗来维持输出功率。
效率
在理想情况下,直流电路的效率可以达到100%,因为电能可以完全转化为有用的输出。然而,在实际应 用中,由于各种损耗的存在,实际效率会有所降低。交流电路的效率也会受到各种因素的影响,如变压器 的损耗、线路损耗等,因此在实际应用中的效率也会有所降低。
直流电路的基本组成
01
02
03
电源
提供电能,如电池、发电 机等。
负载
消耗电能,如灯泡、电机 等。
导线和开关
连接电源和负载,控制电 路通断。
直流电路的应用场景
电子设备
如手机、电脑、电视等。
控制系统
如传感器、执行器等。
能源转换
如太阳能电池板、风力发电机等。
02
交流电路概述
定义与特点
定义
交流电路是指电流大小和方向随时间 变化的电路。
提供更高的能量密度和更快的充电速度。
THANKS
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经济成本
在建设初期,直流电路相对于交流电路可能 具有较低的成本,因为直流电路的电子设备 通常较为简单。然而,随着技术的发展和普 及,这一差距正在逐渐缩小。

阶段专题四第1讲直流与交流电路

阶段专题四第1讲直流与交流电路
正弦交流信号在一个周期内的平均值, 由于正弦波形的对称性,其平均值为 零。
功率因数及功率计算
01
功率因数
正弦交流电路中,有用功率与 视在功率之比,反映电路中有 功功率和无功功率的分配情况 。功率因数越高,电路的能量 利用效率越高。
03
02
无功功率
04
有功功率
正弦交流电路中实际消耗的电功 率,用于驱动负载并产生有用功。 有功功率的计算公式为 P=UIcosφ,其中U为电压有效 值,I为电流有效值,cosφ为功 率因数。
正弦交流电路中用于建立磁场和 电场的功率,不直接消耗电能但 占用电源容量。无功功率的计算 公式为Q=UIsinφ,其中U为电压 有效值,I为电流有效值,sinφ为 无功功率因数。
视在功率
正弦交流电路中电源提供的总功 率,包括有功功率和无功功率。 视在功率的计算公式为S=UI,其 中U为电压有效值,I为电流有效 值。

基尔霍夫定律介绍
基尔霍夫第一定律(节点电流定律)
在电路中,流入节点的电流等于流出节点的电流。
基尔霍夫第二定律(回路电压定律)
在任何一个闭合回路中,各段电压的代数和等于零。
PART 02
交流电路基本概念与参数
REPORTING
WENKU DESIGN
正弦交流信号特点
周期性
正弦交流信号是一种周期 性的信号,其波形按照固 定的时间间隔重复出现。
定期检查和维护
对电路和电器进行定期检查, 确保用电安全。
电气设备接地保护方法
保护接地
将电气设备的金属外壳与接地体连接,防止设备 漏电时外壳带电。
工作接地
为保证电力系统正常运行而进行的接地,如中性 点接地。
防雷接地

高考物理二轮复习第一部分专题四电路与电磁感应第一讲直流电路与交流电路课件.ppt

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2019-9-11
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2019-9-11
A.两导线框中均会产生正弦交流电
B.两导线框中感应电流的周期都等于 T
C.在 t=T8时,两导线框中产生的感应电动势相等
D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的
有效值也相等 [题眼点拨] ①“半圆形导线框”说明转动过程中一
直有感应电流;②“扇形导线框”说明转动过程中只有
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;
2019-9-11
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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 S 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,由于 U=QC,
2019-9-11
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2019-9-11
[题眼点拨] ①“一电阻接到方波交流电源上,在一
个周期内产生的热量为 Q1”说明 Q1=uR20T;②“该电阻
接到正弦交变电源上,在一个周期内产生的热量为 Q2”
说明
Q2=2uR20 T. 解析:正弦交变电流的电压有效值为
u0
,而方波交
2
流电的有效值为 u0,根据焦耳定律和欧姆定律,Q=UR2T
2019-9-11

电工必学知识之直流电与交流电

电工必学知识之直流电与交流电

电工必学知识之直流电与交流电今天,我们来学习电工第一课,直流电与交流电直流电( 简称DC)是指电流流向单一,其方向对时间不作周期性变化,即电流的方向固定不变,是由正极流向负极但电流的大小可能不固定直流电可以分为脉动直流和恒定直流两种,如图所示。

脉动直流中的直流电流大小不稳定;而恒定直流中的直流电流大小能够一直保持恒定不变。

脉动直流和恒定直流正常情况下将可堤供直流电的装置称为直流电源,它是一种形成并保持电路中恒定直流的供电装置,例如干电池、蓄电泡、直流发电机等直流电源,直流电源有正、负两极。

当直流电源为电路供电时能够使电路两端之问保持恒定的电位差,从而在外电路中形成由电源正极到负极的电流,如图所示直流电流的形成交流电( 简称AC)一般是指电流的大小和方向会随着时间做周期性的变化我们在日常生活中所有的电气产品都需要有供电电源才能正常工作,大多数的电气设备都是由市电交流220V、50Hz作为供电电源。

这是我国公共用电的统一标准,交流220V电压是指相线(俗称火线)对零线的电压交流电是由交流发电机产生的,交流发电机可以产生单相和多相交流电压,如图所示。

单相交流电单相交流电是以一个交变电动势作为电源的电力系统,在单相交流电路中,只具有单一的交流电压,其电流和电压都是按一定的频率随时间变化单相交流电压和多想交流电压的产生在单相交流发电机中,只有一个线圈绕制在铁心上构成定子,转子是永磁体,当其内部的定子和线圈为一组时,它所产生的感应电动势(电压)也为一组,由两条线进行传输,这种电源就是单相电源,这种配电方式称为单相二线制。

如图所示为单相交流电的产生单相交流电的产生多相交流电多相交流电根据相线的不同,还可以分为两相交流电和三相交相交流电(1)两相交流电在发电机内设有两组定子线圈互相垂直的分布在转子外围。

转子旋转时两组定子线圈产生两组感应电动势,这两组电动势之间有90的相位差。

这种电源为两相电源。

这种方式多在自动化设备中使用图所示为两相交流电的产生两相交流电的产生三相交流电通常,把三相电源的线路中的电压和电流统称为三相交流电这种电源由三条线来传输,三线之间的电压大小相等(380V)、频率相同(50Hz)、相位差为120°,如图所示为三相交流电的产生。

专题4 第1讲 直流电路与交流电路

专题4 第1讲 直流电路与交流电路

第1讲 直流电路与交流电路[析考情·明考向]___________________________________考情分析__透视命题规律 一、构建体系 透析考情 思维导图 考情分析1.高考在本讲的命题主要考查了交变电流的产生及“四值”,变压器的原理,电压比、电流比及功率关系,变压器的动态分析,变压器与交变电流的综合等,题型以选择题为主,如2020年山东卷第5题。

直接考查闭合电路欧姆定律的题目较少但也要引起注意。

2.2021年高考题会以部分电路欧姆定律与闭合电路欧姆定律的应用为主线,重点考查交变电路和变压器的动态分析与计算;与日常生活、生产相联系的交变电流规律、远距离输电也可能会成为新命题点。

1.明确“1个定律、2个关系”(1)闭合电路的欧姆定律:I =ER +r。

(2)路端电压与电流的关系:U =E -Ir 。

(3)路端电压与负载的关系U =IR =R R +rE =11+r RE ,路端电压随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小。

2.电容器的特点(1)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,电容器所在的支路相当于断路。

(2)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,电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压。

3.正弦式交变电流的“四值” (1)最大值:E m =nBSω。

(2)瞬时值:e =nBSωsin ωt (从中性面开始计时)。

(3)有效值:正弦式交变电流的有效值E =E m2;非正弦式交变电流的有效值必须根据电流的热效应,用等效的思想来求解。

(4)平均值:E -=n ΔΦΔt,常用来计算通过电路的电荷量。

4.理想变压器的基本关系式 (1)功率关系:P 入=P 出。

(2)电压关系:U 1U 2=n 1n 2。

(3)电流关系:只有一个副线圈时,I 1I 2=n 2n 1。

(4)频率关系:f 1=f 2。

[研考向·提能力]___________________________________考向研析__掌握应试技能考向一 直流电路的动态分析直流电路动态分析的3种常用方法 (1)程序法遵循“局部—整体—部分”的思路,按以下步骤分析:(2)结论法——“串反并同”①“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)。

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1.必须掌握的概念、公式、定律 (1)电功、电热、交流电的有效值等概念。
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2.直流电路的动态分析技巧 (1)当电路中某一部分发生变化时,应先由局部的变化推出 总电流的变化、路端电压的变化,再由此分析对其他各部分电 路产生的影响,确定电流变化时,一般是先分析固定电阻支路 再分析变化电阻支路。
(2)一个闭合电路就是一个整体,在研究电路的动态问题时, 一定要弄清电路的串并联结构,同时要用整体的观点来看问题, 还要善于转换思维的角度“电压不行看电流”。
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知识专题重点·明备考方向
(3)含变压器的交流电路动态问题。
(4)电磁感应回路的等效与能量的综合问题。 3.必须明确的四个易错易混点 (1)电功、电热的区别与联系。 (2)平均值与有效值的计算与用途。
(3)理想变压器原线圈与副线圈的电压、电流、功
率的制约关系。 (4)右手定则与楞次定律的区别。
图4-1-3
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A.电流表A示数变化相等 B.电压表V2的示数变化不相等 C.电阻R1的功率变化相等 D.电源的输出功率均不断增大
解析:由U1=IR1和图乙可知,电流表A的示数随x增大也均匀 减小,因此,触头从a移到b和从b移到c的两过程中电流表示 数变化相等,A正确;由U2=E-Ir可知,电压表V2的示数也 随x增大而均匀变化,B错误;由PR1=I2R1可知,PR1与x不是 线性关系,因此C错误;因无法确定r与R外的大小关系,因此 电源输出功率变化规律无法确定,D错误。 答案:A
(2)电功、电功率公式、电流的定义式和微观表达式、
电容的定义式及平行板电容器电容的决定式等。 (3)电阻定律、焦耳定律、楞次定律、法拉第电磁感应 定律。 2.必须理解的四个关键点
(1)电源的输出功率与外电阻的关系。
(2)直流电路的动态问题分析方法。
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[典例]
(2013· 江苏高考)在输液
时,药液有时会从针口流出体外,为 了及时发现,设计了一种报警装置, 电路如图4-1-1所示。M是贴在针 口处的传感器,接触到药液时其电阻 RM发生变化,导致S两端电压U增 大,装置发出警报,此时 ( ) 图4-1-1
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I并↑ R↑→ U串↓
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1.[多选](2013· 怀化模拟)如图 4-1-2 所示的电路中,电 源电动势为 E,内电阻为 r,L 为小灯泡(其灯丝电阻可以视 为不变),R1 和 R2 为定值电阻,R3 为光敏电阻,其阻值的大 小随照射光强度的增强而减小。闭合开关 S 后,将照射光强 度增强,则 ( )
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二、方法技巧要用好 1.利用程序思维法分析电路动态问题 (1)程序思维法是按照一定的思维顺序分析、解决物理 问题的一种方法,应用该方法应注意以下两点: ①根据题目类型制定一个严谨、简洁的解题程序。 ②在分析和解决问题时,要严格按照解题程序进行,这 样可以规范解题过程、减少失误、节约解题时间。 (2)程序思维法分析电路动态变化的一般程序
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①明确局部电路变化时所引起的局部 电路电阻的变化。 局部 ← ②根据局部电阻的变化,确定电路的 外电阻R总如何变化。 E 整体 ←③根据闭合电路欧姆定律I总= ,确定电路的 R总+r 总电流如何变化。 ④由U内=I总r确定电源的内电压如何变化。 ⑤由U外=E-U内确定路端电压如何变化。 ⑥由部分电路欧姆定律确定干路上某定值 局部 ← 电阻两端的电压如何变化。 ⑦确定支路两端的电压以及通过各 支路的电流如何变化。
电表的读数及计算电热、 正余弦交流, ⇒ E=Em/ 2 ⇒ 电功及保险丝的熔断电流 电的有效值 等
平均值 ⇒ E =NΔΦ/Δt ⇒
二、方法技巧要用好
计算通过电阻的电荷量
交变电流瞬时值表达式书写的基本思路
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(1)确定正余弦交变电流的峰值, 根据已知图像或由公式 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。 如:①线圈从中性面开始计时,则 i-t 关系为正弦函数, 函数表达式为 i=Imsin ωt。 ②线圈从垂直中性面开始计时,则 i-t 关系为余弦函数, 函数表达式为 i=Imcos ωt。 三、易错易混要明了
1.只有正弦交流电最大值与有效值间才有 2倍关系。 2.计算电热时只能用有效值,不可用平均值。
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1.[多选](2013· 汕头模拟)如图4-1-5 所示,面积为S的矩形线圈与外部电 阻连接成闭合回路,线圈在磁感应 强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场 方向的转轴匀速转动,则 ( A.矩形线圈将产生交变电流 ) 图4-1-5
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2.(2013· 商丘模拟)电阻非线性变化的滑动变阻器R2接入图甲 的电路中,移动滑动变阻器触头改变接入电路中的长度x(x 为图中a与触头之间的距离),定值电阻R1两端的电压U1与x 间的关系如图乙所示,a、b、c为滑动变阻器上等间距的三 个点,当触头从a移到b和从b移到c的这两过程中,下列说 法正确的是( )
图4-1-2
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A.电路的路端电压将减小 B.灯泡L将变暗 C.R1两端的电压将增大 D.内阻r上发热的功率将增大
解析:照射光强度增强时,电阻R3阻值变小,回路总电阻变 小,由闭合电路欧姆定律知,总电流变大,由U=E-Ir,U1 =IR1可知,电源路端电压减小,R1两端电压增大,A、C正 确;由Pr=I2r可知,电源内阻r的发热功率增大,D正确;由 U=UR1+UR2可知,UR2减小,流过R2的电流减小,由I=IR2+ IL可知IL变大,灯泡L将变亮,B错误。 答案:ACD
答案:AC
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2.[多选](2013· 保定模拟)如图 4-1-6 所示,发电机内部线圈 处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中,两半边间的过渡 区域宽度很小, 可忽略不计。 线圈的总匝数为 N、 总电阻为 r, 每匝线圈的面积为 S,线圈所在位置的磁感应强度大小为 B。 当线圈以角速度 ω 匀速转动时,额定电压为 U、电阻为 R 的 小灯泡在电路中恰能正常发光,则发电机产生的感应电动势 的有效值是( )
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[解析]
当RM变大时,回路的总电阻R总变大,根据I总=
E ,得干路中的电流变小,S两端的电压U=I总RS变小,故选 R总
项A、B错误;当RM变小时,回路的总电阻R总= 1 1 1 +RS变
R RM E 小,根据I总= ,得干路中的电流变大,S两端的电压U=I总 R总 RS变大,而且R越大,RM变小时,对回路的总电阻变化的影响
2π A 正确;由 T=0.02 s,可得 ω= T =100 π rad/s,B 错误;0.01 s 时电流最大,此时线圈平面与磁场方向平行,C 正确;0.02 s 时与 t=0 时电流相同,对应图甲,应用右手定则可知流过 R 的 电流方向自左向右,D 错误。
[答案]
AC
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A.RM变大,且R越大,U增大越明显 B.RM变大,且R越小,U增大越明显 C.RM变小,且R越大,U增大越明显 D.RM变小,且R越小,U增大越明显
[思路点拨] (1)假设RM变大或变小,应用闭合电路欧姆定律和部分 电路欧姆定律得出U的变化。 (2)R越大,RM的变化对其并联阻值的影响越大。
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