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 ＝E

R ＋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 ＋r

E ＝1

1＋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 m

2

⇒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 1

n 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 2

n 1

频率关系

f 1＝f 2

2.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 ＝E

R ＋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 ＋r

E ＝1

1＋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＝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

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 ΔΦ

Δt ，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 1

n 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 2

n 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。

【变式训练1】(2017·淮安模拟)在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动过程中，下列说法正确的是()

A ．电容器的电荷量增大

B ．电流表A 的示数减小

C ．电压表V 1示数在变大

D ．电压表V 2示数在变大

【答案】

【变式训练2】(名师原创)在如图所示的电路中，已知电阻R 1的阻值小于滑动变阻器R 的最大阻值．闭合电键S ，在滑动变阻器的滑片P 由左端向右滑动的过程中，四个电表V 1、V 2、A 1、A 2的示数及其变化量分别用U 1、U 2、I 1、I 2、ΔU 1、ΔU 2、ΔI 1、ΔI 2表示，下列说法中正确的是( )

A ．U 1先变大后变小，I 1不变

B ．U 1先变小后变大，I 1变小

C.ΔU 1ΔI 2的绝对值先变大后变小，ΔU 2ΔI 2的绝对值不变 D ．U 2先变小后变大，I 2先变小后变大 【答案】

【解析】 片P 由滑动变阻器的左端向右端滑动的过程中，滑动变阻器R 的左半部分与R 1串联然后与R 的右半部分并联，并联电阻先变大后变小，所以电路总电阻先变大后变小，根据闭合电路欧姆定律，I 2先变小后变大，U 1先变大后变小，由极限法可得当滑片P 滑到滑动变阻器右端时，电流表A 1把R 1所在支路短路，此时I 1最大，所以I 1一直增大，A 、B 错误；对于C 项，ΔU 1ΔI 2的绝对值等于电源的内阻，保持不变；

ΔU 2

ΔI 2的绝对值等于R 2，保持不变，所以C 错误；电阻R 2不变，电压表V 2的示数U 2＝I 2R 2，U 2先变小后变大，D 正确．

【名师提醒】

闭合电路动态分析的两种常用方法

方法1：程序法 ：遵循“局部—整体—部分”的思路，按以下步骤分析：