直流电路和交流电路

直流电路和交流电路

一、知识盘点：

1．纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较

(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＝UIt＝t＝I2Rt，P＝UI＝＝I2R.

(2)非纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，电热Q＝I2Rt，电热功率P热＝I2R，电功率大于电热功率，即W>Q，故求电功、电功率只能

用W＝UIt、P＝UI，求电热、电热功率只能用Q＝I2Rt、P热＝I2R.

2．电源的功率和效率

(1)电源的几个功率

①电源的总功率：P总＝EI

②电源内部消耗的功率：P内＝I2r

③电源的输出功率：P出＝UI＝P总－P内

(2)电源的效率η＝×100%＝×100%

3．交流电的“四值”

(1)最大值E m＝NBSω

(2)瞬时值e＝NBSωsin_ωt.

(3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解．计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值．

(4)平均值：＝n，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：＝.

(3)电流关系：只有一个副线圈时＝.

二、方法与规律：

1．直流电路动态分析方法

(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”．即从阻值的变化入手，由

串、并联规律判定R总的变化情况，再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况．

(2)结论法——“并同串反”：

“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)．

“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)．

2.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．

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．

4．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．

不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、弄清“谁决定谁”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．

三、针对训练：

1．某同学准备用一种金属丝制作一只电阻温度计．他先通过实验描绘

出一段金属丝的U－I曲线，如图甲所示．再将该金属丝与某一定值电阻R0串联接在电路中，用电压表(电压表的内阻远大于金属丝的电阻)与金属丝并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示．下列说法中正确的是( )

A．从图甲可知，该金属丝的阻值随温度的升高而减小

B．图乙中电压表的指针偏转角越大，温度值越小

C．选用不同阻值的R0可以改变温度计的量程，R0越大，量程越大D．温度越高，电源消耗的功率越大

2．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r＝2Ω矩形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固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器R 的最大阻值为R0＝Ω，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1

＝R0、R2＝，其他电阻不计．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关S，线圈转动过程中理想交流电压表示数是10V，图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图像，则下列说法正确的是( )

A．电阻R2上的热功率为W

B．0.02s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零

C．线圈产生的e随时间t变化的规律是e＝10cos100πt (V)

D．线圈开始转动到t＝s的过程中，通过R1的电荷量为C

3．如图为学校配电房向各个教室的供电示意图，T为理想变压器，V1、A1为监控市电供电端的电压表和电流表，V2、A2为监控校内变压器的输出电压表和电流表，R1、R2为教室的负载电阻，V3、A3为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关S 闭合时( )

A．电流表A1、A2和A3的示数都变大

B．只有电流表A1的示数变大

C．电压表V3的示数变小

D．电压表V2和V3的示数都变小

4．如图甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表．内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是( )

A．电压表的示数为10V

B．0.01s时发电机线圈平面与磁场方向平行

C．若P的位置向上移动、R的大小不变时，电流表读数将减小

D．若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍