高三物理二轮复习专题课件精编：专题六 第2课时 直流电路和交流电路

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专题六 第2课时
如图 6 所示， 图线 a 是线圈在匀强磁场中匀速转动 时所产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，其在同一 磁场中匀速转动过程中所产生的正弦交流电的图象如图线 b 所示．以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是
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(
)
图6
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A．在图中 t＝0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为 3∶2 C．交流电 a 的瞬时值为 u＝10sin 5πt V 20 D．交流电 b 电压的最大值为 V 3 本
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专题六 第2课时
题型 1 例1
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直流电路的动态分析 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件， 其电阻 Rt 随温
度 t 变化的图线如图 1 甲所示．如图乙所示电路中，热敏电 阻 Rt 与其他电阻构成的闭合电路中，当 Rt 所在处温度升高 时，两电表读数的变化情况是 ( )
间的场强逐渐减少到零，所以粒子受到的洛伦兹力大于电场 力，粒子将发生偏转，A 错误．
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保持开关闭合，将 a 极板向下移动一点，电容增大，电容器充 电，两极板之间电场强度增大，粒子所受电场力增大，粒子可 能向上偏转，选项 B 正确．
保持开关闭合，将滑片 P 向上滑动一点，平行金属板间电压降 低，粒子所受电场力小于洛伦兹力．若粒子带负电，粒子将可 能从下极板边缘射出，选项 C 正确．
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专题六 第2课时
保持开关闭合， 将滑片 P 向下滑动一点， 平行金属板间电压升 高，粒子所受电场力大于洛伦兹力．若粒子带正电，粒子将可
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能从下极板边缘射出，选项 D 正确．
答案 BCD
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专题六 第2课时
以题说法
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分析含容电路的基本思路
图5
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A．电流表的示数为 10 A B．线圈转动的角速度为 50π rad/s C．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02 s 时电阻 R 中电流的方向自右向左
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专题六 第2课时
解析 电流表测量的是电路中电流的有效值 I＝10 A，选项 A 正确． 2π 由图象可知， T＝0.02 s， 所以 ω＝ ＝100π rad/s， 选项 B 错误． T
(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 .
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2．电源的功率和效率 (1)电源的几个功率
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专题六 第2课时
解析 只将 S1 从 2 拨向 1 时，输出电压增大，输出功率增大， 原线圈输入电流增大，电流表示数变大，选项 A 错误． 只将 S2 从 4 拨向 3 时，输出电压减小，输出功率减小，原线圈
本 输入电流减小，电流表示数变小，选项 B 正确． 课 时 电阻 R2 两端电压不变， 选项 C 错误． 栏 只将 S3 从闭合变为断开， 目 开 只将变阻器 R3 的滑动触头上移，变压器的输出电流减小，输 关
(2013· 江苏· 4)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 2 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
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(
)
图2 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
(2)瞬时值 e＝ NBSωsin ωt
.
Em (3)有效值：正弦式交流电的有效值 E＝ ；非正弦式交流 2 电必须根据电流的 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．
ΔΦ n Δt (4)平均值：E＝ ，常用来计算通过电路的电荷量．
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出功率减小，由变压器功率关系可知其输入功率减小，选项 D 正确．
答案 BD
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以题说法
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、
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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、 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．
首先分析清楚电路的连接方式，必要时画等效电路图，电容器 处的电路可看做断路，简化电路时可去掉；其次分析电容器两 端的电压与哪部分电路(或电阻)的电压相同；最后弄清楚电容 器是充电过程还是放电过程．
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专题六 第2课时
如图 4 所示，平行金属板中带电质点 P 处于静止
状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器 R4 的滑片向 b 端移动时，则
题型 2 含电容器电路问题的分析
专题六 第2课时
例 2 如图 3 所示的电路中，电源电动势为 E、内阻为 r，两平行金属板间有匀强磁
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场．开关 S 闭合后，当滑动变阻器滑片位 不计重力，以下说法正确的是
图3 于图示位置时， 一带电粒子恰好以速度 v 匀速穿过两板． 若
( ) A．如果将开关断开，粒子将继续沿直线运动 B．保持开关闭合，将 a 极板向下移动一点，粒子可能向上 偏转 C．保持开关闭合，将滑片 P 向上滑动一点，粒子将可能从 下极板边缘射出
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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 P出 U (2)电源的效率 η＝ ×100%＝E×100% P总
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3．交流电的“四值” (1)最大值 Em＝ NBSω .
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解析 由题意知，S 两端的电压增大，则电路中的电流增大，
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药液接触传感器的电阻变小，则 A、B 选项是错误的；
将 S 看做外电路，其余看做等效电源，根据 U＝E－Ir 可判断， 同样的变化电流，则内阻越大电压变化越大，因此答案为 C.
答案 C
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4．理想变压器的基本关系式 P出 (1)功率关系：P 入＝ ． n1 U1 (2)电压关系： ＝ n2 . U2
n2 I1 (3)电流关系：只有一个副线圈时 ＝ n1 . I2
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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
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变压器和远距离输电问题 如图 7 所示， 理想变压器初级线圈
接一正弦式交变电流，交变电流的电 压有效值恒定不变．则下列说法中正 确的是 ( )
图7
A．只将 S1 从 2 拨向 1 时，电流表示数变小 B．只将 S2 从 4 拨向 3 时，电流表示数变小 C．只将 S3 从闭合变为断开，电阻 R2 两端电压增大 D．只将变阻器 R3 的滑动触头上移，变压器的输入功率减小
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第 2 课时
直流电路和交流电路
本 课 1．纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较 时 栏 (1)纯电阻电路，电功 W＝UIt，电功率 P＝UI，且电功全部 目 2 U2 U 开 2 2 电热 转化为 ，有 W ＝ Q ＝ UIt ＝ t ＝ I Rt ， P ＝ UI ＝ ＝ I R. 关 R R
答案 D
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以题说法
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当传感器与电路问题结合在一起时， 传感器实质是
一变化的电阻，电路问题实质是电路的动态分析问题．通过题 意分析并建立传感器的某一特性物理量与电学物理量 (电压、 电流、电阻等)之间的关系，是解决此类问题的关键．
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(3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次． 2．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．
t＝0.01 s 时，电流最大，线圈平面与磁场方向平行，选项 C 正确．
t＝0.02 s 时，线圈所处的状态就是图示状况，此时 R 中电流的 方向自左向右，选项 D 错误．
答案 AC
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以题说法 1.线圈通过中性面时的特点
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(1)穿过线圈的磁通量最大； (2)线圈中的感应电动势为零；
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图4 A．电压表读数减小 B．电流表读数减小 C．质点 P 将向上运动 D．R3 上消耗的功率逐渐增大
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解析 当滑动变阻器 R4 的滑片向 b 端移动时，R4 的阻值在减 E 小，所以回路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律 I＝ 得 R＋ r 干路的总电流增大， U＝E－Ir，所以电源的路端电压减小，
图1 A．A 变大，V 变大 C．A 变小，V 变大 B．A 变大，V 变小 D．A 变小，V 变小
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解析 由电路图可知， 电压表和电流表与热敏电阻是间接并联 关系，当 Rt 所在处温度升高时，Rt 的阻值减小，利用“并同
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串反”知电流表和电压表的读数都减小．
本 课 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 时 栏 联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况． 目 开 (2)结论法——“并同串反”： 关
变化入手，由串、并联规律判定 R 总的变化情况，再由欧姆定
“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).
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专题六 第2课时
D．保持开关闭合，将滑片 P 向下滑动一点，粒子将可能从
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下极板边缘射出
审题突破ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ开关断开，电容器两金属板间的场强变化吗？保持 开关闭合，a 板下移，电容器两板间的场强怎样变化？
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专题六 第2课时
解析
将开关断开，电容器将通过滑动变阻器放电， a、b 板
答案 A
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题型 3 例3 交流电的产生和描述
专题六 第2课时
(2013· 山东· 17)图 5 甲是小型交流发电机的示意图， 两磁
极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场， 为交流电 流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO′沿逆时针方向匀速
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转动， 从图示位置开始计时， 产生的交变电流随时间变化的 图象如图乙所示．以下判断正确的是 ( )
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R3 上电压减小，质点 P 受到的电场力减小，所以将向下运动， 选项 C 错误；
R3 上电压减小，其电流也减小，选项 D 错误；
由干路的总电流增大， 通过 R3 的电流减小可知通过电流表支路 的电流增大，选项 B 错误； 又因 R4 与 R2 电压之和与 R3 上电压相等，R3 上电压减小，而 R2 电压增大，故 R4 电压必减小，所以选项 A 正确．
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专题六 第2课时
交流电 a 的瞬时值为 u＝10sin 5πt V，选项 C 正确．
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20 由 Um＝NBSω 可知交流电 b 电压的最大值为 3 V，选项 D 正确．
此题关于这两个正弦交流电的说法错误的是 A.
答案 A
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专题六 第2课时
题型 4 例4
专题六 第2课时
课 时 解析 t＝0 时刻产生的电压为零， 穿过线圈的磁通量变化率为 栏 目 零，磁通量最大，选项 A 错误． 开 关
图线 a 所示正弦交流电周期为 0.4 s， 图线 b 所示正弦交流电周 期为 0.6 s，根据转速与周期关系可知，线圈先后两次转速之比 为 3∶2，选项 B 正确．