高中物理二轮复习直流电与交流电

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专题四 电路和电磁感应 第一讲 直流电路与交流电路

何洁

知识主干

一、电功和电热

电功W ＝qU ＝UIt ；电热Q ＝I 2

Rt.

(1)对纯电阻电路，电功等于电热，即电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内

能，所以W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R t. (2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能(如机械能或化学能等)，所以电功必然大于电热，即W>Q ，这时电功只能用W ＝UIt 计算，电热只能用Q ＝I 2Rt 计算，两式不能通用．

（3）电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能；流经非纯电阻电路，消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能．

(4)电源的功率与效率

①电源的功率P ：也称为电源的总功率，是电源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：P= IE

②电源内阻消耗功率P 内：是电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率，计算

式为：P 内= I 2r .

③电源的输出功率P 外：外电路上消耗的功率，计算式为：P 外= IU 外 . ④电源的效率： ⑤电源的输出功率与外电阻R 的关系： 因此可知当电源内外电阻相等时，输出功率最大。 当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小．

当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．

当R 由小于r 增大到大于r 时，随着R 的增大输出功率先增大后减小(非单调变化)．

4．含容电路的分析技巧

电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的电压一定为零(有阻无流，则无电压)．

二、交变电流

交变电流的“四值”

22

2

2()()4RE E P UI R r R r r R ===-++外

(1)变压器原、副线圈基本量的关系

若升压变压器输出功率为P ，输出电压为U ，降压变压器得到功率为P'，电压为U'，则：输电电流 线

R U U U P I '-==…………① 输电线损耗功率 )()(2

2U U I R

U U R I P P P '-='-=='-=线损……② 由U P I R I P ==及线耗2

可推得 线损R U P P 22=……③ 由③知，输电电压增大到原来的n 倍，输电导线上损耗功率减少到原来的21n

。 考情分析

直流电路部分主要考查电路的简化，动态分析，电路故障的分析与判断，含容电路的分析，直流电路中的能量转化问题等等。交流电路部分主要考查交变电流的产生和描述，交流电四值、变压器的规律，远距离输电等知识点。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应对本内容的关键。

考点一 直流电路的分析

例1.如图，平行金属板中带电质点P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R 1的阻值和电源内阻相等。当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，则（ B ）

A ．电压表读数增大，电流表读数减小

B ．电源的输出功率逐渐增大

C ．质点P 将向上运动

D ．R 3上消耗 的功率逐渐增大

考点二 交变电流的产生及描述

例2. 如图所示，KLMN 是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框的水平边长为a,竖直边长为b ，线框绕某一竖直固定轴以角速度为ω匀速转动，在MN 边与磁场方向的夹角达到300

时，下面结论正确的是（ BC ） A. 此时线框中电流方向是由M 指向N

B. 此时产生的瞬时电动势为 Bwab

C. 此时穿过线框的磁通量为 Bab

D. 此时ML 边所受安培力方向垂直纸面向里

例3. 一个匝数为100匝，电阻为0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中，

磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为（ B ）

A ． A

B ． A

C ．6A D. 5A 考点三 对变压器和远距离输电的考查

例4. 如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比

n 1∶n 2=22∶5，电阻R 1=R 2=25Ω，D 为理想二极管，原线圈接

sin100πt(V)的交流电。则

( C ) A ．交流电的频率为100Hz B ．通过R 1

的电流为 A C ．通过R 2

A D

．变压器的输入功率为

200W

例5．某发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，如图不考虑变压器的能量损失，下列说法正确的是（ A ）

A. 输电线上的损失功率为300W

B. 升压变压器原副线圈匝数之比为1:100

C. 输电线中的电流为100A

D. 降压变压器的输入电压为4700V

考点四交变电流的综合问题

例6.如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N内阻不计，绕OO’轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是（ AB ）

A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表

达式为e=NBSωcosωt

B．矩形线圈从图示位置经过π/ω时间时，

通过电流表的电荷量为0

C．当P位置不动,R增大时，电压表读数也增大

D．当P位置向上移动、R不变时，电流表读数减小

直流电路与交流电路练习题

1.如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L标有“2V、0.4W”，

开关S接l，当变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光；

现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则（ AD ）

A.电源内阻为1Ω

B.电动机的内阻为4Ω

C.电动机正常工作电压为1V

D.电源效率约为93.3%

2.某同学设计了一个测定列车加速度的仪器，如右图所示．AB是一段圆弧形的电阻，O点为其圆心，圆弧半径为r.O点下用一电阻不计的金属线悬挂着一个金属球，球的下部与AB 接触良好且无摩擦．A、B之间接有内阻不计、电动势为9 V的电池，电路中接有理想电流表A，O、B间接有一个理想电压表V.整个装置在一竖直平面内，且装置所在平面与列车前进的方向平行．下列说法中正确的有( D )