专题六电磁感应和电路第2讲 直流电路和交流电路

第2讲 直流电路和交流电路

高考题型1 直流电路的动态分析

解题方略

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 ＝U 2R

t ＝I 2

Rt ，P ＝UI ＝U 2R ＝I 2R . (2)非纯电阻电路：电功W ＝UIt ，电功率P ＝UI ，电热Q ＝I 2Rt ，电热功率P 热＝I 2R ，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 ＝I 2Rt 、P 热＝I 2R .

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＝I 2r

③电源的输出功率：P 出＝UI ＝P 总－P 内

(2)电源的效率η＝P 出P 总

×100%＝U E ×100%. 3．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，再由闭合电路欧姆定律判断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)．

例1 (2015·宝鸡九校联考)如图1所示，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，当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，则( )

图1

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．R4上消耗的功率逐渐增大

预测1(2015·上海市浦东新区二模)如图2所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)．闭合开关S后，随着光照强度逐渐增强()

图2

A．两只灯泡均逐渐变暗

B．两只灯泡均逐渐变亮

C．电源内电路消耗的功率逐渐增大

D．光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐增大

预测2(2015·南通市二模)某温控电路的原理图如图3所示，R M是负温度系数半导体热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在15～27℃的环境中工作．当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备．下列说法中正确的是()

图3

A．环境温度降低，R M的阻值减小

B．环境温度升高，U ab变大

C．滑片P向下移动时，U ab变大

D．调节滑片P能改变升温和降温设备启动时的临界温度

高考题型2 交流电的产生和描述

解题方略

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．

2．交流电的“四值”

(1)最大值E m ＝NBSω.分析电容器的耐压值．

(2)瞬时值e ＝NBSωsin ωt .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：正弦式交流电的有效值E ＝E m 2

；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：E ＝n ΔΦΔt

，常用来计算通过电路的电荷量． 例2 (2015·泰安模拟)如图4所示，边长L ＝0.2m 的正方形线圈abcd ，其匝数n ＝10，总电阻r ＝2Ω，外电路的电阻R ＝8Ω，ab 边的中点和cd 边的中点的连线OO ′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B ＝1T ，若线圈从图示位置开始计时，以角速度ω＝2rad/s 绕OO ′轴匀速转动．则以下判断中正确的是( )

图4 A ．在t ＝π4

s 时刻，磁场穿过线圈的磁通量最大 B ．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e ＝0.8sin2t V

C ．从t ＝0时刻到t ＝π4

s 时刻，通过电阻R 的电荷量q ＝0.02C D ．从t ＝0时刻到t ＝π4

s 时刻，电阻R 上产生的热量为Q ＝3.2π×10－4J

预测3 (多选)(2015·沈阳市检测)如图5所示，一矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动．沿着OO ′从上向下观察，线圈沿逆时针方向转动．已知线圈匝数为n ，总电阻为r ，ab 边长为l 1，ad 边长为l 2，线圈转动的角速度为ω，外电阻阻值为R ，匀强磁场的磁感应强度为B ，则下列判断正确的是( )

图5

A ．在图示位置ab 边所受的安培力为F ＝n

B 2l 21l 2ωR ＋r

B ．线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量为q ＝nBl 1l 2R ＋r

C ．在图示位置穿过线圈的磁通量为0

D ．在图示位置穿过线圈的磁通量的变化率为0

预测4 (2015·揭阳二模)如图6所示的交流电压加在一电阻两端，下列说法不正确的是( )

图6

A ．该交流电压的频率为50Hz

B ．该交流电压的周期为0.03s

C ．并联在该电阻两端的交流电压表的示数为110V

D ．该交流电压的瞬时值表达式为u ＝1102sin100πt (V)

预测5 (2015·广东七校第二次联考)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图7甲所示．已知发电机线圈内阻为5Ω，现外接一只电阻为105Ω的灯泡，如图乙所示，则( )