2018届二轮复习直流电路与交流电路课件（共39张）（全国通用）

2018届二轮复习直流电路与交流电路课件（共39张）（全国通用）

第 1 讲　直流电路与交流电路 热点精练 1 　 直流电路动态分析 热点 精练 2 　 交变电流的产生及描述 栏目索引 热点 精练 3 　 变压器与远距离输电 热点精练 1 　 直流电路动态分析 知识方法链接 1. 明确 1 个定律、 2 个关系 (1) 闭合电路欧姆定律： I ＝ . (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 ＝ E ＝ 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 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 . 真题模拟精练 A . 电路中电源电动势为 3.4 V B. 变阻器的触头向右滑动时， V 2 读数逐渐减小 C. 此电路中，电动机的最大输出功率为 0.9 W D. 变阻器的最大阻值为 30 Ω 图 1 2 3 1 √ 答案 解析 1. 如图 1 所示，图甲中 M 为一电动机，当滑动 变阻器 R 的触头从一端滑到另一端的过程中，两 电压表 的读数随电流表读数的变化情况如图乙所 示 . 已知电流表读数在 0.2 A 以下时，电动机没有 发生转动 . 不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是 解析　 由题图甲知，电压表 V 2 测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示 V 2 的电压与电流的关系，此图线斜率的绝对值大小等于电源的内阻，为 r ＝ Ω ＝ 2 Ω. 当电流 I ＝ 0.1 A 时， U ＝ 3.4 V ，则电源的电动势 E ＝ U ＋ Ir ＝ 3.4 V ＋ 0.1 × 2 V ＝ 3.6 V ，故 A 错误； 变阻器的触头向右滑动时， R 阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压即为 V 2 读数逐渐增大，故 B 错误； 2 3 1 由 题图乙可知，电动机的电阻 r M ＝ Ω ＝ 4 Ω. 当 I ＝ 0.3 A 时， U ＝ 3 V ，电动机的输入功率最大，最大输入功率为 P ＝ UI ＝ 3 × 0.3 W ＝ 0.9 W ，则最大输出功率一定小于 0.9 W ，故 C 错误 ； 当 I ＝ 0.1 A 时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以 R ＝ － r － r M ＝ ( － 2 － 4) Ω ＝ 30 Ω ，故 D 正确 . 2 3 1 2.(2017· 辽宁本溪市联合模拟 ) 如图 2 所示的电路中，电源内电阻为 r ， R 1 、 R 3 、 R 4 均为定值电阻，电表均为理想电表，闭合开关 S ，将滑动变阻器 R 2 的滑片向右移动，电流表和电压表示数变化量的绝对值分别为 Δ I 、 Δ U ，下列结论正确的是 A . 电流表示数变大，电压表示数变小 B. 电阻 R 1 被电流表短路 C . > r D . < r 图 2 答案 解析 2 3 1 √ 解析　 R 1 、 R 2 并联后与 R 4 串联的整体，再与 R 3 并联，电压表测量路端电压，等于 R 3 两端的电压，电流表测量通过 R 2 和 R 3 的电流，设通过 R 1 、 R 2 、 R 3 、 R 4 的电流分别为 I 1 、 I 2 、 I 3 、 I 4 ，它们两端的电压分别为 U 1 、 U 2 、 U 3 、 U 4 ，干路电流为 I 总 ，路端电压为 U ，电流表示数为 I . R 2 变大，外电阻变大， I 总 变小， U ＝ E － I 总 r 变大， U 3 变大即电压表示数变大， I 3 变大， I 4 ＝ I 总 － I 3 变小， U 4 变小，而 U 1 ＝ U － U 4 ，则 U 1 变大， I 1 变大，由 I 总 ＝ I ＋ I 1 ，故 I 变小，即电流表示数减小， A 、 B 错误 ； 由 闭合电路欧姆定律 U ＝ E － I 总 r ， 得 ＝ r ，由 I 总 ＝ I ＋ I 1 ， I 变小， I 1 变大， I 总 变小，则 Δ I >Δ I 总 ， 故 C 错误， D 正确 . 2 3 1 3.( 多选 )(2017· 广东广州市测试一 ) 在如图 3 所示的 电路 中 ， R 1 、 R 2 、 R 3 均为可变电阻，两块水平放置的 平行 金属 板之间，有一根以 O 为轴可在竖直平面内自由 转 动 的轻小绝缘棒，棒的两端固定着两个带等量异种 电 荷 的小球，当开关 S 闭合后，棒处于水平状态 . 为使 棒 逆时针 开始转动，下列措施可行的是 A . 减小 R 1 B . 减小 R 2 C. 增大 R 3 D . 断开 S 图 3 √ 答案 2 3 1 √ 热点精练 2 　 交变电流的产生及描述 知识方法链接 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 ， 计算通过电路截面的电荷量 . 真题模拟精练 答案 解析 4. 图 4 甲为小型旋转电枢式交流发电机的 原 理图 ，其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 ′ ( OO ′ 沿水平方向 ) 匀速转动，线圈的两端 经 集流环 和电刷与电阻 R ＝ 10 Ω 连接，与电阻 R 并联的交流电压表为理想电压表，示数为 10 V. 图乙是矩形线圈中磁通量 Φ 随时间 t 变化的图象 . 则 A. 此交流发电机的电动势平均值为 10 V B. t ＝ 0.02 s 时 R 两端的电压瞬时值为零 C. R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律 是 u ＝ 10 cos (100π t ) V D. 当 ab 边速度方向向上时，它所受安培力的方向也 向上 图 4 5 6 4 √ 解析　 矩形线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，产生正弦交流电，外电阻 R ＝ 10 Ω ，电压表示数 10 V ， 说明 ＝ 10 V 即 E m ＝ 10 V . 根据题图乙 t ＝ 0 时磁通量等于 0 可判断 t ＝ 0 时 R 两端的电压最大，所以 R 两端的电压随时间变化的规律为 u ＝ 10 cos ωt ＝ 10 cos(100π t ) V ，选项 C 对 . t ＝ 0.02 s 代入电动势的表达式，此刻 u ＝ 10 V ，选项 B 错 . 根据 楞次定律，感应电流总是阻碍线圈的转动，所以当 ab 边速度方向向上时，它所受安培力的方向向下，选项 D 错 . 电动势 平均值为磁通量和时间的比值，而该比值最大为 E m ＝ 10 V ， 所 以 平均值一定比 E m ＝ 10 V 小，选项 A 错 . 5 6 4 5. 如图 5 所示，矩形闭合导线框 ABCD 处于可视为 水 平方 向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴 OO ′ 匀速转动 ，并与理想变压器原线圈相连， 副线圈 接 有一只 “ 11 V,33 W ” 的灯泡 . 当灯泡正常 发光 时，变压器 输入电压 u ＝ 33 cos (10π t ) V. 下列说法 正确的是 A. 图示位置可能是计时起点 B. 图示位置线框中产生的磁通量变化率最小 C. 变压器原、副线圈匝数之比为 3 ∶ 1 D. 通过电流表 A 的电流为 A 图 5 答案 解析 √ 5 6 4 解析　 根据瞬时值表达式可知，线框转动的计时起点是线框平面与磁感线平行的位置，不是图示的位置，选项 A 错误 ； 图示 位置线框中的磁通量最大，磁通量的变化率最小，选项 B 正确 ； 变压器 原线圈的电压有效值为 33 V ，副线圈电压为 11 V ， 根据 ， 则变压器原、副线圈匝数之比为 3 ∶ 1 ，选项 C 错误 ； 根据 输出功率与输入功率相等可知，通过电流表 A 的电流 为 1 A ， 选项 D 错误 . 5 6 4 6.( 多选 )(2017· 河南省天一大联考五 ) 如图 6 所示，一个面积为 S 的单匝金属线圈 ( 电阻不计 ) 在匀强磁场 B 中以恒定的角速度 ω 绕垂直于磁场方向的固定轴 OO ′ 匀速转动，线圈两端通过电刷与图示的电路连接 . 其中电阻 R 1 ＝ R ，光敏电阻 R 2 在无光照时其阻值也为 R ( 有光照时其电阻减小 ) ，理想变压器的原、副线圈的匝数比为 n ∶ 1 ，则 图 6 5 6 4 A. 从图示位置开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬时值表达式 为 e ＝ BSω sin ωt B. 开关 K 处于闭合状态，当减小光照强度时，电压表的示数不变， 电流表 的 示数减小 C. 开关 K 处于闭合状态，当 R 2 上端串联理想二极管时，电流表的示数不变 D. 当开关 K 断开， R 2 用黑纸包裹时， R 2 两端电压的有效值为 √ 答案 解析 5 6 4 √ 解析　 从图示位置开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬时值表达式为 e ＝ BSω cos ωt ，故选项 A 错误 ； 开关 K 处于闭合状态，减小光照强度时， R 2 电阻增大，副线圈的电压由匝数和输入电压决定，电压表的示数不变，故副线圈中电流减小，则电流表示数减小，故选项 B 正确 ； 由于 二极管具有单向导电性，在一个周期内 有 ， 则电压表示数减小，副线圈中电流减小，电流表示数将减小，故选项 C 错误 ； 5 6 4 开关 K 断开时，电阻 R 1 和理想变压器串联，根据串联电路规律有 ： 联 立解得 ： 故 选项 D 正确 . 5 6 4 热点精练 3 　 变压器与远距离输电 知识方法链接 1. 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 ： 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 ， 有多个副线圈时， U 1 I 1 ＝ U 2 I 2 ＋ U 3 I 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. 输电过程的功率关系 注意： (1) 变压器联系着两个电路：原线圈电路、副线圈电路 . 原线圈在原线圈电路中相当于一用电器，副线圈在副线圈电路中相当于电源 . (2) 远距离输电示意图中涉及三个电路，在中间的远距离输电线路中升压变压器的副线圈、导线、降压变压器的原线圈相当于闭合回路的电源、电阻、用电器 . (3) 各自电路中应用闭合电路欧姆定律分析问题 . 真题模拟精练 答案 7.( 多选 ) 如图 7(a) 中，理想变压器的原 、 副线圈 的匝数比为 4 ∶ 1 ， R T 为阻值随 温 度 升高而减小的热敏电阻， R 1 为定值 电 阻 ，电压表和电流表均为理想交流电表 . 原线圈所接电压 u 随时间 t 按正弦规律变化，如图 (b) 所示 . 下列说法正确的是 A . 变压器输入、输出功率之比为 4 ∶ 1 B. 变压器原、副线圈中的电流之比为 1 ∶ 4 C. u 随 t 变化的规律为 u ＝ 51sin (50π t ) V D. 若热敏电阻 R T 的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大 图 7 √ √ 8 9 7 解析 10 11 12 解析　 由题意知，变压器是理想变压器，故变压器输入、输出功率之比为 1 ∶ 1 ，故选项 A 错误 ； 变压器 原、副线圈中的电流之比与匝数成反比， 即 故 选项 B 正确； 由 题图 (b) 可知交流电压最大值 U m ＝ 51 V ，周期 T ＝ 0.02 s ，可由周期求出角速度的值为 ω ＝ 100π rad/s ，则可得交流电压 u 的表达式 u ＝ 51sin (100π t ) V ，故选项 C 错误 ； R T 处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故选项 D 正确 . 8 9 7 10 11 12 8.( 多选 )(2017· 山东日照市一模 ) 如图 8 所示，理想变压器原线圈与一交流电源相连，原、副线圈分别接有相同的灯泡 a 、 b 和 c . 已知小灯泡的额定电压为 0.3 V ，电阻为 30 Ω( 假设电阻不随温度变化而变化 ). 闭合开关 S ，三个灯泡均能正常发光，下列说法正确的是 A . 原、副线圈的匝数比为 2 ∶ 1 B. 交流电源的电压值为 0.6 V C. 断开开关 S ，小灯泡 b 可能会烧坏 D. 断开开关 S ，小灯泡 a 可能会烧坏 图 8 答案 √ √ 8 9 7 10 11 12 9. 通过理想变压器给用电器供电， 电路如 图 9 甲所示，变压器原线圈匝数 n 1 ＝ 1 000 匝，副线圈的匝数分别为 n 2 ＝ 50 匝 、 n 3 ＝ 100 匝 . 在原线圈 ab 端接如图 乙所 示的交变电流，下列说法正确的是 A . 交流电的频率为 100 Hz B. U 2 ＝ 50 V ， U 3 ＝ 100 V C. I 1 ∶ I 2 ＝ 1 ∶ 20 D. 闭合开关 S ，则 I 1 增大 图 9 答案 解析 √ 8 9 7 10 11 12 解析　 交流电的周期为 0.02 s ，频率为 50 Hz ，选项 A 错误 ； 根据 变压器的匝数与电压比可知 ， 选项 B 错误 ； 因 电流与匝数之间满足： I 1 n 1 ＝ I 2 n 2 ＋ I 3 n 3 ，故选项 C 错误 ； 闭合 开关 S ，则 I 3 变大，根据 I 1 n 1 ＝ I 2 n 2 ＋ I 3 n 3 可知 I 1 增大，选项 D 正确，故选 D. 8 9 7 10 11 12 答案 解析 10.( 多选 )(2017· 广东惠州市第三次调研 ) 如图 10 所示 ， 理想变压器 原线圈接一交变电流，交变电流的 电压 有效值 恒定不变 . 副线圈接有光敏电阻 R ( 光敏电阻 阻 值 随光照强度增大而减小 ) 、 R 2 和 R 3 ，则下列说法 中 正确 的是 A . 只将 S 1 从 2 拨向 1 时，电流表示数变小 B. 只将 S 2 从 4 拨向 3 时，电流表示数变小 C. 只将 S 3 从闭合变为断开，电阻 R 2 两端电压增大 D. 仅增大光照强度，原线圈的输入功率增大 √ 图 10 8 9 7 10 11 12 √ 解析　 只将 S 1 从 2 拨向 1 时， n 1 变小，根据变压比公式，输出电压变大，输出电流变大，输出功率变大，输入功率变大，故输入电流变大， A 错误 ； 只 将 S 2 从 4 拨向 3 时， n 2 变小，根据变压比公式，输出电压变小，输出电流变小，输出功率变小，输入功率变小，故输入电流变小， B 正确 ； 只 将 S 3 从闭合变为断开，少一个支路，但电阻 R 2 与 R 3 串联支路的电压不变，故通过电阻 R 2 的电流不变，其两端电压也不变， C 错误 ； 仅 增大光照强度，负载总电阻变小，输出电流变大，输出功率变大，故输入功率变大， D 正确 . 8 9 7 10 11 12 11.( 多选 )(2017· 四川资阳市 4 月模拟 ) 一个含 有理 想 变压器的电路如图 11 所示，其中 R 1 、 R 3 、 R 4 为 定值电阻， R 2 为滑动变阻器，电表为理想 电 表 ， u 为正弦交流电源，输出电压有效值恒定 ， 当 滑片 P 从左向右滑动的过程中，下列说法正确的是 A . 电压表示数变大 B. 电容器 C 所带电荷量始终不变 C. 电流表示数减小 D. 理想变压器输出功率增大 √ 图 11 答案 解析 8 9 7 10 11 12 √ 解析　 设原线圈电流为 I 1 ，原线圈的电压为 U 1 ＝ U － I 1 R 1 ，根据电压与匝数成正比可得 ： 副线圈 的电流 为 根据 电流与匝数成反比可得： n 1 I 1 ＝ n 2 I 2 ，联立各式解得 ： 原 、副线圈匝数不变，当滑片 P 从左向右滑动的过程中， R 2 增大，所以 I 2 减小， I 1 减小， U 2 增大，故 A 、 C 正确 ； 8 9 7 10 11 12 因为 I 2 减小， R 3 两端的电压减小，即电容器的电压减小，由 Q ＝ CU 可知，电容器 C 所带电荷量减小，故 B 错误 ； 理想变压器 输出功率为 P ＝ U 1 I 1 ＝ ( U － I 1 R 1 ) I 1 ＝ UI 1 － P 是关于 I 1 的二次函数，当 I 1 减小， P 有可能先增大后减小，也有可能一直减小，故 D 错误 . 8 9 7 10 11 12 12.(2017· 河南省六市第一次联考 ) 如图 12 甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 5 ∶ 1 ，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管 ( 正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路 ) 、定值电阻 R 0 、热敏电阻 R t ( 阻值随温度的升高而减小 ) 及报警器 P ( 电流增加到一定值时报警器 P 将发出警报声 ) 组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表，则以下判断正确的 是 图 12 8 9 7 10 11 12 A . 变压器副线圈输出交流电的频率为 25 Hz B. 电压表的示数为 22 V C. R t 处温度减小到一定值时，报警器 P 将会发出警报声 D. 报警器报警时，变压器的输入功率比报警前小 √ 答案 解析 8 9 7 10 11 12 解析　 根据题图乙知，原线圈输入的交流电的周期 T ＝ 0.02 s ， 频率 变压器 不改变交流电的频率，所以变压器副线圈输出交流电的频率为 50 Hz ，故 A 错误 ； 原线圈两端电压的有效值为 U 1 ＝ V ＝ 220 V ，根据电压与匝数成正比，得副线圈两端的电压 U 2 ＝ × 220 V ＝ 44 V ，因为二极管具有单向导 电性，所以有 代入数据得 解得： U 有 ＝ 22 V ，故 B 正确； 8 9 7 10 11 12 温度 降低，电阻增大，电流减小，但是电流要增大到一定值时报警，正好相反，故 C 错误 ； 报警器 报警时，电流增大，输出功率变大，根据输入功率等于输出功率，知变压器的输入功率变大，所以变压器的输入功率比报警前大，故 D 错误 . 8 9 7 10 11 12 本课结束