2019届二轮复习第1讲　恒定电流和交变电流课件（60张）（全国通用）

2019届二轮复习第1讲　恒定电流和交变电流课件（60张）（全国通用）

专题六　电路和电磁感应 高考领航 真题剖析 备考跨越 高考领航 过真题 做笔记 真题在线 1. (2018· 全国 Ⅲ 卷 ,16) 一电阻接到方波交流电源上 , 在一个周期内产生的热量为 Q 方 ; 若该电阻接到正弦交流电源上 , 在一个周期内产生的热量为 Q 正 . 该电阻上电压的峰值均为 u 0 , 周期均为 T, 如图所示 . 则 Q 方 ∶ Q 正 等于 ( 　 　 ) D 内容排查: 交变电流的图像□ 交变电流有效值的求法□ 焦耳定律和欧姆定律□ 心得笔记:       2 .(2018· 江苏卷 ,2) 采用 220 kV 高压向远方的城市输电 . 当输送功率一定时 , 为使输电线上损耗的功率减小为原来的 , 输电电压应变为 ( 　 　 ) A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV C 内容排查: 输电电压与输电电流的关系□ 输电线上损失的功率□       心得笔记 : 3. (2018· 全国 Ⅰ 卷 ,19)( 多选 ) 如图 , 两个线圈绕在同一根铁芯上 , 其中一线圈通过开关与电源连接 , 另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路 . 将一小磁针悬挂在直导线正上方 , 开关未闭合时小磁针处于静止状态 . 下列说法正确的是 ( 　 　 ) A. 开关闭合后的瞬间 , 小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动 B. 开关闭合并保持一段时间后 , 小磁针的 N 极指向垂直纸面向里的方向 C. 开关闭合并保持一段时间后 , 小磁针的 N 极指向垂直纸面向外的方向 D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间 , 小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动 AD 解析 : 根据安培定则 , 开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场 . 根据楞次定律 , 直导线上将产生由南向北的电流 , 根据安培定则 , 直导线上方的磁场垂直纸面向里 , 故小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动 ,A 正确 ; 开关闭合并保持一段时间后 , 直导线上没有感应电流 , 故小磁针的 N 极指北 ,B,C 错误 ; 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间 , 根据楞次定律 , 直导线上将产生由北向南的电流 , 这时直导线上方的磁场垂直纸面向外 , 故小磁针 N 极朝垂直纸面向外的方向转动 ,D 正确 . 内容排查: 楞次定律□ 安培定则□       心得笔记 : 4. (2018· 全国 Ⅲ 卷 ,20)( 多选 ) 如图 (a), 在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R,R 在 PQ 的右侧 . 导线 PQ 中通有正弦交流电 i,i 的变化如图 (b) 所示 , 规定从 Q 到 P 为电流正方向 . 导线框 R 中的感应电动势 ( 　 　 ) AC 内容排查: 楞次定律□ 法拉第电磁感应定律□       心得笔记 : 5. (2017· 全国 Ⅰ 卷 ,18) 扫描隧道显微镜 (STM) 可用来探测样品表面原子尺度上的形貌 . 为了有效隔离外界振动对 STM 的扰动 , 在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板 , 并施加磁场来快速衰减其微小振动 , 如图所示 . 无扰动时 , 按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场 ; 出现扰动后 , 对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 ( 　 　 ) A 解析 : 紫铜薄板上下振动时 , 方案 B,C,D 中穿过薄板的磁通量不发生变化 , 没有感应电流产生 ; 方案 A 中 , 无论是上下还是左右振动 , 薄板中的磁通量都会发生变化 , 产生的感应电流会阻碍紫铜薄板上下及其左右振动 , 达到衰减的效果 , 选项 A 正确 . 内容排查: 感应电流产生的条件□ 楞次定律的推论□       心得笔记 : 真题剖析 析真题 得技法 高考题源 题图示例 核心点拨 技法提炼 2018 全国 Ⅲ 卷 ,16 ( 交变电流的有 效值 ) 根据电流的热效应求有效值 复习直流电路把握以下几点 : 1. 区分两个量 : 电压和电动势 . 2016 全国 Ⅰ 卷 ,16 ( 变压器问题 ) 变压器的原副线圈的电压比等于匝数比 , 输出功率决定输入功率 2. 牢记两种图线 : 导体的伏安特性曲线和电源的 U-I 图线 ; 四个定律 : 电阻定律、两个欧姆定律、焦耳定律 ; 五种功率 : 电功率、热功率、电源的输出功率、电源消耗的电功率、电源的总功率 . 2016 全国 Ⅱ 卷 ,17 ( 含容电路的分析 与计算 ) 分别画出开关闭合前后的等效电路图 , 然后根据串并联电路的规律进行分析计算 3. 利用程序法和结论法 ( 并同串反 ) 快速分析直流电路的动态问题 . 4. 遇到难题画等效电路图 , 闭合电路欧姆定律来解决 . 复习交流电路把握以下几点 : 2018 全国 Ⅰ 卷 ,17 ( 法拉第电磁感应 定律的应用 ) 电磁感应现象中电荷量的表达式 q= 1. 牢记交流电的四值 : 最大值 ( 电容器的击 穿电压 ) 、有效值 ( 电 功、电功率、电热、 电气设备“铭牌”保 险丝熔断电流 ) 、瞬 时值 ( 计算线圈某时 刻受力 ) 、平均值 ( 电 荷量 ). 2018 全国 Ⅰ 卷 ,19 ( 楞次定律 ) 根据楞次定律判断感应电流方向 , 根据安培定则判断电流周围的磁场方向 2. 理解变压器的制 约关系 : 电压与匝数成正比、电流与匝数成反比 ( 限于一个副线圈 ) 、输出功率决定输入功率 . 2018 全国 Ⅱ 卷 ,18 ( 电磁感应 的图像问题 ) 根据楞次定律判断感应电流的方向 , 根据 E= BLv 求感应电动势的大小 3. 电能的输送 : 画出输送电路图 , 把握两个变压器 ( 升压变压器、降压变压器 ) 、三个回路 ( 发电站回路、输送回路、用户回路 ) 之间电流、电压、功率的关系 . 复习电磁感应时注意 : 1. 牢记两个定律 : 楞次定律 ( 右手定则 ) 和法拉第电磁感应定律 . 2018 江苏卷 ,9 ( 电磁感应中的 力学问题及能量 问题的综合应用 ) 根据牛顿第二定律分析杆的运动情况 , 根据能量守恒定律分析总热量 2. 熟记三个公式 :E= Blv 和 E= I(R+r),E =n . 3. 导体棒的最终状态一般是匀速直线运动 , 由平衡条件列式求解 v, 求导体棒变速运动时某时刻的加速度 , 分析受力勿忘安培力 , 由牛顿第二定律列式求解 . 第 1 讲　恒定电流和交变电流 考向一　直流电路的分析 【 典例 1】 (2018· 四川绵阳二诊 ) 如图所示 , 闭合开关 S, 将滑动变阻器 R 的滑片向右滑动的过程中 ( 　 　 ) A. 电流表 A 1 的示数变小 B. 电流表 A 2 的示数变小 C. 电压表 V 的示数变小 D. 电阻 R 1 的电功率变大 A 解析 : 当滑动变阻器 R 的滑片向右滑动的过程中 , 滑动变阻器接入电路的电阻变大 , 电路总电阻变大 , 根据闭合电路的欧姆定律可知 , 干路电流变小 , 即电流表 A 1 的示数变小 , 故 A 正确 ; 由于干路电流变小 , 根据 U 外 =E- Ir 可知外电路两端的电压变大 , 电阻 R 1 两端的电压 U 1 =IR 1 变小 , 则并联部分电路两端的电压变大 , 即电压表 V 的示数变大 , 通过电阻 R 2 的电流变大 , 即电流表 A 2 的示数变大 , 故 B,C 错误 ; 根据 P 1 =I 2 R 1 可知 , 电阻 R 1 不变 , 通过 R 1 的电流变小 , 则电阻 R 1 的电功率变小 , 故 D 错误 . 【 拓展变式 】 在“典例 1” 中 , 当滑动变阻器 R 向右滑动的过程中 , 电压表的变化量 ΔU 与电流表 A 1 的变化量 ΔI 1 的比值 ( 　 　 ) A. 一直变小 B. 一直变大 C. 保持不变 D. 先变小后变大 C 解析 : 根据闭合电路欧姆定律得 E=U+I 1 (R 1 +r), 变式得 U=E-I 1 (R 1 +r), 即 U - I 1 关系图象中 , 图线斜率 k=R 1 +r, 则 =R 1 +r, 故保持不变 , 选项 C 正确 . 规律总结 直流电路动态分析的 3 种常用方法 (1) 程序法 遵循“局部 — 整体 — 部分”的思路 , 按以下步骤分析 : (2) 结论法 ——“ 串反并同” ①“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“ 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 ). (3) 极限法 因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 , 可将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 . 【预测练1】 (2018·上海嘉定区二模) 如图所示电路中,电源E的电动势为 3.2 V,电阻R的阻值为30 Ω,小灯泡L的额定电压为3.0 V,额定功率为4.5 W.当开关S接位置1时,电压表的读数为3 V,那么当开关S接到位置2时,小灯泡L (　 　) A.比正常发光略亮 B.正常发光 C.有可能被烧坏 D.很暗,甚至不亮 D 【 预测练 2】 (2018· 四川成都模拟 ) 如图所示 , 直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管 ( 正向电阻为 0, 反向电阻为∞ ) 连接 , 电源负极接地 . 开始时电容器不带电 , 闭合开关 S, 稳定后 , 一带电油滴恰能静止在电容器中 P 点 . 在开关 S 保持接通的状态下 , 下列说法正确的是 ( 　 　 ) A. 当滑动变阻器的滑片向下滑动时 , 电源两端的电压不变 B. 当电容器的上极板向上移动时 , 带电油滴会向下运动 C. 当电容器的下极板向下移动时 ,P 点的电势不变 D. 当电容器的下极板向左移动时 , 油滴的电势能会减小 D 考向二　交变电流的产生和描述 【 典例 2】 (2018· 北京门头沟区二模 ) 一交流电路如图 ( 甲 ) 所示 , 电阻 R=10 Ω. 交流电源输出的电压 u 随时间 t 变化的图线如图 ( 乙 ) 所示 , 闭合开关 S 后 ( 　 　 ) A. 电流表的示数为 1.4 A B. 电阻 R 消耗的电功率为 14 W C. 电路中电流的频率为 100 Hz D. 电路中电流瞬时值的表达式为 i= sin 100πt(A) D 规律总结 1. 交变电流的四值 2. 解决交变电流的问题要注意以下几点 (1) 电流方向的改变 : 线圈通过中性面时 , 电流方向发生改变 , 一个周期内线圈两次通过中性面 , 因此电流的方向改变两次 . (2) 最大值 E m 与转轴位置无关 , 与线圈形状无关 . (3) 交变电流图像的五个确定 . ① 交变电流的最大值 ( 峰值 ); ② 不同时刻交变电流的瞬时值 ; ③ 周期 T ( 频率 f= ) ; ④ 中性面对应的时刻 ; ⑤ 交变电流方向改变时对应的时刻 . 【 预测练 3】 (2018· 贵州贵阳二模 ) 在匀强磁场中 , 一个 150 匝的闭合矩形金属线圈 , 绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动 , 穿过该线圈的磁通量随时间变化规律如图所示 . 设线圈总电阻为 2 Ω, 则 ( 　 　 ) A.t =0 时 , 线圈平面与磁感线方向垂直 B.t =1 s 时 , 线圈中的电流改变方向 C.t =2 s 时 , 线圈中磁通量的变化率为零 D. 在 2 s 内 , 线圈产生的热量为 18π 2 J D 【预测练4】 (2018·成都模拟) 如图所示,一矩形线圈面积为S,匝数为N,总电阻为r,绕其垂直于磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动,匀强磁场只分布于OO′的左侧区域,磁感应强度为B,外接电阻为R,从图示位置转180 ° 的过程中,下列说法正确的是(　 　) B 考向三　理想变压器和远距离输电问题 D 审题突破 规律总结 1. 明确理想变压器各物理量的制约关系 (1) 输入功率由输出功率决定 , 即 P 入 =P 出 ; (4)输出功率由负载决定,即P 出 =P 负总 =P 负1 +P 负2 … 2. 掌握远距离输电的两种损耗 (1) 电压损耗 : 输电线上的电阻导致的电压损耗 ,U R =U 2 -U 3 =I R R. 【 预测练 5】 (2018· 河北石家庄一模 ) 如图所示 , 理想变压器三个线圈的匝数比 n 1 ∶n 2 ∶n 3 =10∶5∶1, 其中匝数为 n 1 的原线圈接到 220 V 的交流电源上 , 匝数为 n 2 和 n 3 的两个副线圈分别与电阻 R 2 ,R 3 组成闭合回路 . 已知通过电阻 R 3 的电流 I 3 =2 A, 电阻 R 2 =110 Ω, 则通过电阻 R 2 的电流 I 2 和通过原线圈的电流 I 1 分别是 ( 　 　 ) A.10 A,12 A B.10 A,20 A C.1 A,0.7 A D.1 A,3 A C 【 预测练 6】 (2018· 山东青岛二模 ) 如图为远距离输电示意图 ,n 1 ,n 2 和 ,n 3 ,n 4 分别是升、降压变压器的原、副线圈的匝数 , 已知发电机的输出电压一定 . 用电高峰时 , 某同学发现当他家的大功率电器开启后 , 家中的白炽灯变暗 . 下列说法正确的是 ( 　 　 ) A. 该同学家开启大功率电器后 , 输电线上损失的功率减小 B. 若减小降压变压器原线圈 n 3 的匝数 , 可能会使白炽灯正常发光 C. 若减小降压变压器副线圈 n 4 的匝数 , 可能会使白炽灯正常发光 D. 若减小升压变压器副线圈 n 2 的匝数 , 可能会使白炽灯正常发光 B 备考跨越 构网络 练培优 网络构建 培优精练 【 培优练 1】 (2018· 上海二模 ) 如图所示 , 直线 A 为某电源的 U - I 图线 , 曲线 B 为标识不清的小灯泡 L 1 的 U - I 图线 , 将 L 1 与该电源组成闭合电路时 ,L 1 恰好能正常发光 . 若将相同材料制成的标有“ 3 V,20 W” 的灯泡 L 2 与该电源组成闭合电路 , 下列说法中正确的是 ( 　 　 ) A. 电源的内阻为 Ω B. 把灯泡 L 1 换成 L 2 ,L 2 可能正常发光 C. 把灯泡 L 1 换成 L 2 , 电源的输出功率可能相等 D. 把灯泡 L 1 换成 L 2 , 电源的输出功率一定变小 C 【 培优练 2】 (2018· 安徽宣城二模 ) 图 ( 甲 ) 为小型旋转电枢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 , 线圈电阻不计 , 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 , 示数是 10 V. 图 ( 乙 ) 是矩形线圈中磁通量 Φ 随时间 t 变化的图像 . 则 ( 　 　 ) C 【 培优练 3】 (2018· 北京卷 ,23) 如图 1 所示 , 用电动势为 E 、内阻为 r 的电源 , 向滑动变阻器 R 供电 , 改变变阻器 R 的阻值 , 路端电压 U 与电流 I 均随之变化 . (1) 以 U 为纵坐标 ,I 为横坐标 , 在图 2 中画出变阻器阻值 R 变化过程中 U-I 图像的示意图 , 并说明 U-I 图像与两坐标轴交点的物理意义 . 解析 : (1) 变阻器的电阻 R 变化时 , 其 U 随 I 增大而减小 , 且遵循 U=E- Ir , 则 U - I 图像如图所示 . 图像与纵轴交点的横坐标电流值为零 , 由 U=E- Ir =E, 因此与纵轴交点的纵坐标的值为电源电动势 ; 图像与横轴交点的纵坐标电压值为零 , 由 U=E- Ir =0, 因此与横轴交点的横坐标值为短路电流 ,I 短 = . 答案 : 见解析 (2)① 请在图 2 画好的 U-I 关系图线上任取一点 , 画出带网格的图形 , 以其面积表示此时电源的输出功率 ; ② 请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件 . 解析: (2)①在画好的U - I关系图线上任取一点,其坐标值U和I的乘积即为此时电源的输出功率P,因此可画出如图所示的带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率. 答案 : 见解析 (3) 请写出电源电动势定义式 , 并结合能量守恒定律证明 : 电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和 . 答案 : 见解析 点击进入 专题限时检测