专题07 恒定电流与交变电流-2020年高考物理二轮专题过关增分攻略

2020年物理二轮专题过关宝典 专题七：恒定电流与交变电流 【知识回扣】 1. 思维导图 1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 (1)纯电阻用电器：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝，如电阻、电炉子、白炽灯等。t，P＝UI＝I2R＝ (2)非纯电阻用电器：W>Q，W＝UIt＝I2Rt＋W其他，P＝UI＝I2R＋P其他，如电风扇、电动机、电解槽等。 2.闭合电路的功率 （1）电源的总功率：P总＝EI；电源内电阻消耗的功率P内＝U内I＝I2r；电源输出功率P出＝U外I。 （2）对于纯电阻电路，电源的输出功率P出＝I2R＝[E/(R＋r)]2R＝.电源输出功率随外电阻变化曲线如图所示。，当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝ （3）电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，即η＝P出/P总＝IU/IE＝U/E. 对于纯电阻电路，电源的效率η＝)，所以当R增大时，效率η提高．当R＝r(电源有最大输出功率)时，效率仅为50%，效率并不高。＝1/(1＋＝ 3.正弦式交变电流的产生 （1）将线圈置于匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中就会产生正弦式交变电流。 （2）中性面：与磁场方向垂直的平面。 ①线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零。 ②线圈平面与中性面垂直:磁通量为零,磁通量变化率最最大,感应电动势最大。 ③线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流的方向就改变一次。 交变电流的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。 4.交变电流的“四值” 物理量 表达式 适用情况及说明 瞬时值 e＝Emsin ωt u＝Umsin ωt i＝Imsin ωt （1）线圈从中性面开始计时 （2）计算线圈某时刻的受力情况 最大值(峰值) Em＝nBSω Im＝ 讨论电容器的击穿电压 有效值 对正(余)弦交流 电有：E＝ U＝　I＝ (1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等) (2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值 (3)保险丝的熔断电流为有效值 (4)电表的读数为有效值 平均值 ＝BL ＝n ＝ 计算通过电路截面的电荷量 5.理想变压器以及原、副线圈基本量的关系 理想变压器 没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中) 基本关系 功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入＝P出 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关 电流关系 只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交流电的频率) 6.远距离输电问题 （1）理清三个回路 （2）抓住两个联系 ，P1＝P2。＝，＝理想的升压变压器联系着回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是 ，P3＝P4。＝，＝理想的降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是 （3）掌握两种损耗 电压损耗：输电线上的电阻导致的电压损耗，ΔU＝U2－U3＝I线R线。 。R线或ΔP＝R线．输电线上能量损耗是热损耗，计算功率损耗时用公式ΔP＝I功率损耗：输电线上的电阻发热的功率损耗，ΔP＝P2－P3＝I 【热门考点透析】 考点一 直流电路的分析和计算 1.如图，电路中电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图所示．当开关闭合后，下列说法中正确的是 (　　) A．L1中的电流为L2中电流的2倍 B．L3的电阻约为1.875 Ω C．L3的电功率约为0.75 W D．L2和L3的总功率约为3 W 2. 如图甲所示，电动势为E、内阻为r的电源与R＝6 Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．电源的电动势E＝ V，内阻r＝4 Ω B．图乙中Rx＝2.5 Ω C．定值电阻R消耗的最大功率为0.96 W D．调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1 W 3.(2018·台州市六校联考)市区某学校创建绿色校园，新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制。路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图8为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)。现增加光照强度，则