重难点10 稳恒电流和交流电流 —2021年高考物理【热点·重点·难点】专练（新高考版）

2021年高考物理【热点·重点·难点】专练（新高考专用） 重难点10 稳恒电流和交流电流 【知识梳理】 一、直流电路的分析与计算 1．直流电路动态分析的3种方法 (1)程序法 R局eq \o(――→,\s\up11(增大),\s\do4(减小))I总＝eq \f(E,R＋r) eq \o(――→,\s\up11(减小),\s\do4(增大))U内＝I总req \o(――→,\s\up11(减小),\s\do4(增大))U外＝E－U内eq \o(――→,\s\up11(增大),\s\do4(减小))确定U支、I支。 (2)结论法——“串反并同”(电源内阻不能忽略) “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)。 (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。 2．求解功率最值问题的2点技巧 (1)定值电阻的功率：P定＝I2R R为定值电阻，P定只与电流有关系，当R外最大时，I最小，P定最小，当R外最小时，I最大，P定最大。 (2)电源的输出功率：P＝eq \f(E2R外,r＋R外2)＝eq \f(E2,\f(R外－r2,R外)＋4r)。当R外＝r时，P出＝eq \f(E2,4r)最大。 .解决最大功率问题的两点注意 (1)解决最大功率问题时，要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率，定值电阻的最大功率用P＝I2R＝eq \f(U2,R)分析，可变电阻的最大功率用等效电源法求解。 (2)电源输出功率最大时，效率不是最大，只有50%。 3.电路中常见的图像分析 类别 线性元件 非线性元件 电源 图象 物理 意义 反映I和U的正比关系 反映I和U的非正比关系 反映电源的输出特性，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流 注意 问题 图线的斜率的倒数表示导体的电阻，R＝eq \f(U,I)＝eq \f(ΔU,ΔI)，遵从欧姆定律 图线的斜率仅表示电阻的变化趋势，某点的电阻值需用点的坐标值计算，即R＝eq \f(U1,I1) 图线斜率的绝对值表示电源的内阻(注意纵坐标数值是否从零开始) 二、 交流电的产生及“四值”的应用 1．两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． 2．正弦交流电“四值”的应用 三、 变压器和远距离输电 1．理想变压器动态分析的两种情况 (1)负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况． (2)匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况． 2．理想变压器问题分析技巧 (1)根据题意分清变量和不变量； (2)弄清“谁决定谁”的制约关系．对电压而言，输入决定输出；对电流、电功(率)而言，输出决定输入． 3．远距离输电问题的解题关键 (1)整个输电线路由三个回路组成，回路间通过变压器建立联系． (2)关键是通过分析，利用题目条件，首先求出中间回路的电流． 四、 理想变压器的动态分析 常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况. 1.匝数比不变的情况(如图甲所示) (1)U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变. (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化. (3)I2变化引起P2变化，P1=P2，故P1发生变化. 2.负载电阻不变的情况(如图乙所示) (1)U1不变，发生变化，故U2变化. (2)R不变，U2变化，故I2发生变化. (3)根据P2=，P2发生变化，再根据P1=P2，故P1变化，P1=U1I1，U1不变，故I1发生变化. 【命题特点】这部分知识主要考查电路动态分析和变压器相结合的问题，一般以选择题的形式出现。 【限时检测】（建议用时：30分钟） 一、单选题 1．（2021·全国高三专题练习）某学校创建绿色校园，如图甲所示为新装的一批节能路灯，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。如图乙所示为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r， 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，则下列判断错误的是（　　） A． 灯都变暗 B．电源的输出功率变小 C．电源的效率变小 D． 上电流的变化量大于 上电流的变化量 【答案】 B 【解析】 A．光照强度增加，光敏电阻的