专题13 直流电路与交流电路-2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍

2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍 专题13 直流电路与交流电路 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】 直流电路的动态分析 1 【题型二】 交流电的产生和描述 5 【题型三】 非正弦式交流电有效值的计算 8 【题型四】 变压器和远距离输电问题 11 二、高考题型标准练 15 一、热点题型归纳 【题型一】 直流电路的动态分析 (1)直流电路动态分析方法 ①程序法；②“串反并同”法；③极限法。 (2)电容器的特点 ①直流电路中，只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路。 ②电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器两端的电压等于与之并联的电阻(或电路)两端的电压。 【典例分析1】(多选)(2020·浙江7月选考·16)如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动．现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作．已知直流电源供电电压为400 V，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则(　　) A．空气对无人机的作用力始终大于或等于200 N B．直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 A C．无人机上升过程中消耗的平均功率为100 W D．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 【答案】　BD 【解析】无人机在上升过程中有加速上升和减速上升的过程，在减速上升过程中空气对无人机的作用力小于无人机的重力，即作用力小于200 N，故A错误；由P＝UI，得I＝＝12.5 A，故B正确；无人机上升过程中，克服重力做的功W＝mgh＝2×104 J，故克服重力做功的平均功率P＝＝100 W，而无人机在上升及悬停过程中还受到空气作用力，由牛顿第三定律知无人机对空气有反作用力，使空气流动，无人机对空气做功，在无人机上升过程中，既要克服重力做功，也要对空气做功，平均功率大于100 W，故C错误，D正确． 【典例分析2】.(多选)(2020·广西池州市期末)如图所示，电源电动势为E，内电阻恒为r，R是定值电阻，热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大，C是平行板电容器．闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内．在温度降低的过程中，分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值．关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是(　　) A.、、一定都变大 B.和一定不变，一定变大 C．带电液滴一定向下加速运动 D．电源的工作效率一定变大 【答案】　D 【解析】　由题图知，V3测路端电压，V2测热敏电阻RT的电压，V1测定值电阻R的电压，由U3＝E－Ir，得＝r；由U2＝E－I(R＋r)，得＝R＋r；由U1＝IR得＝R，故A、B错误；带电液滴在平行板电容器中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态，在温度降低的过程中，热敏电阻RT的阻值变大，回路中电流变小，路端电压变大，由于流过定值电阻R的电流变小，所以电阻R的电压也就变小，则RT两端的电压变大，电容器两极板间的电压等于RT的电压，所以电容器两极板间的电压变大，则平行板间的电场强度也变大，导致带电液滴向上运动，故C错误；电源的工作效率η＝×100%＝×100%，由于路端电压变大，所以电源的工作效率一定变大，故D正确． 【典例分析3】(多选)(2020·四川成都市一诊)如图，曲线a为某元件R的伏安特性曲线，直线b为某直流电源的伏安特性曲线．将元件R与该电源连接成一闭合回路，下列说法正确的是(　　) A．元件R的电阻随电压的增大而增大 B．电源的电动势为5 V，内阻为5 Ω C．电源的总功率为1.2 W D．电源的效率为60% 【答案】　BD 【解析】　a图线上的点与原点连线的斜率表示电阻，由题图知图线斜率随电压的增大而减小，因此元件R的电阻随电压的增大而减小，故A错误；b图线与电压轴的截距为电源的电动势，斜率表示内阻，由图可知，电源电动势为5 V，内阻为5 Ω，故B正确；电源总功率为P＝EI，由题图可得P总＝2 W，故C错误；P外＝UI＝3.0×0.4 W＝1.2 W，电源的效率为η＝×100%，解得η＝60%，故D正确． 【提分秘籍】 1．部分电路欧姆定律：I＝，此式只适用于纯电阻电路． 2．电阻定律：R＝ρ，此式为电阻的决定式，其中ρ决定于导体的材料，且与温度有关． 3．闭合电路欧姆定律 (1)两个公式 I＝，适用于纯电阻电路；U＝E－Ir，适用于任意电路． (2)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． 4．焦耳定律 Q＝I2Rt，适用于任意电路求