4-14 直流电路与交流电路-2021【步步高】新高考物理大二轮专题复习与增分策略（京津鲁琼辽鄂冀湘渝）word

第14课时　直流电路与交流电路 高考题型1　直流电路的分析与计算 直流电路动态分析的三种常用方法 程序法 R局I总＝U内＝I总rU外＝E－U内U支＝U外－I总R干最后确定I支 串联电路注意分析各部分的电压关系，并联电路注意分析各部分的电流关系. 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) 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 考题示例 例1　(2020·全国卷Ⅰ·17)图1(a)所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC.如果UC随时间t的变化如图(b)所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是(　　) 图1 答案　A 解析　电阻R两端的电压UR＝IR，其中I为线路上的充电电流或放电电流．对电容器，Q＝CUC，而I＝＝C，由UC－t图像知：1～2 s内，电容器充电，令I充＝I；2～3 s内，电容器两端的电压不变，则电路中电流为0；3～5 s内，电容器放电，则I放＝，结合UR＝IR可知，电阻R两端的电压随时间变化的图像与A对应． 例2　(2016·全国卷Ⅱ·17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图2所示电路．开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2，Q1与Q2的比值为(　　) 图2 A. B. C. D. 答案　C 解析　S断开时等效电路图如图甲所示． 甲 电容器两端电压为U1＝×R×＝E； S闭合时等效电路图如图乙所示． 乙 电容器两端电压为U2＝×R＝E， 由Q＝CU得＝＝，故选项C正确． 命题预测 1．(2020·北京市高三一模)在如图3所示电路中，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表．开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中(　　) 图3 A．电压表的示数增大，电流表的示数减小 B．电容器C所带电荷量减小 C．R1消耗的电功率增大 D．电源的输出功率一定增大 答案　A 解析　滑动变阻器的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，R2接入电路中的阻值变大，总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律知，总电流减小，即电流表示数减小，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压U＝E－I(R1＋r)，总电流减小，R2的电压变大，即电压表示数增大，故A正确；电容器两端电压即电压表两端电压，由Q＝CU知，电压增大，电容器所带电荷量增多，故B错误；流过电阻R1的电流减小，由公式P＝I2R1可知，R1消耗的电功率变小，故C错误；当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，题干中没有明确外电阻与内阻的关系，故滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，电源的输出功率不一定增大，故D错误． 2.(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图4所示．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时(　　) 图4 A．车灯的电流变小 B．路端电压变小 C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大 答案　ABD 解析　汽车启动时，车灯变暗，I灯减小，U灯减小，路端电压变小，则电路的总电流变大，故A、B正确，C错误；由P＝IE知电源的总功率变大，故D正确． 高考题型2　交变电流的产生 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．有效值的计算 (1)正弦式交变电流：有效值是最大值的，即E＝，I＝，U＝. (2)非正弦式交变电流：计算有效值时，要根据串联电路中“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式，然后分段列式求得有效值． 3．正弦式交流电“四值”的应用 考题示例 例3　(多选)(2019·天津卷·8)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Ф与时间t的关系图像如图5所示．下列说法正确的是(　　) 图5 A.时刻线框平面与中性面垂直 B．线框的感应电动势有效值为 C．线框转一周外力所做的功为 D．从t＝0到t＝过程中线框的平均感应电动势为 答案　BC 解析　由Ф－t图像可知，时刻穿过线框的磁通量最大，则线框位于中性面，A错误；线框中产生的感应电动势的最大值应为Em＝NBSω，又ω＝，N＝1，BS＝Фm，则整理得Em＝，因此感应电动势的有效值为E＝＝，B正确；由功能关系可知线框转动一周外力所做的功等于线框中产生的焦耳热，有W＝T＝，C正确；从t＝0到t＝过程中，线框中产生的平均感应电动势为＝