专题4 第15课时 直流电路与交流电路-（配套word）2022新高考物理【步步高】大二轮专题复习与增分策略（津鲁琼辽鄂）

第15课时　直流电路与交流电路 命题规律　1.命题角度：(1)直流电路的分析与计算；(2)交变电流的产生与描述；(3)变压器与远距离输电.2.常考题型：选择题． 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 考向一　电路基本规律 例1　(多选)(2021·广东高三二模)离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V．已知雷暴每秒给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则(　　) A．该大气层的等效电阻约为600 Ω B．该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A C．该大气层的平均电阻率约为1.7×1012 Ω·m D．该大气层的平均电阻率约为1.7×108 Ω·m 答案　BC 解析　该大气层的平均漏电电流约为I＝＝ A＝1.8×103 A，该大气层的等效电阻为R＝＝ Ω≈167 Ω，故A错误，B正确；根据R＝ρ可得，该大气层的平均电阻率约为ρ＝＝ Ω·m≈1.7×1012 Ω·m，故C正确，D错误． 考向二　电路动态分析 例2　(2021·山东济宁市高三期末)如图1所示，R1、R2和R3都是定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是两理想电压表，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，下列说法中正确的是(　　) 图1 A．电压表V1示数减小 B．电压表V2示数增大 C．电阻R2消耗的电功率增大 D．电压表V1示数的变化量ΔU1的绝对值小于电压表V2示数的变化量ΔU2的绝对值 答案　D 解析　当滑动变阻器的滑片自题图所示位置向左缓慢滑动时，R接入电路的阻值减小，总电阻减小，所以总电流变大，则内电压和R1两端的电压增大，所以R2两端的电压减小，通过R2的电流减小，根据并联电路电流的特点，通过R3这部分支路的电流变大，则R3两端的电压变大，电压表V1示数变大，R两端的电压减小，电压表V2示数减小，故A、B错误；由A、B的分析可知，通过R2的电流减小，所以电阻R2消耗的电功率减小，故C错误；通过以上分析可知，R2两端的电压等于R3两端的电压与R两端的电压之和，R2两端的电压减小，即R3两端的电压与R两端的电压之和减小，而R3两端的电压增大，所以R两端的电压减少的值大于R3两端电压增大的值，即电压表V1示数的变化量ΔU1的绝对值小于电压表V2示数的变化量ΔU2的绝对值，故D正确． 考向三　含容电路的分析与计算 例3　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． 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，要根据电流的热效应，即“一个周期”内“相同电阻”上产生“相同热量”，然后分段求和列式，求得有效值． 3．正弦式交流电“四值”的应用 考向一　交变电流的产生及四值 例4　(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3所示．下列说法正确的是(　　) 图3 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