15 专题四 第15讲　直流电路与交流电路（教师用书）-【正禾一本通】2023高考物理高三二轮专题复习高效讲义（老高考）

专题四　电路与电磁感应 【建构知识体系】 第15讲　直流电路与交流电路　► 对应学生用书P64 [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。 核心考点1　直流电路的分析与计算 【突破核心知识】 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 【练透必考角度】 考向一　直流电路的图像问题 1．(2022·北京东城区二模)如图所示，直线A为某电源的U­I图线，曲线B为小灯泡L的U­I图线，将L接在该电源两端组成闭合电路。则下列说法正确的是(　　) A．电源的内阻为 Ω B．电源内电压为3 V C．电源的输出功率为6 W D．小灯泡L的额定功率一定为6 W 解析：选C。直线A斜率的绝对值等于电源的内阻，即r＝ Ω＝0.5 Ω，故A错误；电路中的电流为2 A时，电源内电压为U内＝Ir＝1 V，故B错误；电源的输出功率为P出＝2×3 W＝6 W，故C正确；由于不知道此时灯泡是否正常发光，则无法确定小灯泡L的额定功率，故D错误。 考向二　电路动态分析 2.(2021·山东济宁市高三期末)如图所示，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(　　) 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 解析：选D。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 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(　　 ) A． B． C． D． 解析：选C。S断开时等效电路图如图甲所示。 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。 电容器两端电压为U2＝×R＝E， 由Q＝CU得＝＝，故选项C正确。 核心考点2　交变电流的产生 【突破核心知识】 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 【练透必考角度】 考向一　交变电流的产生及四值 4．(多选)(2022·海南海口一模)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Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是(　　) 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 解析：选BC。由Φ­t图像可知，在时刻线圈的磁通量最大，此时线圈处于中性面位置，A错误；由图可知交流电的周期为T，则ω＝，由交流电的电动势的最大值Em＝nBSω＝Φm，则有效值为E有＝＝，故B正确，线圈转一周所做的功等于克服安培力所做的功，W＝T＝，故C正确