专题7第2讲 直流电路和交流电路(教师用书)-【成功方案】2023年高考物理艺术生文化课总复习

第2讲　直流电路和交流电路 1．纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较 (1)纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，且电功全部转化为__电热__，有W＝Q＝UIt＝t＝I2Rt，P＝UI＝＝I2R。 (2)非纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，电热Q＝I2Rt，电热功率P热＝I2R，电功率__大于__电热功率，即W>Q，故求电功、电功率只能用W＝UIt、P＝UI，求电热、电热功率只能用Q＝__I2Rt__、P热＝__I2R__。 2．电源的功率和效率 (1)电源的几个功率 ①电源的总功率：P总＝__EI__。 ②电源内部消耗的功率：P内＝I2r。 ③电源的输出功率：P出＝__UI__＝P总－P内。 (2)电源的效率η＝×100%＝×100%。 3．交流电的“四值” (1)最大值Em＝__NBSω__。 (2)瞬时值e＝__NBSωsin_ωt__。 (3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的__热效应__，用等效的思想来求解。计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值。 (4)平均值：＝　n　，常用来计算通过电路的电荷量。 4．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P入＝__P出__。 (2)电压关系：＝　　。 (3)电流关系：只有一个副线圈时＝　　。 【规律方法】 　直流电路动态分析方法 (1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”。即从阻值的变化入手，由串、并联规律判定R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况。 (2)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)。 高考题型1　电路的动态分析 【例1】　(多选)如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则(　　) A．电压表示数变大 B．电流表示数变大 C．R1上消耗的电功率逐渐增大 D．质点P将向上运动 【答案】　BC 【解析】　由题图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再与R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，路端电压减小，同时R1两端的电压增大，故并联部分的电压减小，由欧姆定律可知，流过R3的电流减小，又因为电路中的总电流增大，则流过R4的电流增大，故电流表示数增大；因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A错误，B正确；由于流过R1的电流增大，根据P＝I2R1知R1上消耗的电功率逐渐增大，故C正确；因电容器两端电压减小，故质点P受到的向上的电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，质点P将向下运动，故D错误。 【技巧点拨】 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．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，电容器对电路的作用是断路。 3．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，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压。 1．在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L1和L2为两个相同的灯泡，每个灯泡的电阻和电源内阻的阻值均相同，D为理想二极管，C为电容器，开关S处于断开状态，下列说法中正确的是 (　　) A．滑动变阻器滑片向右移动，电流表示数变小 B．动变阻器滑片向右移动，电源内阻的发热功率变小 C．开关S闭合后，L2亮度变暗 D．开关S闭合后，电流表示数不变 【答案】　D 【解析】　电容器视为断路，所以只有灯泡L2中有电流通过，滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数不变，故A错误；滑动变阻器滑片向右移动，电路电流不变，电源内阻的发热功率不变，故B错误；开关S闭合后，因为二极管具有单向导电性，二极管处于截止状态，灯泡L1中无电流，电路总电阻不变，总电流不变，电流表的示数不变，L2亮度不变，故C错误，D正确。 高考题型2　交流电的产生和描述 【例2】　(多选)如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕轴OO′匀速转动，则以下判断正确的是(　　) A．图示位置线圈中的感应电动势最大，其值为Em＝BL2ω B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝BL2ωs