14 第1阶段 专题4 第1讲 直流电路与交流电路-【提分教练】2024年新高考物理二轮总复习讲义（新教材）

　直流电路与交流电路 【高考定位】　高考命题对恒定电流的知识考查，通常以实验题或与交变电流组合的形式出现。交流电的产生、变压器的原理、交变电流的四值问题以及远距离输电等，可能会结合实际生活中的电器和元件考查。应准确理解和掌握交流、直流电路的基本规律，关注与生活实际相关联的直流、交流电路的动态分析。 突破点一　直流电路的分析与计算 1．闭合电路欧姆定律的三个公式 (1)E＝U外＋U内；(任意电路) (2)E＝U外＋Ir；(任意电路) (3)E＝I(R＋r)。(纯电阻电路) 2．动态电路分析的三种方法 (1)程序法 R局I总＝U内＝I总rU外＝E－U内确定U支、I支。 (2)结论法——“串反并同”(电源内阻不能忽略) “串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它直接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，与它直接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)。 (3)极限法 因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为0去讨论。 3．两种典型电路的特点 (1)含容电路：当电容器充、放电时，电容器所在支路中有电流；电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。 (2)含二极管电路：与二极管串联的支路具有单向导电性。 [典例1]　(2023·安徽省六安市示范高中高三质检)如图所示，电源电动势E＝10 V，内电阻r＝1.0 Ω，滑动变阻器R1的最大阻值Rm＝6.0 Ω，定值电阻R2＝3.0 Ω，R3＝10.0 Ω，平行板电容器C的电容为 3.0 μF。则下列说法正确的是(　　) A．若开关接a，调节滑动变阻器，使R1＝1.0 Ω，电路稳定时，电容器所带电荷量为5×10-6 C B．若R1＝1.0 Ω不变，开关由a打到b，电路稳定时流过R3的电荷量为1.2×10-5 C C．若开关接b，滑动变阻器R1的滑片由M滑向N过程中，R3上有从d流向c的电流 D．若将开关断开，调节R1，则R1消耗的最大功率是6.25 W [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　求解功率最大值问题的两点注意 (1)定值电阻的功率：P定＝I2R，R为定值电阻，P定只与电流有关系，当R外最大时，I最小，P定最小，当R外最小时，I最大，P定最大。 (2)电源的输出功率：P出＝＝。当R外＝r时，P出＝最大。此时电源的效率不是最大，只有50%。 1．(多选)(2023·黑龙江省大庆市高三期末)如图所示，电源电动势E＝10 V、内阻r＝1 Ω，电动机M的内阻R0＝4 Ω，闭合开关S后，标有“8 V　12 W”的灯泡恰能正常发光，则(　　) A．图中理想电流表示数为1 A B．电源的输出功率为16 W C．10 s内电动机产生的热量为10 J D．电动机的机械功率为4 W 2．(多选)如图所示，R0为热敏电阻(温度降低电阻增大)，D为理想二极管(正向电阻为0，反向电阻无穷大)，C为平行板电容器，M点接地，在开关S闭合后，C中央有一带电液滴刚好静止。下列各项单独操作可能使带电液滴向上运动的是(　　) A．将热敏电阻R0加热 B．滑动变阻器R的滑片P向上移动 C．开关S断开 D．电容器C的上极板向上移动 突破点二　交流电路的分析与计算 1．两个特殊位置 (1)线圈平面与中性面重合时(如图甲所示)，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。 (2)线圈平面与中性面垂直时(如图乙所示)，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变。 　 2．有效值的计算 (1)正弦式交变电流：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．正弦交流电“四值”的应用 [典例2]　(多选)(2023·四川省成都市高三三模)如图甲所示，KLMN是一个电阻R＝0.4 Ω的单匝竖直矩形闭合导线框，全部处于水平方向的匀强磁场中，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴按俯视的逆时针方向匀速转动，产生的感应电流如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．1 s时间内电流方向改变5次 B．若从图示时刻开始计时，并且规定MLKN的方向为电流的正方向