直流与交流电路(解析版).pdf
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1、构建知识网络: 考情分析: 本专题包含直流电路的动态分析、电路故障的分析和判断、直流电路中能量转化、交变电流的产生与 描述、变压器的规律及远距离输电等知识点,是高考命题的热点,特别是交变电流有效值的计算、变压器 的动态分析、电路知识与电磁感应的综合应用等年年是高考的座上宾。从高考的考查重点不难看出,掌握 电路的基本结构和基本规律是获得高分的关键。 重点知识梳理: 一、闭合电路的欧姆定律 1公式: I E Rr 2路端电压与电流的关系:UEIr. 3路端电压与负载的关系:UIR R RrE 1 1 r R E,路端电压随外电阻的增大而增大,随外电阻的减 小而减小 二、纯电阻电路和非纯电阻电路的电
2、功、电功率 1.纯电阻电路:电功全部转化为电热,有 2.非纯电阻电路:电功大于电热,计算电功、电功率用, 计算电热、热功率 二、交流电的“ 四值 ” 最大值?EmnBS ?计算电容器的耐压值 瞬时值?eEmsint ? 计算闪光电器的闪光 时间等 正弦交流电 的有效值 ? E Em 2? 电表的读数及计算 电热、电功及保险 丝的熔断电流 平均值?E n t ? 计算通过导体的 电荷量 三、变压器和远距离输电 1理想变压器的基本关系 基本 关系 功率关系P入P出 电压关系 U1 U2 n1 n2,与负载、副线圈的个数无关 电流关系只有一个副线圈: I1 I2 n2 n1 频率关系f1f2 2.为
3、减小远距离输电的功率损失和电压损失,远距离输电采用高压输电. 【名师提醒】 1.明确 1 个定律、 2 个关系 (1)闭合电路的欧姆定律:I E Rr. (2)路端电压与电流的关系:U EIr. (3)路端电压与负载的关系 UIR R RrE 1 1 r R E,路端电压随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小. 2.直流电路动态分析的3 种常用方法 方法 1:程序法 R局 增大 减小 I 总 E Rr 减小 增大 U内I总r 减 小 增 大 U外EU内 增大 减小 确定U支、I支 方法 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
4、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 ). 方法 3: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. 3.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. 学科 网 4.交变电流 “ 四值 ” 的应用 (1)最大值: EmnBS ,分析电容器的耐压值; (2)瞬时值: EEmsin t(由中性面开始计时),计算闪光电器的
5、闪光时间、线圈某时刻的受力情况; (3)有效值:电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流; (4)平均值: En t ,计算通过电路截面的电荷量. 5.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: U1 U2 n1 n2. 若 n1n2,为降压变压器;若n1n2,为升压变压器. (3)电流关系:只有一个副线圈时, I1 I2 n 2 n1; 有多个副线圈时,U1I1U2I2U3I3 UnIn. 2.原、副线圈中各量的因果关系 (1)电压关系: U1决定 U2. (2)电流关系: I2决定 I1. (3)功率关系: P 出决定 P入. 3.输电过程的电压关
6、系 4.输电过程功率的关系 典型例题剖析: 考点一:直流电路的动态分析 【典型例题1】在如图所示的电路中,E 为电源,电源内阻为r ,L 为小灯泡 (其灯丝电阻可视为不变), 为理想电压表,R1、R2为定值电阻, R3为滑动变阻器,将滑动变阻器的滑片向上移动,则() A.电压表的示数变大B.小灯泡消耗的功率变小 C.通过 R2的电流变小 D.电源的内耗电压变大 【答案】B 【解析】将滑动变阻器的滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路中的总电阻增大;由 闭合电路欧姆定律可得,电路中的电流减小,故R1两端的电压减小,并联部分电压增大,通过R2的电流变 大, A、 C 错误;由并联电路的电
7、流规律可知,流过灯泡的电流一定减小,故由P I2R 可知,小灯泡消耗 的功率变小,B 正确;因电路中电流减小,故电源的内耗电压减小,D 错误。 【变式训练1】(2017 淮安模拟 )在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑 动过程中,下列说法正确的是() A电容器的电荷量增大B电流表A 的示数减小 C电压表V1示数在变大 D电压表V2示数在变大 【答案】 【变式训练2】(名师原创 )在如图所示的电路中,已知电阻R1的阻值小于滑动变阻器R 的最大阻值 闭 合电键 S,在滑动变阻器的滑片P 由左端向右滑动的过程中,四个电表V1、V2、A1、A2的示数及其变化量 分别用 U1
8、、U2、I1、I2、 U1、 U2、 I1、 I2表示,下列说法中正确的是() AU1先变大后变小, I1不变 BU1先变小后变大, I1变小 C. U 1 I2 的绝对值先变大后变小, U2 I2 的绝对值不变 DU2先变小后变大, I2先变小后变大 【答案】 【解析】片 P 由滑动变阻器的左端向右端滑动的过程中,滑动变阻器R 的左半部分与R1串联然后与R 的右半部分并联,并联电阻先变大后变小,所以电路总电阻先变大后变小,根据闭合电路欧姆定律,I2先变 小后变大, U1先变大后变小,由极限法可得当滑片P 滑到滑动变阻器右端时,电流表A1把 R1所在支路短 路, 此时 I1最大, 所以 I1一
9、直增大, A、B 错误;对于C 项, U 1 I2 的绝对值等于电源的内阻,保持不变; U2 I2 的绝对值等于R2,保持不变,所以C 错误;电阻R2不变,电压表V2的示数 U2I2R2,U2先变小后变大, D 正确 【名师提醒】 闭合电路动态分析的两种常用方法 方法 1:程序法:遵循 “ 局部 整体 部分 ” 的思路,按以下步骤分析: 方法 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 (
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