18版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题10直流与交流教案18022713.pdf
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1、1 。 。 。 内部文件,版权追溯 内部文件,版权追溯 内部文件,版权追溯 专题十直流与交流 知识结构互联 核心要点回扣 1闭合电路的欧姆定律 (1)I E Rr .(2)U路EIr. 2交变电流的“四值” (1) 最大值:EmNBS. (2) 瞬时值:eEmsin_ t. (3) 有效值:由电流的热效应定义求解 (4) 平均值:En t . 3理想变压器的四个基本关系 (1) 功率关系:P入P出 (2) 电压关系: U1 U2 n1 n2. (3) 电流关系: I1 I2 n2 n1. (4) 频率关系:f1f2. 考点 1 直流电路的分析与计算 2 ( 对应学生用书第51 页) 品真题感悟
2、高考 考题统计 五年 1 考: 2016 年卷 T17 考情分析 1该考点单独命题较少,多与实验综合在一起考查 2命题点多考查电路的结构、串、并联特点、电容器电容的计算等内容 3要熟练掌握串、并联电路电压与电阻关系,电容、电压、电荷量的关系 4不会简化电路结构,电容器的连接方式不清、不明白电容的电路相当于断路易造成错解 1 ( 直流电路的计算 )(2016 卷T17) 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10-1 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 10-1
3、 A. 2 5 B. 1 2 C. 3 5 D. 2 3 C 断开 S和闭合 S后等效电路分别如图甲、乙所示 根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1 1 5E , U2 1 3E ,C所带的电荷量QCU,则Q1Q235,选项C正确 在第 1 题中,若将电路调换为如图10-2 所示,电源的内阻不计,电动势为12 V ,R1 3 8 ,R24 ,电容C40 F,则下列说法正确的是( ) 图 10-2 A开关断开时,电容器不带电 B将开关闭合,电容器充电 C将开关闭合后,稳定时电容器的电荷量为4.8 10 14 C D若现开关处于闭合状态,将开关S 断开,到再次稳定后
4、,通过R1的总电荷量为 3.2 10 4 C 【解析】开关断开时,电容器两端电压不为零,电容器带电,A项错误;将开关闭 合,电容器两端电压变小,电容器放电,B项错误;将开关闭合后,稳定时电容器的 电荷量为QUC44010 6 C1.6 104 C ,C 项错误;若开关现处于闭合状 态, 将开关 S断开,再次稳定后,通过R1的总电荷量 Q| U| C(12 4)4010 6 C3.2 104 C,D项正确 【答案】D 释疑难类题通法 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:UEIr. (3) 路端电压与负载的关系 UIR R R
5、r E 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明确引起电路动态变化的原因 (1) 滑动变阻器、热敏电阻或光敏电阻的阻值变化 (2) 某支路开关闭合或断开 3闭合电路动态分析的两种常用方法 (1) 程序分析法:流程如下 4 (2) 利用结论法:即“串反并同”法 “串反”即某一电阻增大( 减小 ) 时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两 端电压、消耗的电功率都减小( 增大 ) ; “并同”即某一电阻增大( 减小 ) 时,与它并联与间接并联的电阻中的电流、两 端的电压、消耗的电功率都增大( 减小 ) 对考向高效速练 考向 1 直流电路的动态分析 1(2017钦州
6、市港区月考) 在如图 10-3 所示的电路中,电池的电动势为E,内电阻为r, R1、R2为两个阻值固定的电阻,当可变电阻R的滑片向下移动时,理想电流表的示数I 和理想电压表的示数U将( ) 【导学号: 19624120】 图 10-3 AI变小,U变大BI变大,U变小 CI变小,U变小DI变大,U变大 B 当R的滑动触头P向下移动时, 变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小, 根据闭合电路欧姆定律分析得知总电流I增大 电压表测量路端电压U, 而UEIr, I增大,E、r不变,则U变小 设变阻器R2两端电压为U,则UEI(R1r) ,I增大,其他量不变,则U变 小,通过R2的电流变小,而总电
7、流变大,则电流表的示数I变大故B正确 (2017吉林大学附中模拟) 如图所示电路中, 电流表 A和电压表V均可视为理 想电表现闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动,下列说法正确的是( ) A电流表A的示数变小,电压表V的示数变大 B小灯泡L 变亮 C电容器C上电荷量减少 D电源的总功率变大 A 闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动时,变阻器接入电路的电阻增大, 5 根据闭合电路欧姆定律得知,电路中总电流I减小, 则小灯泡L变暗, 电流表 A的示 数变小电压表的示数UEI(RLr) ,I减小,其他量不变,则U增大,即电压表 V的示数变大,故A 正确, B错误电容器的电压等于变阻器两端的电
8、压,即等于电 压表的示数,U增大,由QCU,知电容器C上的电荷量增多,故C错误电源的总 功率PEI,I减小,则电源的总功率变小,故D错误 考向 2 直流电路的计算 2(2017中卫市一模) 机动车的尾气含有铅等大量有害物质,并且也是造成地球“温室效 应”的重要因素之一电动汽车因其无尾气排放且噪声小等因素,正在逐渐被人们接 受某国产品牌电动汽车的铭牌如下,已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压, 则下列说法正确的是( ) 规格后轮驱动直流电动机 车型: 60电动汽车电动机额定输出功率:1 675 W 整车质量: 400 kg额定转速: 600 r/min 蓄电池 ( 容量It800 Ah ,输
9、出电压U36 V)额定工作电压/ 电流: 36 V/50 A A.电动汽车正常工作时消耗的电功率1 675 W B电动机的内阻为0.5 C蓄电池充满电后储存的电能不小于2.8810 4 J D充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16 h D 电动汽车正常工作时消耗的电功率为:PU额I 额3650 W 1 800 W,故 A错 误;电动机内阻的发热功率为:P热PP出(1 800 1 675) W 125 W,则电动机 内阻为:r P热 I 2 125 2 500 0.05 ,故 B 错误;蓄电池充满电后储存的电能为:W UIt8003 60036 J 1.0410 8 J ,故 C错误;在额
10、定功率下连续行驶最长时 间为:t UIt U额I额 80036 3650 h 16 h ,故 D正确 ( 多选)(2016 湖北八校二联) 在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V , 内阻不计, L1、 L2为相 同规格的小灯泡, 这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,R为定值电阻, 阻值为 7.5 . 当开关 S闭合后 ( ) 6 AL1的电阻为 1 12 BL1消耗的电功率为7.5 W CL2的电阻为 7.5 DL2消耗的电功率为0.3 W CDS 闭合后, L1两端的电压为3.0 V, 由乙图可知, I10.25 A ,故P10.75 W ,R1 12 ,A、B 均错 误;L2与R及
11、电源串联,把R和电源等效成电动势为 3 V,内阻为7.5 的新电源,在图乙中作出新电源 的I-U图线,如图,两图线的交点表示出了此时L2 两端的电压与通过的电流的大小,由图知U2 1.5 V,I20.2 A,所以R2 U2 I2 1.5 0.2 7.5 ,P2U2I21.5 0.2 W 0.3 W,C、D正确 考点 2 交变电流的产生与描述 ( 对应学生用书第52 页) 品真题感悟高考 考题统计 五年 1 考: 2016 年卷 T21 考情分析 1该考点单独命题较少,常与变压器结合在一起命题 2考查的重点是交变电流的变化规律及有效值的意义和计算 3要掌握电磁感应现象产生的原因,法拉第电磁感应定
12、律及交变电流中的基本概念和常用 物理量 4感应电动势产生及大小的计算,特别是切割类中的有效长度易错 2(交流电的产生及有效值的计算)( 多选)(2016 卷T21) 如图 10-4 所示,M为半圆形导线 框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面( 纸 面) 内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸 面现使线框M、N在t 0 时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面且过OM和ON的轴, 以相同的周期T逆时针匀速转动,则( ) 7 图 10-4 A两导线框中均会产生正弦交流电 B两导线框中感应电流的周期都等于T C在t T 8时,
13、两导线框中产生的感应电动势相等 D两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等 题眼点拨 “半圆形导线框”说明转初过程中一直有感应电流;“扇形导线 框”说明转动过程中只有一半时间内有感应电流;“半径相等”说明有效切割长度 相同 BC 两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变,选项A错误;导线 框的转动周期为T,则感应电流的周期也为T,选项 B正确;在tT 8时,切割磁感线 的有效长度相同,两导线框中产生的感应电动势相等,选项C正确;M导线框中一直 有感应电流,N导线框中只有一半时间内有感应电流,所以两导线框的电阻相等时, 感应电流的有效值不相等,选项D错误 在第 2 题中,
14、若改成如图10-5 所示的情景 单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感 应强度为B的水平有界匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与其中心线重合 的竖直固定转轴OO以角速度 匀速转动,固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界试 写出线框中感应电流的瞬时值表达式并画出i-t图象 ( 图中位置为计时位置) 图 10-5 【解析】线框中产生电动势的最大值Em1 2B S,则Im Em R BS 2R 因图中位置为中性面,故电流瞬时值表达式为 iImsin tB S 2R sin t i-t图象如图所示 【答案】见解析 释疑难类题通法 8 解决交变电流的产生和描述的基本思路 (1) 两个特殊位置的特点 线
15、圈平面与中性面重合时,SB, 最大, t 0,e0,i0,电流方向将发 生改变 线圈平面与中性面垂直时,SB,0, t 最大,e最大,i最大,电流方向不 改变 (2) 书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 确定正弦式交变电流的峰值,根据已知图象读出或由公式EmnBS 求出相应峰值 明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式 a若线圈从中性面位置开始转动,则i-t图象为正弦函数图象,函数式为iImsin t. b若线圈从垂直中性面位置开始转动,则i-t图象为余弦函数图象,函数式为i Imcos t. 对考向高效速练 考向 1 交变电流的产生 3( 多选 ) 小型发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈
16、abcd,bc边长度为L1,磁极间的 磁场可视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO, 线圈以角速度 绕OO匀速转动, 如图 10-6 所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈 电阻,下列说法正确的是( ) 【导学号: 19624121】 图 10-6 Aab边长度为L 2e0 BL1 B产生的交变电流的周期是2 C若从中性面开始计时,则发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e2Ne0sin t D发电机线圈从垂直中性面位置转动90的过程中,产生的感应电动势的平均 值是 2Ne0 AC 由题意可知, 线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,由e0BLv 9 B
17、L L1 2 ,解得L 2e0 BL1,选项 A正确; T 2 ,选项 B错误;对单匝矩形线圈,其 感应电动势最大值为2e0,发电机线圈共N匝,所以发电机线圈中总感应电动势最大 值为 2Ne0,从中性面开始计时,则感应电动势的瞬时值表达式为e2Ne0sin t,选 项 C正确;发电机线圈从垂直中性面位置转动90的过程中,磁通量变化量为 BLL1 2e0 ,时间 t T 4 2 ,产生的感应电动势平均值是E N t 4Ne 0 ,选项 D错误 考向 2 交变电流的“四值”问题 4( 多选)(2016 天津河东区二模) 如图 10-7 所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水 平方向的匀强磁场中
18、,线框面积为S,电阻为R. 线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以 角速度 从中性面开始匀速转动,线框转过 6 时的感应电流为I,下列说法正确的是 ( ) 图 10-7 A线框中感应电流的有效值为2I B线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为 2IR C从中性面开始转过 2 的过程中,通过导线横截面的电荷量为 2I D线框转动一周的过程中,产生的热量为 8I 2R BC 由EmnBS,从中性面开始计时,则电流i nBS R sin t,当 t 6 时电 流为I,则InBS 2R , 则 2I nBS R ;由 nBS R 2I为电流的最大值, 则线框中感应电流的有效值为 2I 2 2 I,故 A
19、错误;转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为BS 2IR n,因 n 1,则 B正 确;从中性面开始转过 2 的过程中,通过导线横截面的电荷量为 BS tRt BS R 2I ,则C 10 正确;电流的有效值为2I, 线框转动一周的过程中,产生的热量为Q(2I) 2R 2 4RI 2 ,则 D错误 (2016张掖模拟) 电动机的内电阻r2 ,与R8 的电阻串联接在线圈 上,如图所示已知线圈面积为 2 20 m 2,共 100 匝,线圈的电阻为 2 ,线圈在B 2 T 的匀强磁场中绕OO以转速n600 r/min匀速转动,在合上开关S 后电动机正常工作 时,电压表的示数为100 V则下列说法正确的
20、是( ) A电路中电流的最大值为52 A B电路中电流的最大值为102 A C电动机正常工作时的输出功率为1 000 W D电动机正常工作时的输出功率为8002 W B 线圈的角速度 20 rad/s,电动势的最大值EmNBS 2002 V ,有效值 E Em 2 200 V,电路中的电流I EU Rr线圈 10 A ,电流的最大值为Im 102 A,选 项 A错误, B正确;电动机正常工作时的输出功率为P出UII 2r 800 W,选项 C、 D错误 考向 3 交变电流的图象问题 5( 多选)(2016 湖南衡阳联考) 如图 10-8 甲所示, 在匀强磁场中, 一矩形金属线圈两次分 别以不同
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- 18 高考 物理 二轮 复习 部分 专题 整合 突破 10 直流 交流 教案 18022713
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