专题十五直流电路和交流电路

易考网络（高考版）最新高考试卷、复习课件免费下载．电路的动态变化．进行动态分析的常见思路是：由部分电阻变化推断外电路总电阻（外R）的变化，再由全电路欧姆定律rREI外总讨论干路电流总I的变化，最后再根据具体情况分别确定各元件上其他量的变化情况（使用的工具是部分电路欧姆定律、电路中各元件上的电压关系和电流关系）．2．电路故障分析：断路的表现是电路的端电压不为零而电流为零，一般是用电压表测量电路中某两点电压，若电压不为零，则说明这两点与电源的连接完好，断路点就在该两点之间，这样逐渐缩小测量范围即可找到断路点（用电流表也可类似得出）．短路的表现是电流不为零而电压为零．3．电源输出的最大功率电源输出功率最大的条件为：R＝r，即外电阻等于电源内阻，此时的最大输出功率为Pm＝rE42，电源的效率为50%．4．电流表和电压表在电路中的作用：可分为两种情形．①理想情况：电流表内阻为零，电压表内阻可视为无穷大，都对电路没有影响．在分析和计算时，常将电流表视为短路，将电压表视为断路；②实际情况：可将电流表看作阻值为其内阻、能测量其本身电流的特殊电阻串入电路中，可将电压表看作阻值为其内阻、能测量其本身电压的特殊电阻并入电路中．5．交流电的有效值：有效值的概念是根据电流的热效应规定的，具有等效的含义．在交流电路中，电表的测量值，计算电功用的电流和电压值，电器设备上所标的额定电流和电压值均指的是有效值．6．理想变压器：①变压器的输入功率等于输出功率，且输出功率随负载的变化而变化，输入功率随输出功率变化而变化；②由2121nnUU可知：1122UnnU，即变压器副线圈两端电压由原、副线圈的匝数比21nn和输入电压U1决定；③变压器副线圈上的电流由副线圈的输出电压和负载决定，即RUI22．规规律律方方法法【例1】在如图所示的电路中，电源电动势为E．设电流表的示数为I．电压表的示数为U，电容器C所带的电荷量为Q．将滑动变阻器R1的滑动触头P向上移动，待电流达到稳定后，则与P移动前相比（AC）A．若电源内阻不可忽略，则U减小B．若电源内阻不可忽略，则I增大C．若电源内阻不可忽略，则Q减小D．若电源内阻可以忽略，则Q减小训练题如图所示，两只相同的白炽灯泡D1和D2串联后接在电压恒定的电路中．若D1的灯丝断易考网络（高考版）最新高考试卷、复习课件免费下载了，经过搭丝后（搭丝后灯泡的电阻减小）仍然与D2串联，重新接人原来的电路．假设在此过程中，灯丝电阻随温度变化的因素可忽略不计，且每只灯泡两端的电压均未超过其额定电压．则此时每只灯泡所消耗的功率与原来各自的功率相比（BC）A．D1的功率变大B．D1的功率变小C．D2的功率变大D．D2的功率变小【例2】如图所示是一个电热器电路．指示灯、电键、电热丝构成串联回路，接在电源上发现该电路有一个元件断路、有一个元件短路，但不知道是哪个元件上有故障，今用一个校验电灯分别依次接在各处进行检测，得到如下表所示的结果，请根据表格回答下列问题：（1）由前两次检测可以知道：（2）由第三次检测可以知道：（3）由以上检测可以知道：断路；短路．【解析】（1）第1次检测，将电灯接在af点，正常发光，说明电路从电源→a→f→电源是连通的，即电源正常，且灯泡的额定电压等于电源电压．第2次检测，将电灯接在ab点，不发光，说明电路不通，所以从前两次检测可判定：电源正常，电键或电热丝断路．（2）第3次检测，将电灯接在cd点，发光但不正常，说明电路是通的，即指示灯、电热丝没有断路．（3）第4次检测，将电灯接在ef点，不发光，说明电路不通，综上各次检测可判定：电键断路．第5次检测，将电灯接在ad点，发光但不正常，说明电路是通的，灯泡两端电压小于电源电压，所以电热丝有电阻即是正常的．第6次检测，将电灯接在cf点，正常发光，说明电路是通的，灯泡两端电压等于电源电压，而ac间电压为零，即指示灯短路．综上所述，电路故障是：电键断路，指示灯短路．训练题图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V．（CD）A．ab间电路通，cd间电路不通B．ab间电路不通，bc间电路通C．ab间电路通，bc间电路不通D．bc间电路不通，cd间电路通【例3】如图所示的电路中，电源电动势E=9V，电阻R1=2.5Ω，R2=3Ω，当电阻箱Rx调到3Ω时，电流表的示数为2A．求：（1）电源的内电阻；（2）调节电阻箱，使电流表的示数为1.8A时，电阻R2消耗的电功率．校验次序123456校验接入点afabcdefadcf发光情况正常发光不发光发光不正常不发光发光不正常正常发光易考网络（高考版）最新高考试卷、复习课件免费下载【解析】（1）当Rx=3Ω时，则电路外电阻为2124xxRRRRRR由闭合电路欧姆定律EIRr有：0.5ErRI．（2）调节电阻箱后，由闭合电路欧姆定律12()EIRrU有：21()91.8(2.50.5)UEIRr（V）=3.6V所以电阻R2消耗的电功率为2222UPR=4.32W．训练题在图电路中，电源由6个电动势为1.5V、内电阻为0.1Ω的电池串联而成，R1为4.4Ω，R2为6Ω，变阻器R3开始时接入电路的阻值为12Ω，R2的额定功率为3W．问：（1）此时通过R1的电流是多大？（2）此时电源的输出功率是多大？（3）为确保R2消耗的实际功率不超过它的额定功率，变阻器R3接入电路的阻值应满足什么条件？答案：（1）I=1A（2）P=8．4W（3）变阻器R3接入电路的阻值应小于、等于17Ω【例4】如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=180匝，交流电源的电压1U2202sin120tV，电阻R=45Ω，电压表、电流表均为理想电表，则（BD）A．交流电的频率为50HzB．A1的示数约为0.13AC．A2的示数约为1.1AD．V的示数为36V能能力力训训练练1．在图示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是（A）A．直流10V挡B．直流0.5A挡C．直流2.5V挡D．欧姆挡2．电路如图，电源内阻不能忽略，R1＝10Ω，R2＝8Ω，开关接通1时，电压表的示数U1＝2.0V，则当开关接通2时，电压表的示数可能是（C）A．2.2VB．2.0VC．1.8VD．1.6V3．如图所示，是测定两个电源的电动势E和内电阻r实验中得到的路端电压U和电流I的图线，则应有（ACD）R1R3R2Er，易考网络（高考版）最新高考试卷、复习课件免费下载．当I1=I2时，电源总功率P1=P2B．当I1=I2时，外电阻R1=R2C．当U1=U2时，电源输出功率P出1＜P出2D．当U1=U2时，电源内部消耗的电功率P内1＜P内24．如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴ΟΟ′以恒定的角速度转动，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化．在t=2时刻（CD）A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受安培力的力矩为零D．线圈消耗的电功率为零5．（06年南京）所示电路中，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，电容器电容C=40μF，电阻R1=R2=4Ω，R3=5Ω。接通电键S，待电路稳定后，求：（1）理想电压表V的读数；（2）电容器的带电量。答案：当开关合上后，等效电路如图所示，这时电压表测得的是R3两端的电压U3，电容器两端的电压为R1两端的电压U1（1）流过电路中的总电流rRREI31代入数据得I=1AU3=IR3U3=5V（2）U1=IR1U1=4VC=Q/U1Q=CU=1.6×10-4C6．（05年南通）如图所示，电源的电动势12VE，内阻不计，电阻1234RRR，412R，电容器的电容10μFC，其中有一带电微粒恰好处于静止状态。若在工作的过程中，电阻2R突然发生断路。电流表可看作理想电表。求：（1）带电微粒加速度的大小和方向。（2）从电阻2R断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量。答案：（1）22R62EUV122断路前，由于R=R，R两端电压为3431394RREV44由于：：，R两端电压为U电容器两端电压为3CUV，带电量6531010310ccQCUC（上板带负电）带电微粒静止cUqmgd2R断路后，电路稳定后，电容器两端电压3134CUUEV，电容器带电量为5310CCQCUC（上板带正电）VCErSR1R2R3ErR1R3易考网络（高考版）最新高考试卷、复习课件免费下载，方向竖直向下。（2）从电阻2R断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量5610ACCqQQC7．（05年宿迁）如图所示，是用直流电动机提升重物的装置示意图，电源电动势E＝100V，内电阻r1＝1，电动机的线圈电阻r2＝4。重物质量m＝36kg，重物被电动机以v＝0.5m/s的速度匀速提起，不计重物运动中所受的阻力，取g＝10m/s2，试求：电路中的电流I和电源的输出功率P。答案：电源的输出功率：P＝UI由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir1即P＝I（E－Ir1）电动机的热功率：P热＝I2r2电动机的输出机械功率：P出＝mgv则：P＝mgv+I2r2所以得：I2（r2＋r1）－IE＋mgv＝0代入数据化简，得：I2－20I＋36＝0所以I＝2（A）（I＝18A舍去）得P＝196（W）8．（05年连云港）一个矩形线圈在一匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速转动，产生的交变电动势表达式为te314sin311V，试求：(1)电动势的最大值、有效值和频率；(2)若矩形线圈是100匝，线圈平面面积为0.02m2，匀强磁场的磁感应强度B是多少?(3)当线圈平面从中性面开始转过43时，电动势的瞬时值是多大?答案：（1）将te314sin311（V）跟tesinmax对应比较，可知311maxV有效值：23112maxV＝220V频率：14.323142fHz＝50Hz（2）由SNBmax得02.0314100311maxSNBT＝0.5T（3）线圈从中性面转过43，即43t43sin311eV＝311×0.707V＝220V：电动机Iv0