（通用版）2020高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应 第8课时 直流电路与交流电路课件

第8课时直流电路与交流电路专题四电路与电磁感应复习备考建议(1)直流电路的考查除2016年全国卷Ⅱ17题外，还没在选择题中单独考查过，一般以实验题为主，单独考查的角度应该是动态电路分析和含容电路分析，或与电磁感应相结合.交变电流在高考中有轮考的特点，2014～2016年很热，考查重点是理想变压器及相关知识，难度适中.由于2017年动量、近代物理改为必考，影响了交变电流在选择题中出现的频率，2017年全国卷中没出现，2018年只有全国卷Ⅲ中出现，2019年全国卷中没出现.(2)产生感应电流的条件、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律的基本应用，往往以选择题形式结合图象、电路、历史中的著名实验、现代科技中的应用等创设新情景，总体难度不大.计算题在2016年全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中出现过，一般考查电磁感应定律的应用，与力学问题结合时一般是匀速或静止时的平衡问题，较简单.电磁感应与动量知识的结合可能是新的考查点，应引起重视.栏目索引考点1直流电路分析考点2交变电流的产生及描述考点3变压器与远距离输电1.电容器的特点(1)只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于_____.(2)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_____，电容器两端的电压为与之并联的电阻两端的电压.考点1直流电路分析断路导线路端电压随外电阻的增大而_____，随外电阻的减小而____.2.1个定律、2个关系(1)闭合电路欧姆定律：I＝_______.ER＋r(2)路端电压与电流的关系：U＝E－Ir.(3)路端电压与负载的关系：U＝IR＝RR＋rE＝11＋rRE，增大减小3.动态分析3法方法1：程序法R局——→增大减小R总——→增大减小I总＝ER总＋r——→减小增大U内＝I总r——→减小增大U外＝E－U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，再去讨论.例1(多选)(2019·河北衡水中学高考模拟)如图1所示电路中，电源内阻忽略不计，R0为定值电阻，Rm为滑动变阻器R的最大阻值，且有R0＞Rm；开关S1闭合后，理想电流表A的示数为I，理想电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，其变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU1、ΔU2，则下列说法正确的是A.保持开关S2断开，将R的滑片向右移动，则电流表A示数变小、电压表V2示数变小B.保持R的滑片不动，闭合开关S2，则电流表A示数变大、电压表V1示数变小C.保持开关S2断开，将R的滑片向右移动，则滑动变阻器消耗的电功率减小D.保持开关S2断开，将R的滑片向右移动，则有图1√√ΔU1ΔI＝ΔU2ΔI解析保持开关S2断开，将R的滑片向右移动时，R接入电路中的电阻增大，电路总电阻增大，则由闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，电流表A示数减小，电压表V2示数减小，故A正确；保持R的滑片不动，闭合开关S2，R0被短路，电路总电阻减小，干路电流增大，电流表A示数增大；而U1＝IR，可知电压表V1示数增大，B错误；当滑动变阻器的电阻等于等效电源的内阻时，滑动变阻器的功率达到最大，保持开关S2断开，将R的滑片向右移动，由于R0＞Rm，所以滑动变阻器的功率一直在增大，故C错误；由U1＝E－IR0可知，ΔU1ΔI＝R0，由U2＝IR0可知，ΔU2ΔI＝R0，故D正确.变式训练1.(2019·江苏南通市通州区、海门市、启东联考)如图2所示，R1是光敏电阻(光照增强，电阻减小)，C是电容器，R2是定值电阻.当R1受到的光照强度减弱时图2A.电阻R2上的电流增大B.光敏电阻R1两端的电压减小C.电源两端电压减小D.电容器C的带电荷量减小√解析当R1受到的光照强度减弱时，R1的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得，总电流I减小，即流过R2的电流减小，R2两端电压减小，路端电压U＝E－Ir，E、r不变，则U增大，所以光敏电阻R1两端的电压增大，故A、B、C错误；由于电容器与R2并联，所以电容器两端电压减小，由公式Q＝CU2可知，电容器的带电荷量减小，故D正确.2.(2019·宁夏银川市六盘山上学期期末)在如图3所示的电路中，E为电源，电源内阻为r，L为小灯泡(灯丝电阻可视为不变)，电压表为理想电压表，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，则图3A.电压表的示数变大B.小灯泡L消耗的功率变小C.通过R2的电流变小D.电源内阻的电压变大√由并联电路的电流规律可知，流过灯泡L的电流一定减小，故由P＝I2R可知，小灯泡L消耗的功率变小，故B正确；因电路中电流减小，故电源内阻的电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R2的电流增大，故C、D错误.解析滑动变阻器的滑片向上移动，则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，电路中电流减小，故R1两端的电压减小，电压表的示数变小，故A错误；例2(2019·辽宁沈阳市质量检测(一))某同学将一闭合电路电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图4中的a、b、c所示，则下列判断正确的是A.直线a表示电源内部的发热功率随电流I变化的图线B.曲线b表示电源的总功率随电流I变化的图线C.曲线c表示电源的输出功率随电流I变化的图线D.电源的电动势E＝3V，内电阻r＝2Ω图4√解析由电源消耗总功率和电源内部消耗功率表达式PE＝EI，Pr＝I2r可知，a是直线，表示的是电源消耗的总功率PE，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率Pr，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR＝EI－I2r，所以A、B错误，C正确；由题图可知，当短路时电流为2A，总功率PE＝EI＝6W，则可知电动势为：E＝3V，则r＝EI＝32Ω＝1.5Ω，故D错误.3.(2019·福建厦门市模拟)如图5所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小).当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，下列说法中正确的是变式训练图5A.只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流C.只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动，电压表示数变大，带电微粒向下运动D.若断开电键S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动√电路稳定时，电容器相当于断路，只调节R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；只调节R2的滑动端P1向下端移动时，与电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，电场力变大，带电微粒向上运动，故C错误；若断开电键S，电容器放电，电容器所带电荷量变小，电容器两端电压变小，两极板间电场变小，带电微粒所受电场力减小，合力向下，则带电微粒向下运动，故D错误.解析只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，R2两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器充电，电容器所带电荷量变大，所以R3中有向上的电流，故A正确；1.交变电流的产生线圈绕垂直于磁场方向的轴_____转动.2.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____；(3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变____次.考点2交变电流的产生及描述匀速零一3.交变电流“四值”的应用(1)最大值：Em＝nBSω，分析电容器的耐压值；(2)瞬时值：E＝Emsinωt(从中性面开始计时)，计算闪光电器的闪光时间、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：E＝nΔФΔt，计算通过电路横截面的电荷量.例3(多选)(2019·安徽皖江名校联盟摸底大联考)图6所示为交流发电机发电的简易原理图，n匝矩形线圈的面积为S，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，已知线圈的总电阻为r，通过电刷与定值电阻R相连接，与定值电阻并联一理想的交流电压表，现矩形线圈绕中心轴线OO′以恒定的角速度ω匀速转动.t＝0时刻线圈处在中性面.下列说法正确的是图6A.t＝0时刻流过定值电阻的电流方向向左B.线圈中产生感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBSωsinωt(V)C.线圈转动的过程中，电压表的读数为nBSωRR＋rD.从t＝0时刻起，线圈转过60°角时流过定值电阻的瞬时电流为3nBSω2R＋r√√解析t＝0时刻线圈与磁场方向垂直，即线圈的速度与磁场方向平行，因此t＝0时感应电动势为零，感应电流为零，A错误；从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势Em＝nBSω，所以感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBSωsinωt(V)，B正确；线圈转动的过程中，最大感应电动势Em＝nBSω，则产生的感应电动势的有效值为E＝22nBSω，因此电压表的示数为U＝2R2R＋rnBSω，C错误；线圈从t＝0开始转过60°角时，瞬间电流为i＝eR＋r＝nBSωsinπ3R＋r＝3nBSω2R＋r，D正确.变式训练4.(2019·贵州贵阳市一模)如图7甲为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R＝484Ω，现将其接在的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据A.220V、100WB.156V、50WC.110V、25WD.311V、200W√u＝2202sin100πt(V)图7解析由题图象可知温控装置P输入的交变电流的周期T＝2×10－2s；可分为0～T2和T2～T两段，根据有效值的定义可得Um22R×T2＋0＝U2R×T，解得U＝Um2≈156V，电热毯在保温状态下消耗的电功率为P＝U2R＝50W，故B正确.5.(多选)(2019·山东德州市上学期期末)如图8所示，匀强磁场的磁感应强度大小为1T，单匝正方形导线框的边长为1m，总电阻为1Ω，开始时处于位置Ⅰ，现用外力使导线框绕ab边匀速转过180°至位置Ⅱ，转动的角速度为πrad/s，则在此过程中以下说法正确的是A.通过导线横截面的电荷量为零B.通过导线横截面的电荷量为2C图8C.外力做功为π22JD.外力做功为π24J√√Em＝BωS＝1×π×12V＝πV，则外力做功W＝E2Rt＝π221×ππJ＝π22J，选项C正确，D错误.解析通过导线横截面的电荷量q＝ΔΦR＝2BL2R＝2×1×121C＝2C，选项A错误，B正确；6.(多选)(2019·广西桂林等六市第一次联合调研)如图9甲所示，标有“220V40W”的灯泡和标有“20μF360V”的电容器并联到交流电源上，V为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关S.下列判断正确的是A.电容器会被击穿B.交流电源的输出电压的有效值为220V图9C.t＝T2时刻，V的示数为零D.t＝T2时刻，通过灯泡的电流为零√√小于电容器的击穿电压，故电容器不会被击穿，故A错误；解析由题图可知交流电压的最大值为2202V≈311V，由题图乙可知，交流电压的有效值为22022V＝220V，故B正确；交流电压表的示数为有效值，则t＝T2时刻，电压表的示数为220V，故C错误；t＝T2时刻，灯泡两端电压的瞬时值为0，通过灯泡的电流的瞬时值为0，故D正确.1.理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入＝____.