高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題四 電磁感應(yīng)和電路 第1講 直流電路和交流電路課件

第1講直流電路和交流電路專題四電磁感應(yīng)和電路考點(diǎn)一有關(guān)電路基本概念的辨析考點(diǎn)三閉合電路的功率和效率問題考點(diǎn)四交變電流的產(chǎn)生和描述考點(diǎn)二直流電路的動(dòng)態(tài)分析考點(diǎn)五變壓器和遠(yuǎn)距離輸電有關(guān)電路基本概念的辨析考點(diǎn)一真題研究1.(2016浙江10月學(xué)考9)一根細(xì)橡膠管中灌滿鹽水，兩端用短粗銅絲塞住管口.管中鹽水柱長(zhǎng)為40 cm時(shí)測(cè)得電阻為R.若溶液的電阻隨長(zhǎng)度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同.現(xiàn)將管中鹽水柱均勻拉長(zhǎng)至50 cm(鹽水體積不變，仍充滿橡膠管).則鹽水柱電阻變?yōu)?2345答案解析2.(人教版選修31P58“思考與討論”改編)如圖1所示，A、B是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，但A的邊長(zhǎng)大于B，通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示，此時(shí)A、B的電阻分別為R1、R2，則兩個(gè)導(dǎo)體的電阻關(guān)系是A.R1R2 B.R1R2C.R1R2 D.無法判斷答案模擬訓(xùn)練12345圖13.(人教版選修31P52第3題改編)如圖2所示，兩個(gè)電阻串聯(lián)后接在電路中a、b兩點(diǎn)，已知a、b兩點(diǎn)間電壓不變.某同學(xué)把一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里的電壓表并聯(lián)在R1兩端時(shí)，讀數(shù)為5 V；將該電壓表并聯(lián)在R2兩端時(shí)，讀數(shù)為4 V，則a、b兩點(diǎn)間電壓 A.大于9 V B.等于9 VC.小于9 V D.無法確定答案12345圖24.(人教版選修31P63第3題改編)太陽能電池由許多片電池板組成.某電池板不接負(fù)載時(shí)兩極間電壓是6.0104 V，短路電流是3.0105 A，則這塊電池板的內(nèi)阻為A.20 B.5 C.0.2 D.0.05 12345解析解析電池板不接負(fù)載時(shí)兩極間電壓是6.0104 V，說明電池的電動(dòng)勢(shì)為6.0104 V，由I短 可得r20 .故A項(xiàng)正確.答案解析5.(2017湖州市高二上期末)如圖3所示為兩節(jié)某品牌的不同型號(hào)干電池，其上均標(biāo)有“1.5 V”字樣，下列說法正確的是A.兩種型號(hào)的電池都有內(nèi)阻而且一定相同B.兩種型號(hào)的電池儲(chǔ)存的能量一定一樣多C.“1.5 V”表示電池供電時(shí)正負(fù)極之間的電壓為1.5 VD.“1.5 V”表示電池供電時(shí)每通過1 C的電量，有1.5 J 的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能答案12345圖3直流電路的動(dòng)態(tài)分析考點(diǎn)二命題預(yù)測(cè)1.如圖4所示的閉合電路中，R是半導(dǎo)體光敏電阻，R1為滑動(dòng)變阻器.現(xiàn)用一束光照射光敏電阻，則下列說法錯(cuò)誤的是A.電壓表讀數(shù)變小B.電流表讀數(shù)變小C.電源的總功率變大D.電源內(nèi)阻的功率變大123圖4答案解析解析解析半導(dǎo)體光敏電阻的阻值隨光照增加而減小，故用一束光照射光敏電阻時(shí)其阻值減小，則由閉合電路歐姆定律可知，電流增大，故電流表示數(shù)增大；則由PEI可知，電源的總功率變大，由PI2r可知，電源內(nèi)阻的功率變大；因電流增大，則內(nèi)電壓和滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大，故電壓表示數(shù)減小，故A、C、D正確，B錯(cuò)誤.1232.(人教版選修31P61演示改編)如圖5所示電路中，電源內(nèi)阻為r，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，電流表A及電壓表V的示數(shù)的變化情況是A.電流表A示數(shù)增大，電壓表V示數(shù)增大B.電流表A示數(shù)增大，電壓表V示數(shù)減小C.電流表A示數(shù)減小，電壓表V示數(shù)增大D.電流表A示數(shù)減小，電壓表V示數(shù)減小模擬訓(xùn)練圖5答案解析1233.小吳同學(xué)設(shè)計(jì)了一種煙霧警報(bào)裝置，其設(shè)計(jì)原理如圖6所示.M為煙霧傳感器，其阻值RM隨著煙霧濃度的變化而變化，R為定值電阻.當(dāng)裝置所在區(qū)域出現(xiàn)煙霧且濃度增大時(shí)，將導(dǎo)致a、b兩端電壓減小，觸發(fā)警報(bào)裝置發(fā)出警報(bào).則煙霧濃度增大時(shí)A.RM增大，電流表示數(shù)增大B.RM增大，電流表示數(shù)減小C.RM減小，電流表示數(shù)增大D.RM減小，電流表示數(shù)減小解析解析UEIr，U減小，E、r不變，故I增大，由I 得RM減小，故C項(xiàng)正確.圖6123答案解析規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)電路動(dòng)態(tài)分析的兩種方法電路動(dòng)態(tài)分析的兩種方法1.程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化R的變化R總的變化I總的變化U端的變化固定支路 變化支路.2.極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去討論.閉合電路的功率和效率問題考點(diǎn)三真題研究1.(2017浙江11月選考12)小明同學(xué)家里部分電器的消耗功率及每天工作時(shí)間如下表所示，則這些電器一天消耗的電能約為電器消耗功率/W工作時(shí)間/h電茶壺2 0001空調(diào)1 2003電視機(jī)1002節(jié)能燈164路由器924A.6.1103 W B.6.1102 J C.2.2104 W D.2.2107 J123456答案解析解析解析根據(jù)題表數(shù)據(jù)可知，每天消耗的電能為W2 kW1 h1.2 kW3 h0.1 kW2 h0.016 kW4 h0.009 kW24 h6.08 kWh2.2107 J，故D正確.1234561234562.(2016浙江10月學(xué)考11)如圖7為一種服務(wù)型機(jī)器人，其額定功率為48 W，額定工作電壓為24 V.機(jī)器人的鋰電池容量為20 Ah.則機(jī)器人A.額定工作電流為20 AB.充滿電后最長(zhǎng)工作時(shí)間為2 hC.電池充滿電后總電量為7.2104 CD.以額定電流工作時(shí)每秒消耗能量為20 J答案解析圖7123456解析解析根據(jù)PUI 可知，額定工作電流為2 A，選項(xiàng)A錯(cuò).電池的容量為20 Ah，即在額定電流為2 A的情況下工作時(shí)，能夠工作的最長(zhǎng)時(shí)間為10 h，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.電池充滿電后的總電量為QIt203 600 C7.2104 C，選項(xiàng)C正確.在額定電流下，機(jī)器人功率為48 W，即每秒消耗能量為48 J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.(2016浙江4月學(xué)考12)如圖8所示的路燈為太陽能路燈，每只路燈的光伏電池板的有效采光面積約0.3 m2.晴天時(shí)電池板上每平方米每小時(shí)接收到的太陽輻射能約為3106 J.如果每天等效日照時(shí)間約為6 h，光電池一天產(chǎn)生的電能可供30 W的路燈工作8 h.光電池的光電轉(zhuǎn)換效率為A.4.8% B.9.6% C.16% D.44%解析解析太陽能電池板每天(6 h)吸收的太陽能：W總0.331066 J5.4106 J，路燈正常工作，PP額30 W，路燈正常工作8 h消耗的電能：W有Pt30 W83 600 s8.64105 J，太陽能路燈利用太陽能的效率： 100%16%.圖8123456答案解析4.(2017浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)如圖9是某品牌吊扇的相關(guān)參數(shù)，假設(shè)吊扇的吊桿下方的轉(zhuǎn)盤與扇葉的總質(zhì)量為7 kg，則吊扇(g10 m/s2)A.吊扇的內(nèi)電阻為880 B.以額定功率工作時(shí)通過吊扇的電流為0.25 AC.正常工作時(shí)吊扇機(jī)械功率等于55 WD.正常工作時(shí)吊桿對(duì)轉(zhuǎn)盤的拉力大于70 N123456模擬訓(xùn)練圖9答案解析123456解析解析據(jù)PUI可知以額定功率工作時(shí)通過吊扇的電流為0.25 A，吊扇的內(nèi)電阻、正常工作時(shí)吊扇機(jī)械功率無法計(jì)算；由于扇葉受到空氣向上的反作用力，故正常工作時(shí)吊桿對(duì)轉(zhuǎn)盤的拉力小于70 N.5.(2017溫州市9月選考)電動(dòng)平衡車如今非常受年輕人的喜愛，已慢慢成為街頭的一種時(shí)尚，如圖10為某款電動(dòng)平衡車，其部分參數(shù)見下表，工作時(shí)將電池內(nèi)部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為60%，則該電動(dòng)平衡車產(chǎn)品名稱騎客充電方式有線充電電池容量5 000 mAh充電器輸出直流24 V/1 000 mA續(xù)航里程40 km額定功率40 W行駛速度20 km/h工作電壓24 V圖10A.電池從完全沒電到充滿電所需時(shí)間約為8.3 hB.最多能儲(chǔ)存的能量為4.32105 JC.充滿電后能工作5 hD.充滿電后能工作3 h123456答案6.(2017浙江“七彩陽光”聯(lián)考)電飯鍋給我們的生活帶來方便.電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)，一種是鍋內(nèi)水燒開前的加熱狀態(tài)，另一種是燒開后的保溫狀態(tài).如圖11是電飯鍋的電路圖，其中R1( 1)R2，則下列判斷正確的是A.自動(dòng)開關(guān)S接通后，電飯鍋處于保溫狀態(tài)B.保溫時(shí)的電流是加熱時(shí)的一半C.在保溫狀態(tài)下R2的功率是加熱時(shí)的一半D.電飯鍋在保溫狀態(tài)下的功率是加熱時(shí)的一半123456答案圖11交變電流的產(chǎn)生和描述考點(diǎn)四命題預(yù)測(cè)1.(多選)(2017浙江名校協(xié)作體模擬)一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖12所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 ，現(xiàn)外接一只電阻為95.0 的燈泡，則A.電壓表V的示數(shù)為220 VB.電路中的電流方向每秒改變100次C.通過燈泡電流的最大值為2.2 AD.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為48.4 J圖12答案解析123412342.(多選)(人教版選修32P33第1題改編)為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性，小郭老師讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)出放在講臺(tái)上一只正在發(fā)光的白熾燈中通的是交流電(電流大小和方向隨時(shí)間周期性變化)，還是直流電.同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出許多方案，其中一種是：拿一個(gè)蹄形磁鐵靠近白熾燈，觀察燈絲，通過現(xiàn)象進(jìn)行判斷.一位同學(xué)說“快拿磁鐵來試一下”，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是A.如果發(fā)現(xiàn)燈絲彎曲，通的是交流電B.如果發(fā)現(xiàn)燈絲顫動(dòng)，通的是交流電C.就“快拿磁鐵來試一下”這一過程而言，屬于科學(xué)探究中的“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”D.通過燈絲所發(fā)生的現(xiàn)象來判斷白熾燈中電流特征， 學(xué)生們使用了“等效替代法” 這種研究問題的方法模擬訓(xùn)練答案12343.(多選)如圖13所示，在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一線框繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框通過電刷、圓環(huán)、導(dǎo)線等與定值電阻組成閉合回路.t1、t2時(shí)刻線框分別轉(zhuǎn)到圖甲(線框水平)、乙(線框與磁感線垂直)所示的位置，下列說法正確的是A.t1時(shí)刻穿過線框的磁通量最大B.t1時(shí)刻電阻中的電流最大，方向從右向左C.t2時(shí)刻穿過線框的磁通量變化率為0D.t2時(shí)刻電阻中的電流最大，方向從右向左1234圖13答案解析解析解析t1時(shí)刻，穿過線框的磁通量為零，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，電阻中的電流最大，根據(jù)楞次定律，通過電阻的電流方向從右向左，A錯(cuò)誤，B正確；t2時(shí)刻，穿過線框的磁通量最大，而磁通量的變化率為零，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，電阻中的電流為零，C正確，D錯(cuò)誤.12344.(多選)小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間成正弦函數(shù)關(guān)系，如圖14所示.此線圈與一個(gè)R9 的電阻構(gòu)成閉合電路，線圈自身的電阻r1 ，下列說法正確的是A.交變電流的周期為0.2 sB.交變電流的頻率為2.5 HzC.發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值為9 VD.發(fā)電機(jī)輸出的電功率為18 W1234圖14答案解析1234解析解析根據(jù)ut圖可知此交流電的周期為T0.4 s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.中性面及其特點(diǎn)中性面及其特點(diǎn)(3)電流方向的改變：線圈通過中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次通過中性面，因此電流的方向改變兩次.2.正弦式交變電流圖象正弦式交變電流圖象(從中性面位置開始計(jì)時(shí)，如圖從中性面位置開始計(jì)時(shí)，如圖15)圖15變壓器和遠(yuǎn)距離輸電考點(diǎn)五命題預(yù)測(cè)1.(多選)如圖16所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈的中心接頭，電壓表V和電流表A均為理想電表，除滑動(dòng)變阻器電阻R、定值電阻R0以外的其余電阻不計(jì)，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1220 sin 100t(V).下列說法中正確的是 B.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)， 副線圈電壓的有效值為22 VC.單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，在滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng) 的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變大圖161234答案解析單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑片P向上移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；12342.(多選)(人教版選修32P50第2題改編)某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能.若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，輸電導(dǎo)線的總電阻為R線.則下列說法正確的是模擬訓(xùn)練答案12343.(多選)(人教版選修32P44第5題改編)如圖17是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖.變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)(可視為不變).輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用R1表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R的阻值減小(滑動(dòng)片向下移).如果變壓器上的能量損失可忽略，當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，圖中各表的讀數(shù)變化正確的是A.電流表A1的讀數(shù)變小B.電流表A2的讀數(shù)變大C.電壓表V3的讀數(shù)變小D.電壓表V2的讀數(shù)變小答案圖1712344.(多選)如圖18所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101，原線圈接入正弦式交變電流，電流表A、電壓表V均為理想電表，R是光敏電阻(其阻值隨光的強(qiáng)度增大而減小)、L是理想線圈、D是燈泡.下列說法正確的是A.若電壓表V的示數(shù)為6 V， 則輸入電壓的峰值為60 VB.有光照射R時(shí)，電流表A的示數(shù)變大C.若抽出L中的鐵芯，燈D變亮D.若輸入電壓的峰值保持不變，頻率變大，則燈D變亮答案解析圖181234抽出L中的鐵芯，理想線圈自感系數(shù)減小，對(duì)電流的阻礙減小，所以燈D變亮，故選項(xiàng)C正確；若輸入電壓的峰值保持不變，則有效值不變，匝數(shù)不變，則副線圈電壓不變，頻率變大，L的阻礙作用變大，故燈D變暗，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.1234規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說明關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說明(1)變壓器不能改變直流電壓.(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率.(3)理想變壓器本身不消耗能量.(4)理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值.2.基本關(guān)系式中物理量之間的決定關(guān)系基本關(guān)系式中物理量之間的決定關(guān)系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定，即U2 U1(原制約副)功率副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1P2(副制約原)電流原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定，即I1 I2(副制約原)3.遠(yuǎn)距離輸電問題遠(yuǎn)距離輸電問題(1)遠(yuǎn)距離輸電示意圖(如圖19所示)圖19(2)輸電線路功率損失的計(jì)算方法P損PP，P為輸送的功率，P為用戶所得功率.P損UI線，U為在輸電線路上損失的電壓，I線為輸電線路上的電流.