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1、专题八专题八 恒定电流与交变电流恒定电流与交变电流抓抓基基础础探探技技法法研研考考向向提提能能力力备考方向要明了备考方向要明了主要问题主要问题 应用电路知识和能量观点解决直流电和交流电的电路问题应用电路知识和能量观点解决直流电和交流电的电路问题主要考点主要考点直流电路的动态分析；直流电路的动态分析；变压器原理及三个关系的应用；变压器原理及三个关系的应用；交变电流的产生及描述问题交变电流的产生及描述问题主要方法主要方法理想化模型理想化模型(变压器变压器)；等效思想的应用等效思想的应用(等效电路图等效电路图)；电路分析时用到的程序法、假设法、极限法电路分析时用到的程序法、假设法、极限法主要策略主要
2、策略在复习时要夯实基础，重在理清各个基本概念、熟记基本在复习时要夯实基础，重在理清各个基本概念、熟记基本公式，明确各公式的适用条件。对于交变电流的问题，重公式，明确各公式的适用条件。对于交变电流的问题，重视对交流电视对交流电“四值四值”的理解及应用，变压器问题是复习的重的理解及应用，变压器问题是复习的重中之重。还要重视该部分知识在实际生活中应用的问题中之重。还要重视该部分知识在实际生活中应用的问题2电源的几个功率电源的几个功率(1)总功率：总功率：P总总EI(2)内部消耗的功率：内部消耗的功率：P内内I2r(3)输出功率：输出功率：P出出UI(4)最大输出功率：最大输出功率：PmE2/4r，此
3、时，此时Rr。三、交流电的产生与描述三、交流电的产生与描述1.2交流电的交流电的“四值四值”2远距离输电远距离输电(1)输电过程，如图输电过程，如图81所示：所示：图图813极端法极端法即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个端点去讨论。动端分别滑至两个端点去讨论。1(2011北京高考北京高考)如图如图82所示电路，所示电路，电源内阻不可忽略。开关电源内阻不可忽略。开关S闭合后，闭合后，在变阻器在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程的滑动端向下滑动的过程中中()图图82A电压表与电流表的示数都减小电压表与电流表的示数都减小B电
4、压表与电流表的示数都增大电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大电压表的示数减小，电流表的示数增大解析：解析：滑动变阻器滑动变阻器R0的滑片向下滑动，的滑片向下滑动，R0接入电路的电阻接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，两端的电压变小，电流表的示数变小，A项正确。项正确。答案：答案：A1
5、.仪器检测法仪器检测法(1)断点故障：用电压表与电源并联，若有电压时再逐段与断点故障：用电压表与电源并联，若有电压时再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。(2)短路故障：用电压表与电源并联，若有电压时再逐段与短路故障：用电压表与电源并联，若有电压时再逐段与电路并联，若电压表示数为零时，该段电路被短路。电路并联，若电压表示数为零时，该段电路被短路。2假设法假设法已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发整个电路划分为若干部分，然后
6、逐一假设某部分电路发生故障，运用有关规律进行推导，结果若与题设现象不生故障，运用有关规律进行推导，结果若与题设现象不符合，则此段电路无故障，否则故障可能发生在这部分符合，则此段电路无故障，否则故障可能发生在这部分电路。照此下去，直到找到全部故障电路。照此下去，直到找到全部故障2某学生在研究串联电路电压特点时，接某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图成如图83所示电路，接通所示电路，接通K后，他将后，他将高内阻的电压表并联在高内阻的电压表并联在A、C两点间时，两点间时，电压表读数为电压表读数为U；当并联在；当并联在A、B两点两点 图图83间时，电压表读数也为间时，电压表读数也为U；当并联在；当
7、并联在B、C两点间时，电两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是(R1、R2阻值相差不大阻值相差不大)()AAB段断路段断路BBC段断路段断路CAB段短路段短路 DBC段短路段短路解析：解析：A、C两点间电压为两点间电压为U，说明，说明AC之外的电路之外的电路良好，良好，A、B两点间电压为两点间电压为U，说明，说明AB之外的电路之外的电路良好；所以只能是良好；所以只能是AB段断路，故选段断路，故选A。答案：答案：A1.分析变压器的动态电路问题需要明确各物理量间的制约关系分析变压器的动态电路问题需要明确各物理量间的制约关系(1)电压制约：当变压
8、器原、副线圈的匝数比电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出一定时，输出 电压电压U2由输入电压决定，即由输入电压决定，即U2n2U1/n1，可简述为，可简述为“原制约副原制约副”。(2)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定，且输入电一定，且输入电压压U1确定时，原线圈中的电流确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流由副线圈中的输出电流I2决定，决定，即即I1n2I2/n1(只适用于一个副线圈的情况，若有多个副线圈，只只适用于一个副线圈的情况，若有多个副线圈，只能根据能根据P入入P出出计算原线圈中的电流计算原线圈
9、中的电流)，可简述为，可简述为“副制约原副制约原”。(3)负载制约：变压器副线圈中的功率负载制约：变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，由用户负载决定，P2P负负1P负负2；变压器副线圈中的电流；变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压由用户负载及电压U2确定；总功率确定；总功率P总总P线线P2。2变压器动态电路问题的分析思路变压器动态电路问题的分析思路3双选双选(2011日照模拟日照模拟)如图如图84所示，所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接理想变压器的副线圈上通过输电线接 有三只灯泡有三只灯泡L1、L2和和L3，输电线的等，输电线的等 效电阻为效电阻为R，原线圈接有一个理想的电流表，原
10、线圈接有一个理想的电流表，图图84交流电源的电压大小不变。开始时开关交流电源的电压大小不变。开始时开关S接通，当接通，当S断开断开时，以下说法正确的是时，以下说法正确的是 ()A原线圈两端原线圈两端P、Q间的输入电压减小间的输入电压减小B等效电阻等效电阻R上消耗的功率变大上消耗的功率变大C原线圈中电流表示数变小原线圈中电流表示数变小D灯泡灯泡L1和和L2变亮变亮解析：解析：当当S断开时，原线圈两端断开时，原线圈两端P、Q间的输入电压不变，间的输入电压不变，选项选项A错误；副线圈两端电压不变，灯泡的总电阻变大，错误；副线圈两端电压不变，灯泡的总电阻变大，输电线中电流变小，等效电阻输电线中电流变小
11、，等效电阻R上消耗的功率变小，选项上消耗的功率变小，选项B错误；副线圈输出的功率变小，原线圈输入的功率也变错误；副线圈输出的功率变小，原线圈输入的功率也变小，原线圈中电流表示数变小，选项小，原线圈中电流表示数变小，选项C正确；灯泡正确；灯泡L1和和L2两端电压变大，亮度变亮，选项两端电压变大，亮度变亮，选项D正确。正确。答案：答案：CD命题视角命题视角1 在如图在如图85所示的电路中，所示的电路中，R1、R2、R3均为可变电阻。当开关均为可变电阻。当开关S闭合后，两平行金闭合后，两平行金属板属板M、N中有一带电液滴正好处于静止状中有一带电液滴正好处于静止状态。为使带电液滴向上加速运动，可采取的
12、态。为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是措施是()图图85A增大增大R1的阻值的阻值B减小减小R2的阻值的阻值C减小减小R3的阻值的阻值D增大增大M、N间距间距命题视角命题视角2 用四个阻值均为用四个阻值均为R的电阻连成如图的电阻连成如图86所所示的电路。开关示的电路。开关S闭合时，有一质量为闭合时，有一质量为m，带，带电荷量为电荷量为q的小球静止于水平放置的平行板电的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点，平行板电容器的下极板接地。现容器的中点，平行板电容器的下极板接地。现 图图86打开开关打开开关S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动
13、，并和此板碰撞，碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后并和此板碰撞，碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电荷量发生变化，碰后小球带有和该极板同种性质小球所带电荷量发生变化，碰后小球带有和该极板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板，设两极板间距离为的电荷，并恰能运动到另一极板，设两极板间距离为d，不计，不计电源内阻，求：电源内阻，求：(1)小球开始带什么电？小球开始在中点的电势是多少？电小球开始带什么电？小球开始在中点的电势是多少？电源电动势源电动势E为多大？为多大？(2)小球与极板碰撞后所带的电荷量小球与极板碰撞后所带的电荷量q为多少？为多少？冲关锦囊冲关锦囊(1)电容器是联系电路与
14、电场的电容器是联系电路与电场的“桥梁桥梁”，要分析电场就要通过，要分析电场就要通过电路分析板间电压。电路分析板间电压。(2)分析电路时要分析清楚电路变化前后电容器两端电势差的分析电路时要分析清楚电路变化前后电容器两端电势差的变化及其两极板电性是否发生了改变。据此，再由带电物变化及其两极板电性是否发生了改变。据此，再由带电物体的受力情况得到物体的运动情况，然后选取适当的规律体的受力情况得到物体的运动情况，然后选取适当的规律进行求解。进行求解。命题视角命题视角1 双选双选某同学将一直流电源的总功率某同学将一直流电源的总功率PE、输、输出功率出功率PR和电源内部的发热功率和电源内部的发热功率Pr随电
15、流随电流I变变化的图线画在了同一坐标系上，如图化的图线画在了同一坐标系上，如图87中的中的a、b、c所示，根据图线可知所示，根据图线可知()A反映反映Pr变化的图线是变化的图线是c 图图87B电源电动势为电源电动势为8 VC电源内阻为电源内阻为1 D当电流为当电流为0.5 A时，外电路的电阻为时，外电路的电阻为6 规范解题规范解题由题意可知由题意可知PrI2r，变化曲线应该是，变化曲线应该是c，且，且由图像可求得电源内阻由图像可求得电源内阻r2，选项，选项A正确，正确，C错误；由错误；由PEEI，可求得电源电动势，可求得电源电动势E4 V，选项，选项B错误；由图错误；由图像及闭合电路欧姆定律像
16、及闭合电路欧姆定律EIRIr可知，当电流为可知，当电流为0.5 A时时外电路的电阻为外电路的电阻为6，选项，选项D正确。故选正确。故选AD。命题视角命题视角2 如图如图88所示，直线所示，直线、分别是电分别是电源源1与电源与电源2的路端电压随输出电流变化的的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线特性图线，曲线是一个小灯泡的伏安特是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、图图88电源电源2单独连接，则下列说法单独连接，则下列说法错误错误的是的是 ()A电源电源1与电源与电源2的内阻之比是的内阻之比是11 7B电源电源1与电源与电源2的电动势之比是的电
17、动势之比是1 1C在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1 2D在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1 2冲关锦囊冲关锦囊解决图像问题应注意解决图像问题应注意(1)明确图像的研究对象。根据题目反映的物理规律确定各明确图像的研究对象。根据题目反映的物理规律确定各物理量之间的关系。物理量之间的关系。(2)识别图像中横坐标、纵坐标所代表的物理量及物理意义，识别图像中横坐标、纵坐标所代表的物理量及物理意义，明确图像的截距、斜率、图像交点、峰值、明确图像的截距、斜率、图像交点、峰值、“面积面积”等的等的物理意义。物理意
18、义。(3)对图像进行分析、比较、判断，找出规律得出结论。对图像进行分析、比较、判断，找出规律得出结论。命题视角命题视角1 (2011天津高考天津高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图感线垂直的转轴匀速转动，如图89甲所示，产生的交变甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则电动势的图像如图乙所示，则 ()图图89At 0.005 s 时线框的磁通量变化率为零时线框的磁通量变化率为零Bt 0.01 s 时线框平面与中性面重合时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为线框产生的交变电动势有效值为 311 VD线框产生的交变
19、电动势频率为线框产生的交变电动势频率为 100 Hz命题视角命题视角1 如图如图811所示，一个理想变压器，初级所示，一个理想变压器，初级线圈的匝数为线圈的匝数为n1，a、b接交流电源，次级线接交流电源，次级线圈的匝数为圈的匝数为n2，与负载电阻，与负载电阻R相连接，相连接，R40 图图811，图中电压表的示数为，图中电压表的示数为100 V，初级线圈的电流为，初级线圈的电流为0.4 A。下列说法正确的是下列说法正确的是 ()A次级线圈中电流的最大值为次级线圈中电流的最大值为1.0 AB初级和次级线圈的匝数比初级和次级线圈的匝数比n1 n22 5C如果将另一个阻值也为如果将另一个阻值也为R的电
20、阻与负载电阻并联，图的电阻与负载电阻并联，图中电流表的示数为中电流表的示数为2.0 AD如果将另一个阻值也为如果将另一个阻值也为R的电阻与负载电阻串联，变的电阻与负载电阻串联，变压器的输出功率为压器的输出功率为80 W命题视角命题视角2 (2011江苏高考江苏高考)图图812甲为一理想变压器，甲为一理想变压器，ab为原线为原线圈，圈，ce为副线圈，为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的入正弦式交变电压的ut图像如图乙所示。若只在图像如图乙所示。若只在ce间接间接一只一只Rce400 的电阻，或只在的电阻，或只在de间接一只间接一只Rde225 的的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W。图图812点击下图进入点击下图进入
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