资源简介

(共62张PPT)
专题整合提升
专题11
直流电路和交流电路
【知识网络构建】
1、提炼必备知识
2、突破高考热点
3、链接高考真题
4、课时跟踪训练
1、提炼必备知识
热点二　交变电流的产生及描述
热点一　直流电路的分析与计算
热点三　变压器与远距离输电
2、突破高考热点
直流电路动态分析的三种常用方法
程序法
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)
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到两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论
例1 (2023·湖北恩施模拟)如图1所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头G的满偏电流为Ig，R1、R2的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为I1，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为I2。下列说法正确的是(　　)
A.I1＝2Ig
B.I2＝3Ig
C.若仅使R1阻值变小，则I1和I2均变大
D.若仅使R2阻值变小，则I1和I2均变大
C
图1
训练1 (2023·北京东城区高三期末)扫地机器人是智能家电的一种，借助人工智能技术，可以自动在房间内完成地板的吸尘清扫工作。如图2所示为某品牌扫地机器人，由主机和充电座两部分组成，使用说明书上关于主机的一些信息如表所示。当电池剩余电荷量为额定容量的20%时，主机会自动返回充电座充电。下列说法正确的是(　　)
图2
主机 电池 14.4 V/2 400 mAh(额定容量)
产品质量 约4.7 kg
无线连接 Wi－Fi
额定电压 14.4 V
额定功率 40 W
答案　C
训练2 (2023·赤峰模拟预测)在如图3所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的伏安特性曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5，0.75)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0，0)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知(　　)
A.电源电动势为2.0 V
B.电源内阻为0.5 Ω
C.小灯泡L接入电源电路时的电阻为1.5 Ω
D.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
D
图3
1.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零。
(3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次。
2.有效值的计算
3.正弦式交变电流“四值”的应用
例2 (2023·天津南开高三期末)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图4甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，线圈匝数为n，外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则(　　)
C
图4
训练3 两个相同的电阻，分别通以如图5甲、乙所示的两种交变电流，其中图乙的电流前半周期是直流电，后半周期是正弦式电流，则在一个周期内，甲、乙两种电流在电阻上产生的焦耳热之比等于(　　)
C
图5
A.2∶1 B.3∶2
C.4∶3 D.5∶4
训练4 (多选)(2023·辽宁模拟预测)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图6所示。下列说法正确的是(　　)
CD
图6
1.三个关系搞清变压器问题
(1)变与不变的关系：不变的是功率关系、磁通量的变化率和周期频率。理想变压器工作不损失能量，即输入功率等于输出功率；原、副线圈交变电流频率相同；在没有漏磁时，原、副线圈磁通量的变化率相同。
(2)高与低，大与小，多与少，粗与细的关系：电压高的线圈电流小，匝数多，导线细；电压低的线圈电流大，匝数少，导线粗。
(3)正比与反比的关系：原、副线圈的电压与匝数成正比，单一副线圈的变压器电流与匝数成反比。
2.远距离输电
示意图
原、副线圈 每个变压器的原线圈是其所在回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源
例3 (2023·山东临沂市一模)如图7所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入甲、乙两个互感器(均为理想器材)，两互感器原、副线圈的匝数比分别为200∶1和1∶20，降压变压器原、副线圈的匝数比为200∶1，电压表的示数为220 V，电流表的示数为5 A，输电线路总电阻r＝20 Ω，则下列说法正确的是(　　)
A.互感器甲是电流互感器，互感器乙是电压
互感器
B.输电线路上损耗的功率约占输电总功率的4.5%
C.用户端的电压U4为200 V
D.用户使用的用电设备增多，流过电流互感器的电流减小
B
图7
训练5 (多选)(2021·山东高考，9)输电能耗演示电路如图8所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为7.5 V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10 Ω。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10 W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是(　　)
A.r＝10 Ω B.r＝5 Ω
C.P＝45 W D.P＝22.5 W
BD
图8
3、链接高考真题
C
1.(2023·海南卷，7)如图9所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为(　　)
图9
CD
2.(多选)(2023·全国乙卷，20)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12＝3.0 V，U23＝2.5 V，U34＝－1.5 V。符合上述测量结果的可能接法是(　　)
图10
A.电源接在1、4之间，R接在1、3之间
B.电源接在1、4之间，R接在2、4之间
C.电源接在1、3之间，R接在1、4之间
D.电源接在1、3之间，R接在2、4之间
解析　由题意知，U12＝φ1－φ2＝3.0 V，U23＝φ2－φ3＝2.5 V，U34＝φ3－φ4＝－1.5 V，联立可得φ1＞φ2＞φ4＞φ3，在电路中电流从高电势流向低电势，所以1接电源正极，3接电源负极，故A、B错误，C、D正确。
AC
3.(多选)(2023·湖南卷，9)某同学自制了一个手摇交流发电机，如图11所示。大轮与小轮通过皮带传动(皮带不打滑)，半径之比为4∶1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是(　　)
图11
C
4.(2023·山东卷，7)某节能储能输电网络如图12所示，发电机的输出电压U1＝250 V，输出功率500 kW。降压变压器的匝数比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5 Ω，其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220 V，功率88 kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是(　　)
图12
A.发电机的输出电流为368 A
B.输电线上损失的功率为4.8 kW
C.输送给储能站的功率为408 kW
D.升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶44
（限时：35分钟）
4、课时跟踪训练
B
1.(2023·天津高三校联考)如图1所示的温控电路，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高，电阻越小)，C为击穿电压足够大的平行板电容器，当环境温度降低时(　　)
A级　基础保分练
图1
A.电容器所带电荷量减小
B.电容器两极板间的电场强度将会增大
C.电压表的读数减小
D.R1消耗的功率增大
2.我国每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起，酒后驾车已经成为交通事故的第一大“杀手”，交警通常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。某型号酒精浓度检测仪的原理图如图2所示，电源的电动势为E，内阻为r，R为气敏电阻，其阻值随着酒精气体浓度的增大而减小，R0为定值电阻(R0>r)，电路中的电表均为理想电表。当对酒驾者进行测试时，与未饮酒的驾驶员相比(　　)
A
A.电流表的示数变大 B.电压表的示数变大
C.电源的输出功率变小 D.电源的总功率变小
图2
3.(2023·江苏扬州高三期末)合肥工业大学科研团队成功研制出兼具自修复性和高导电性的弹性导体，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图3所示，电压表和电流表是理想电表，a、b两点之间连接一弹性导体。在中间悬挂重物后，下列说法不正确的是(　　)
D
A.弹性导体电阻变大
B.定值电阻R的功率变小
C.电压表示数变大
D.弹性导体消耗的功率一定变大
图3
解析　弹性导体受拉力作用，长度变大，横截面积减小，则电阻变大，选项A正确；电路电阻变大，则总电流减小，则根据P＝I2R可知，定值电阻R的功率变小，选项B正确；电路总电流减小，则电源内阻和定值电阻R上的电压减小，则弹性导体的电压变大，即电压表示数变大，选项C正确；将定值电阻R等效为电源的内阻，则当弹性导体的电阻等于R＋r时，弹性导体消耗的功率最大，因不明确弹性导体的阻值与R＋r的阻值关系，则当弹性电阻的阻值变大时，其消耗的功率不一定变大，选项D错误。
4.(2023·山东日照统考一模)某电动牙刷的充电装置含有变压器，原、副线圈匝数之比为50∶1，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端电压的有效值为220 V，副线圈电流的有效值为2.0 A，若将该变压器视为理想变压器，则(　　)
A.副线圈两端电压的有效值约为6.2 V
B.原线圈电流的有效值为100 A
C.副线圈两端电压的最大值约为6.2 V
D.变压器的输入功率与输出功率之比为50∶1
C
5.(2023·四川成都石室中学二模)如图4所示，在直线MN右侧空间存在垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场，一单匝矩形线圈abcd的ab边与MN重合，且绕ab边以角速度ω匀速转动，转动一圈的时间内线圈产生的焦耳热为Q；若线圈不动且磁场方向始终与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间均匀变化，在相同的时间内线圈产生的焦耳热也为Q，则磁感应强度的变化率为(　　)
B
图4
6.(多选)(2023·广东湛江统考一模)图5甲为某小型水电站的电能输送示意图，其输入电压如图乙所示。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。降压变压器右侧部分为一火灾报警系统(报警器未画出)，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法正确的是(　　)
BC
图5
7.(2023·山东青岛统考一模)“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图6为模拟远距离输电的部分测试电路。恒压交流电源、阻值为2 Ω的定值电阻R1和理想变压器相连。变压器原、副线圈匝数比为1∶3，电压表和电流表均为理想交流电表，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是(　　)
D
图6
8.(多选)(2023·山东模拟预测)如图7所示的电路，变压器为理想自耦变压器，滑动触头P可控制原线圈的匝数，已知电动机的额定功率为80 W、额定电压为40 V，灯泡L的额定功率为20 W、额定电压为10 V。现在原线圈两端接正弦交流电压，当滑动触头位于某位置时，电动机和灯泡刚好正常工作，电动机正常工作时的输出功率为78 W，理想交流电流表的示数为10 A。则下列说法正确的是(　　)
BC
B级　提能增分练
图7
9.(多选)如图8所示，电源电动势E＝1.5 V，内电阻r＝0.5 Ω，滑动变阻器R1的最大电阻Rm＝5.0 Ω，定值电阻R2＝2.0 Ω，C为平行板电容器，其电容为3 μF。将开关S与a接触，则(　　)
AC
A.当R1的阻值增大时，R2两端的电压减小
B.当R1接入电路阻值为0.5 Ω时，R1消耗的功率最大
C.将开关从a接向b，流过R3的电流流向为c→d
D.将开关从a接向b，待电路稳定，流过R3的电荷量为9×10－3 C
图8
解析　增大R1的阻值，电路总电阻增大，干路电流减小，则R2两端的电压减小，A正确；将R2与电源看作等效电源，当R1接入电路的电阻与等效电源的内阻相等时，R1消耗功率最大，则有R1＝R2＋r＝2.5 Ω，B错误；开关接a时，电容器左极板带负电，开关接b时，左极板带正电，所以流过R3的电流流向为c→d，C正确；因R1接入的阻值未知，不能求出电容器上两板间的电压，故不能求出流过R3的电荷量，D错误。
C
图9
11.(2023·河北高三校联考)如图10所示为远距离输电的原理图，发电机输出电压恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，其中降压变压器的变压比为n；图中电表均为理想电表；两变压器间输电线的总电阻为R。假如用户设备发生变化，导致输电线上的电压增加了ΔU，下列说法正确的是(　　)
D
图10

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