（通用版）2020版高考物理二轮复习 专题四 第一讲 恒定电流和交变电流课件

第一讲恒定电流和交变电流-2-考情分析备考定向纵览考题,洞悉命题规律分讲考点及题型考题统计2020考情预测第一讲恒定电流和交变电流考点一直流电路的分析与计算考法1直流电路及其动态分析(M)2016卷Ⅱ17考法2闭合电路的图象问题(L)考点二交变电流及变压器问题的分析与计算考法1交变电流的产生及四值(L)2018卷Ⅲ16考法2理想变压器、远距离输电问题(H)2014卷Ⅱ21;2015卷Ⅰ162016卷Ⅰ16;2016卷Ⅲ19-3-分讲考点及题型考题统计2020考情预测第二讲电磁感应规律及综合应用考点一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用(M)2017卷Ⅰ18;2017卷Ⅲ152018卷Ⅰ4;2018卷Ⅰ19考点二电磁感应中的图象问题(H)2014卷Ⅰ18;2018卷Ⅱ182018卷Ⅲ20考点三电磁感应中的综合问题(M)2014卷Ⅱ252015卷Ⅱ152016卷Ⅱ24;2016卷Ⅱ202016卷Ⅰ24;2016卷Ⅲ252017卷Ⅱ21-4-专题复习研究本专题考纲有6个Ⅱ级考点分别是欧姆定律,电源的电动势和内阻,闭合电路的欧姆定律,法拉第电磁感应定律,楞次定律,理想变压器。9个Ⅰ级考点分别是电阻定律,电阻的串联、并联,电功率、焦耳定律,电磁感应现象,磁通量,自感、涡流,交变电流、交变电流的图象,正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值,远距离输电。近五年高考命题点主要集中在:1.理想变压器、远距离输电问题(4次)。2.电磁感应中的图象问题(4次)。3.电磁感应中的综合问题(7次)。主要以选择题的形式考查。通过考题和考点的对照来看,命题者特别重视对Ⅱ级考点的考查。命题点集中在利用Ⅱ级考点解决生活中的实际问题,考查学生对知识的理解和应用以及提取信息加工信息的能力。复习备考时要特别注意对Ⅱ级考点相关知识的学习,尤其是电磁感应中的图象及电磁感应中的路和场、力和运动、功和能的问题。电磁感应中的能量问题最近几年几乎没有考查,但备考的过程中也不能忽视-5-网络构建-6-策略指导高考对该部分内容的考查主要集中在以下几个方面:(1)欧姆定律,电阻定律,电阻的串、并联综合问题。(2)闭合电路的动态分析、故障分析。(3)焦耳定律、电路的能量分析。(4)根据线框在磁场中的转动求解描述交变电流的物理量。(5)根据交变电流的图象或表达式求解描述交变电流的物理量。(6)变压器的基本原理和动态分析、远距离输电问题。在2020年备考过程中,要重点注意:(1)根据交变电流的图象或表达式求解描述交变电流的物理量;(2)变压器的基本原理和动态分析。-7-高考真题1.(2016全国Ⅱ卷)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A.25B.12C.35D.23考点定位:闭合电路的欧姆定律、电容器解题思路与方法:解题关键是要搞清电路的结构,画出等效电路图,搞清电容器两端的电压等于哪个电阻两端的电压,然后根据Q=CU求解电容器所带的电荷量。答案解析解析关闭解析:S断开时等效电路图如图甲所示。设每个电阻阻值为R,电路中总电阻R总1=5𝑅3,干路电流I干1=𝐸𝑅总1=3𝐸5𝑅;电容器两端电压为U1=13I干1·R=𝐸5,所带电荷量为Q1=CU1=𝐶𝐸5;S闭合后,等效电路图如图乙所示,电路中总电阻为R总2=3𝑅2,干路电流I干2=𝐸𝑅总2=2𝐸3𝑅,电容器两端电压U2=12I干2·R=𝐸3,所带电荷量Q2=CU2=𝐶𝐸3;综上𝑄1𝑄2=35,C选项正确。答案解析关闭C-8-2.(2016全国Ⅰ卷)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω,A为理想交流电流表,U为正弦式交流电源,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为()A.2B.3C.4D.5考点定位:理想变压器、欧姆定律解题思路与方法:本题主要考查变压器、闭合电路欧姆定律。解决这类问题的关键是掌握变压器的构造和原理,对于变压器需要掌握公式𝑈1𝑈2=𝑛1𝑛2、𝐼1𝐼2=𝑛2𝑛1,并能熟练运用。答案解析解析关闭理想变压器的输入功率和输出功率相等,当开关断开时,有(U-IR1)I=𝑛1𝑛2𝐼2(R2+R3),即(U-3Ω×I)I=𝑛1𝑛2𝐼2·5Ω①;当开关闭合时,有(U-4IR1)·4I=𝑛1𝑛2·4𝐼2·R2,即(U-12Ω·I)·4I=𝑛1𝑛2·4𝐼2·1Ω②。①÷②得U=48Ω·I,代入①可解得𝑛1𝑛2=3,选项B正确。答案解析关闭B-9-3.(多选)(2016全国Ⅲ卷)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是()A.原、副线圈匝数比为9∶1B.原、副线圈匝数比为1∶9C.此时a和b的电功率之比为9∶1D.此时a和b的电功率之比为1∶9考点定位:理想变压器、电功率解题思路与方法:对于变压器需要掌握公式𝑈1𝑈2=𝑛1𝑛2、𝐼1𝐼2=𝑛2𝑛1,知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率,理想变压器是理想化模型:一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象。答案解析解析关闭设灯泡的额定电压为U0,当U=10U0时,因两灯泡均正常发光,故变压器原线圈的输入电压为U1=U-U0=9U0,副线圈的输出电压U2=U0。因𝑈1𝑈2=𝑛1𝑛2,故𝑛1𝑛2=91,选项A正确,选项B错误;由变压器电流关系,𝐼1𝐼2=𝑛2𝑛1得𝐼1𝐼2=19,则此时a、b的电功率之比为𝑃a𝑃b=𝑈0𝐼1𝑈0𝐼2=19,选项C错误,选项D正确。答案解析关闭AD-10-4.(2018全国Ⅲ卷)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如图所示。则Q方∶Q正等于()A.1∶2B.2∶1C.1∶2D.2∶1考点定位:交变电流的图象、正弦交变电流的有效值、焦耳定律。误区警示:一是误把方波交变电流视为正弦交变电流;二是误认为在一个周期T内产生的热量与电压有效值成正比。答案解析解析关闭对于方波交流电源,电压的有效值和最大值相等,即u方=u0,在周期T内产生的热量为Q方=𝑢02𝑅·T,对于正弦交流电源,电压的有效值u正=𝑢02,在周期T内产生的热量为Q正=(𝑢02)2𝑅·T,整理可得Q方∶Q正=2∶1,选项D正确。答案解析关闭D-11-考点一考点二直流电路的分析与计算考法1直流电路及其动态分析(M)规律方法直流电路动态分析的3种常用方法方法1:程序法R局I总=𝐸𝑅+𝑟U内=I总rU外=E-U内确定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:极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,使电阻最大或电阻为零去讨论。-12-考点一考点二【典例1】(多选)如图所示,电源的电动势为E、内阻为r,R1、R2、R3为定值电阻,RL为光敏电阻(光照减弱时阻值增大),C为电容器。闭合开关S,电路稳定后,用光照射RL,下列说法正确的是()A.电压表示数增大B.电源的效率增大C.电容器所带电荷量增加D.R2消耗的功率增大思维点拨根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流变化,再根据电源效率、电容器电荷量和功率的计算公式求解。答案解析解析关闭当光照射RL,电阻变小,外电路总电阻变小,得:I=𝐸𝑟+𝑅外,总电流I变大,根据U=E-Ir,当电流变大,路端电压变小,即电压表示数变小,A错误;电源效率η=𝐼𝑈𝐼𝐸×100%=𝑈𝐸×100%,路端电压变小,效率变小,B错误;路端电压变小,R1两端电压变小,电流I1变小,而总电流变大,R2电流I2变大,所以R2两端电压U2=I2R2变大,电容器两端电压与R2两端电压相等,也变大,所以Q=CU,电荷量变大,C正确;根据C选项分析P2=𝐼22R2,电流变大,消耗功率变大,D正确。答案解析关闭CD-13-考点一考点二1.如图所示,电源电动势E,内电阻恒为r,R是定值电阻,热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大,C是平行板电容器。闭合开关S,带电液滴刚好静止在C内。在温度降低的过程中,分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值。关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是()A.Δ𝑈1Δ𝐼、Δ𝑈2Δ𝐼、Δ𝑈3Δ𝐼一定都变大B.Δ𝑈1Δ𝐼和Δ𝑈3Δ𝐼一定不变,Δ𝑈2Δ𝐼一定变大C.带电液滴一定向下加速运动D.电源的工作效率一定变大答案解析解析关闭根据电路知识知,V3测路端电压,V2测热敏电阻RT的电压,V1测定值电阻R的电阻,由U3=E-Ir,得:Δ𝑈3Δ𝐼=r;由U2=E-I(R+r)得:Δ𝑈2Δ𝐼=R+r;U1=IR得:Δ𝑈1Δ𝐼=R,故A、B错;带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态,在温度降低的过程,热敏电阻RT阻值变大,回路中电流变小,路端电压增大,由于流过定值电阻R的电流变小,所以电阻R分的电压也就变小,而路端电压增大,故V2读数增大,平行板间的电场强度也增大,导致带电液滴向上运动,故C错;η=𝑈𝐼𝐸𝐼=𝑈𝐸,由于路端电压增大,所以电源的工作效率一定变大,故D正确。答案解析关闭D-14-考点一考点二2.(多选)(2019江西九江联考)某电路如图所示,电源电动势为E、内阻为r,定值电阻分别为R1、R2,电位器(滑动变阻器)为R,L1是小灯泡,电压表和电流表都为理想电表。闭合开关,当电位器的触片滑向b端时,则下列说法正确的是()A.小灯泡L1将变亮B.电压表的示数与电流表A1示数的比值将变大C.电流表A1的示数将变大D.电源的电功率将变大答案解析解析关闭当电位器的触片滑向b端时,电位器接入电路的电阻变小,外电路总电阻变小,由闭合电路欧姆定律知,总电流变大,电流表A1的示数将变大,路端电压变小,通过R1、R2的电流变小,通过小灯泡L1所在支路电流变大,小灯泡L1将变亮,故A、C正确。电压表的示数与电流表A1示数的比值等于外电路总电阻,可知该比值变小,故B错误。总电流变大,由P=EI知,电源的电功率将变大,故D正确。答案解析关闭ACD-15-考点一考点二考法2闭合电路的图象问题(L)规律方法闭合电路中几种常见图象的比较类型公式图象特例I-R图线I=ER+r短路R=0,I=Er,图象始端断路R=∞,I=0,图象末端U-R图线U=ERr+R短路R=0,U=0,U内=E断路R=∞,U=E,U内=0-16-考点一考点二类型公式图象特例U-I图线U=E-Ir短路R=0,I=Er,U=0断路R=∞,I=0,U=EP-R图线P=E2(r+R)2R短路I=Er,P出=0断路I=0,P出=0,当R=r时,P出最大,P出=E24r-17-考点一考点二类型公式图象特例P-I图线P=EI-I2r短路I=Er,P出=0断路I=0,P出=0,当I=E2r时,P出最大,P出=E24r-18-考点一考点二【典例2】(多选)(2019湖北省部分重点中学联考)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象(电池电动势不变,内阻不是常量),图线b是某电阻R的U-I图象,倾斜虚线是过a、b交点的a的切线。在某光照强度下将它们组成闭合回路时,下列相关叙述正确的是()A.此时硅光电池的内阻为12.5ΩB.此时硅光电池的输出功率为0.5WC.此时硅光电池的总功率为0.72