2019届高考物理二轮专题复习专题六电路和电磁感应第1讲恒定电流和交变电流课件.ppt

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1、专题六 电路和电磁感应,高考领航,真题剖析,备考跨越,高考领航 过真题 做笔记,真题在线,1.(2018全国卷,16)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( ),D,内容排查: 交变电流的图像 交变电流有效值的求法 焦耳定律和欧姆定律 心得笔记:,2.(2018江苏卷,2)采用220 kV高压向远方的城市输电.当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的 ,输电电压应变为( ) A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV

2、,C,内容排查: 输电电压与输电电流的关系 输电线上损失的功率,心得笔记:,3.(2018全国卷,19)(多选)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是( )A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,AD,解析

3、:根据安培定则,开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场.根据楞次定律,直导线上将产生由南向北的电流,根据安培定则,直导线上方的磁场垂直纸面向里,故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确;开关闭合并保持一段时间后,直导线上没有感应电流,故小磁针的N极指北,B,C错误;开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,根据楞次定律,直导线上将产生由北向南的电流,这时直导线上方的磁场垂直纸面向外,故小磁针N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确.,内容排查: 楞次定律 安培定则,心得笔记:,4.(2018全国卷,20)(多选)如图(a),在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧.导线PQ中通有

4、正弦交流电i,i的变化如图(b)所示,规定从Q到P为电流正方向.导线框R中的感应电动势( ),AC,内容排查: 楞次定律 法拉第电磁感应定律,心得笔记:,5.(2017全国卷,18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( ),A,解析:紫铜薄板上下振动时,方案B,C,D中穿过薄板的磁通量不发生变化,没有感应电流产生;方案A中,无论是上下还是左右振

5、动,薄板中的磁通量都会发生变化,产生的感应电流会阻碍紫铜薄板上下及其左右振动,达到衰减的效果,选项A正确.,内容排查: 感应电流产生的条件 楞次定律的推论,心得笔记:,真题剖析 析真题 得技法,第1讲 恒定电流和交变电流,考向一 直流电路的分析,【典例1】 (2018四川绵阳二诊)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中( ) A.电流表A1的示数变小 B.电流表A2的示数变小 C.电压表V的示数变小 D.电阻R1的电功率变大,A,解析:当滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据闭合电路的欧姆定律可知,干路电流变小,即电流表A1的

6、示数变小,故A正确;由于干路电流变小,根据U外=E-Ir可知外电路两端的电压变大,电阻R1两端的电压U1=IR1变小,则并联部分电路两端的电压变大,即电压表V的示数变大,通过电阻R2的电流变大,即电流表A2的示数变大,故B,C错误;根据P1=I2R1可知,电阻R1不变,通过R1的电流变小,则电阻R1的电功率变小,故D错误.,【拓展变式】 在“典例1”中,当滑动变阻器R向右滑动的过程中,电压表的变化量U与电流表A1的变化量I1的比值( ) A.一直变小 B.一直变大 C.保持不变 D.先变小后变大,C,解析:根据闭合电路欧姆定律得E=U+I1(R1+r), 变式得U=E-I1(R1+r), 即U

7、-I1关系图象中,图线斜率k=R1+r, 则 =R1+r,故保持不变,选项C正确.,规律总结,直流电路动态分析的3种常用方法 (1)程序法 遵循“局部整体部分”的思路,按以下步骤分析:,(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). (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.,【预测练1】 (2018上海嘉定区二模)如图所示电路中,电源E的

8、电动势为 3.2 V,电阻R的阻值为30 ,小灯泡L的额定电压为3.0 V,额定功率为4.5 W.当开关S接位置1时,电压表的读数为3 V,那么当开关S接到位置2时,小灯泡L ( )A.比正常发光略亮 B.正常发光 C.有可能被烧坏 D.很暗,甚至不亮,D,【预测练2】 (2018四川成都模拟)如图所示,直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0,反向电阻为)连接,电源负极接地.开始时电容器不带电,闭合开关S,稳定后,一带电油滴恰能静止在电容器中P点.在开关S保持接通的状态下,下列说法正确的是( )A.当滑动变阻器的滑片向下滑动时,电源两端的电压不变 B.当电容器的上极板向上

9、移动时,带电油滴会向下运动 C.当电容器的下极板向下移动时,P点的电势不变 D.当电容器的下极板向左移动时,油滴的电势能会减小,D,考向二 交变电流的产生和描述,【典例2】 (2018北京门头沟区二模)一交流电路如图(甲)所示,电阻R=10 . 交流电源输出的电压u随时间t变化的图线如图(乙)所示,闭合开关S后( ) A.电流表的示数为1.4 A B.电阻R消耗的电功率为14 W C.电路中电流的频率为100 Hz D.电路中电流瞬时值的表达式为i= sin 100t(A),D,规律总结,1.交变电流的四值,2.解决交变电流的问题要注意以下几点 (1)电流方向的改变:线圈通过中性面时,电流方向

10、发生改变,一个周期内线圈两次通过中性面,因此电流的方向改变两次. (2)最大值Em与转轴位置无关,与线圈形状无关. (3)交变电流图像的五个确定. 交变电流的最大值(峰值); 不同时刻交变电流的瞬时值; 周期T(频率f= ); 中性面对应的时刻; 交变电流方向改变时对应的时刻.,【预测练3】 (2018贵州贵阳二模)在匀强磁场中,一个150匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间变化规律如图所示.设线圈总电阻为2 ,则( )A.t=0时,线圈平面与磁感线方向垂直 B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向 C.t=2 s时,线圈中磁通量的变化率为零 D.在2

11、s内,线圈产生的热量为182 J,D,【预测练4】 (2018成都模拟)如图所示,一矩形线圈面积为S,匝数为N,总电阻为r,绕其垂直于磁感线的对称轴OO以角速度匀速转动,匀强磁场只分布于OO的左侧区域,磁感应强度为B,外接电阻为R,从图示位置转180的过程中,下列说法正确的是( ),B,考向三 理想变压器和远距离输电问题,D,审题突破,规律总结,1.明确理想变压器各物理量的制约关系 (1)输入功率由输出功率决定,即P入=P出;,(4)输出功率由负载决定,即P出=P负总=P负1+P负2,2.掌握远距离输电的两种损耗 (1)电压损耗:输电线上的电阻导致的电压损耗,UR=U2-U3=IRR.,【预测

12、练5】 (2018河北石家庄一模)如图所示,理想变压器三个线圈的匝数比n1n2n3=1051,其中匝数为n1的原线圈接到220 V的交流电源上,匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2,R3组成闭合回路.已知通过电阻R3的电流I3=2 A,电阻R2=110 ,则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是( )A.10 A,12 A B.10 A,20 A C.1 A,0.7 A D.1 A,3 A,C,【预测练6】 (2018山东青岛二模)如图为远距离输电示意图,n1,n2和,n3,n4分别是升、降压变压器的原、副线圈的匝数,已知发电机的输出电压一定.用电高峰时,某同学发现当他家的大

13、功率电器开启后,家中的白炽灯变暗.下列说法正确的是( )A.该同学家开启大功率电器后,输电线上损失的功率减小 B.若减小降压变压器原线圈n3的匝数,可能会使白炽灯正常发光 C.若减小降压变压器副线圈n4的匝数,可能会使白炽灯正常发光 D.若减小升压变压器副线圈n2的匝数,可能会使白炽灯正常发光,B,备考跨越 构网络 练培优,网络构建,培优精练,【培优练1】 (2018上海二模)如图所示,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为标识不清的小灯泡L1的U-I图线,将L1与该电源组成闭合电路时,L1恰好能正常发光.若将相同材料制成的标有“3 V,20 W”的灯泡L2与该电源组成闭合电路,下列说法中正确的

14、是( ) A.电源的内阻为 B.把灯泡L1换成L2,L2可能正常发光 C.把灯泡L1换成L2,电源的输出功率可能相等 D.把灯泡L1换成L2,电源的输出功率一定变小,C,【培优练2】 (2018安徽宣城二模)图(甲)为小型旋转电枢交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO(OO沿水平方向)匀速转动,线圈电阻不计,线圈的两端经集流环和电刷与电阻R=10 连接,与电阻R并联的交流电压表为理想电压表,示数是10 V.图(乙)是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图像.则( ),C,【培优练3】 (2018北京卷,23)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,

15、向滑动变阻器R供电,改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化.,(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义.,解析:(1)变阻器的电阻R变化时,其U随I增大而减小,且遵循U=E-Ir,则 U-I图像如图所示. 图像与纵轴交点的横坐标电流值为零,由U=E-Ir=E,因此与纵轴交点的纵坐标的值为电源电动势;图像与横轴交点的纵坐标电压值为零,由U=E-Ir =0,因此与横轴交点的横坐标值为短路电流,I短= .,答案:见解析,(2)请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率; 请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件.,解析:(2)在画好的U-I关系图线上任取一点,其坐标值U和I的乘积即为此时电源的输出功率P,因此可画出如图所示的带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率.,答案:见解析,(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和.,答案:见解析,