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1、第1講直流電路和交流電路,專題四電磁感應(yīng)和電路,內(nèi)容索引,考點(diǎn)一有關(guān)電路基本概念和規(guī)律的分析,考點(diǎn)二閉合電路的功率和效率問題,考點(diǎn)三交變電流的產(chǎn)生和描述,考點(diǎn)四變壓器和遠(yuǎn)距離輸電,有關(guān)電路基本概念和規(guī)律的分析,考點(diǎn)一,1.電流的三個(gè)表達(dá)式,1 基礎(chǔ)知識(shí)梳理,2.電阻的決定式和定義式的區(qū)別,3.運(yùn)用伏安特性曲線求電阻應(yīng)注意的問題 如圖1所示，非線性元件的IU圖線是曲線，導(dǎo)體電阻Rn ，即電阻要用圖線上點(diǎn)Pn(Un，In)的坐標(biāo)來計(jì)算，而不能用該點(diǎn)的切線斜率來計(jì)算.,圖1,4.閉合電路歐姆定律 (1)公式：I 或EU外Ir. (2)電源UI圖象(如圖2). 縱軸交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)，斜率的大小表示

2、電源內(nèi)阻.,圖2,1.電動(dòng)勢(shì)(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 V D.“1.5 V”表示電池供電時(shí)每通過1 C的電荷量，有 1.5 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,答案,2 基本題目訓(xùn)練,圖3,1,2,3,4,5,6,2.電流一個(gè)阻值為R的電阻兩端加上電壓U后，通過電阻橫截面的電荷量q隨時(shí)間t變化的圖象如圖4所示，此圖象的斜率可表示為,答案,圖4,1,2,3,4,5,6,3.伏安特性曲線

3、(2016溫州市期末)R1、R2的伏安特性曲線如圖5所示.下列說法正確的是 A.R1、R2并聯(lián)后的總電阻的伏安特性曲線在區(qū)域 B.R1、R2并聯(lián)后的總電阻的伏安特性曲線在區(qū)域 C.R1、R2串聯(lián)后的總電阻的伏安特性曲線在區(qū)域 D.R1、R2串聯(lián)后的總電阻的伏安特性曲線在區(qū)域,答案,解析,圖5,1,2,3,4,5,6,解析在IU圖象中，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由題圖可知電阻R1的阻值較大，電阻R2的阻值較小.R1、R2并聯(lián)后的總電阻小于任意一個(gè)電阻值，所以伏安特性曲線在電阻值比較小的區(qū)，故A正確，B錯(cuò)誤； 若將兩電阻串聯(lián)后接入電路，由于串聯(lián)后的總電阻大于任意一個(gè)電阻，所以R1、R2串聯(lián)后的總電

4、阻的伏安特性曲線在電阻值比較大的區(qū)域，故C、D錯(cuò)誤.,1,2,3,4,5,6,4.電阻定律如圖6所示，R1、R2是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，正方形的邊長之比為21，通過這兩個(gè)導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則以下說法正確的是 A.導(dǎo)體材料的電阻率跟長度成正比，跟材料的橫截面 積成反比 B.若通過導(dǎo)體的電流方向如圖，兩個(gè)導(dǎo)體的電阻R1R2 41 C.若兩導(dǎo)體的電流方向垂直于正方形面通過，則導(dǎo)體電阻之比R1R241 D.若電流方向如圖所示，不管兩導(dǎo)體電阻是串聯(lián)還是并聯(lián)在電路中，兩電阻的 熱功率相同,圖6,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析材料的電阻率由材料本身的性質(zhì)決定，與長度及橫截面

5、積無關(guān)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤； 設(shè)電阻的厚度為D，正方形邊長為l，若通過導(dǎo)體的電流方向如題圖所示，,1,2,3,4,5,6,5.閉合電路歐姆定律(2018湖州市三縣期中)如圖7所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E6 V，電源內(nèi)阻r1 ，電阻R13 ，電阻R26 .當(dāng)閉合開關(guān)S后，流過R1的電流為,解析,圖7,答案,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,6.直流電路的動(dòng)態(tài)分析(2018書生中學(xué)月考)巨磁電阻(GMR)電流傳感器可用來準(zhǔn)確檢測(cè)輸電線路中的強(qiáng)電流，其原理利用了巨磁電阻效應(yīng).巨磁電阻效應(yīng)是指某些磁性材料的電阻在一定磁場(chǎng)作用下隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增加而急劇減小的特性.如圖8所示為檢測(cè)電路，設(shè)輸電線路電

6、流為I(不是,圖8,GMR中的電流)，GMR為巨磁電阻，R1、R2為定值電阻，已知輸電線路電流I在巨磁電阻GMR處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與I成正比，下列有關(guān)說法正確的是,1,2,3,4,5,6,A.如果I增大，電壓表V1示數(shù)減小，電壓表V2示數(shù)減小 B.如果I增大，電流表A示數(shù)減小，電壓表V1示數(shù)增大 C.如果I減小，電壓表V1示數(shù)增大，電壓表V2示數(shù)增大 D.如果I減小，電流表A示數(shù)減小，電壓表V2示數(shù)減小,答案,1,2,3,4,5,6,閉合電路的功率和效率問題,考點(diǎn)二,例1(2018杭州市期末)許多人造衛(wèi)星都用太陽能電池供電，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)電壓是6

7、00 V，短路電流是30 A，下列說法不正確的是 A.該電池板電動(dòng)勢(shì)約為600 V B.該電池板內(nèi)阻約為20 C.該電池板最大輸出功率為4.5109 W D.該電池板最大輸出效率為50%,答案,解析,解析當(dāng)電池板不接負(fù)載時(shí)所測(cè)量電壓為電源的電動(dòng)勢(shì)，故電池板的電動(dòng)勢(shì)E約為600 V，,當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，,R越大，效率越高，可高于50%，故D錯(cuò)誤.,7.(2018溫州市十五校聯(lián)合體期末)如圖9所示，額定電壓均為12 V的電阻器和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)后接在輸出電壓恒為12 V的電源上，當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)，電流表示數(shù)為3 A；當(dāng)S2閉合，S1斷開時(shí)，電流表示數(shù)為4 A，則 A.電動(dòng)機(jī)的繞

8、組線圈電阻為3 B.電阻器的電阻為4 C.電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為48 W D.當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)的熱功率比較大,答案,圖9,8.某電池對(duì)純電阻供電的輸出功率P隨電流I變化的圖象如圖10所示.則下列說法正確的是 A.該電源的電動(dòng)勢(shì)E2 V B.該電源的內(nèi)阻r1 C.若I2 A，則外電阻R1 D.同一輸出功率P可對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的電流I1、I2， 即對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的外電阻R1、R2，且rR1R2,答案,圖10,解析,解析當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，輸出功率最大，PI2RI2r，解得r0.5 ，由閉合電路歐姆定律得EI(Rr)2(0.50.5) V2 V，A正確，B錯(cuò)誤； 當(dāng)I2 A時(shí)，電源的輸出功率最

9、大，此時(shí)外電阻等于電源內(nèi)阻，所以R0.5 ，C錯(cuò)誤； 同一輸出功率可對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的電流I1、I2，即對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的外電阻R1、R2，,交變電流的產(chǎn)生和描述,考點(diǎn)三,1.交變電流的產(chǎn)生 線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng). 2.中性面及其特點(diǎn) (1)線圈平面與中性面重合時(shí)，SB，最大， 0，e0，i0，電流方向?qū)l(fā)生改變. (2)線圈平面與中性面垂直時(shí)，SB，0， 最大，e最大，i最大，電流方向不改變. (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.,3.正弦式交變電流圖象(從中性面位置開始計(jì)時(shí)，如圖11),圖11,例2(多選)如圖

10、12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)到如圖甲(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0 D.t2時(shí)刻電阻中的電流最大，方向從右向左,答案,解析,圖12,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，磁通量的變化率為零，線框產(chǎn)生的

11、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.,9.(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)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(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13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 s B.交變電流的頻率為2.5 Hz C.發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值為9 V D.發(fā)電機(jī)輸出的電功率為18 W,圖13,答案,解析,解析根據(jù)題圖可知此交變電流的周期為T0.4 s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；,10.(多選)如圖14為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的固

12、定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R10 連接，t0時(shí)線圈以T0.02 s的周期從圖中位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)理想交流電壓表示數(shù)為10 V.則 A.電阻R上的電功率為20 W B.R兩端的電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律是u10 cos 100t(V) C.0.02 s時(shí)R兩端的電壓瞬時(shí)值最大 D.通過R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i cos 50t(A),圖14,答案,解析,0.02 s時(shí)磁通量的變化率最大，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故C正確；,變壓器和遠(yuǎn)距離輸電,考點(diǎn)四,1.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

13、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,3.遠(yuǎn)距離輸電問題,(1)遠(yuǎn)距離輸電示意圖(如圖15所示),圖15,(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I線2R線，I線為輸電線路上的電流，R線為線路電阻. P損 ，U為在輸電線路上損失的電壓，R線為線路電阻. 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.,例3(多選)(2018嘉興市期末)如圖16是一個(gè)理想變壓器，K為單刀雙擲電鍵，P是滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電

14、壓，I1為通過原線圈的電流，則 A.K合在b處，保持U1不變，使P上滑，I1將增大 B.K合在b處，保持P的位置不變，減小U1，I1將減小 C.保持U1及P的位置不變，K由b合向a后，I1將增大 D.保持U1及P的位置不變，K由b合向a后，R消耗的功率將減小,答案,圖16,11.(多選)(2018溫州市十五校聯(lián)合體期末)如圖17所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為101，原線圈接正弦交流電源，電壓u311sin 100t(V)，副線圈接入“22 V,100 W”的燈泡一只，則 A.燈泡正常發(fā)光 B.電源輸出功率為1 000 W C.電流表的示數(shù)為0.45 A D.電流表的示數(shù)為4.5 A,圖17,答案,12.(2018寧波市十校聯(lián)考)某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW，現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是 A.輸電線上輸送的電流大小為2.0105 A B.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kV C.若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kW D.輸電線上損失的功率為P ，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻,答案,解析,由UIr得輸電線路上的電壓損失為：U61032.5 V1.5104 V，故A錯(cuò)誤，B正確；,