1、第8课时 直流电路与交流电路 复习备考建议(1)直流电路的考查除2016年全国卷17题外，还没在选择题中单独考查过，一般以实验题为主，单独考查的角度应该是动态电路分析和含容电路分析，或与电磁感应相结合.交变电流在高考中有轮考的特点，20142016年很热，考查重点是理想变压器及相关知识，难度适中.由于2017年动量、近代物理改为必考，影响了交变电流在选择题中出现的频率，2017年全国卷中没出现，2018年只有全国卷中出现，2019年全国卷中没出现.(2)产生感应电流的条件、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律的基本应用，往往以选择题形式结合图象、电路、历史中的著名实验、现代科技中的应用等创设
2、新情景，总体难度不大.计算题在2016年全国卷、中出现过，一般考查电磁感应定律的应用，与力学问题结合时一般是匀速或静止时的平衡问题，较简单.电磁感应与动量知识的结合可能是新的考查点，应引起重视.1.电容器的特点(1)只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于_.(2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于_，电容器两端的电压为与之并联的电阻两端的电压.断路导线路端电压随外电阻的增大而_，随外电阻的减小而_.2.1个定律、2个关系(1)闭合电路欧姆定律：I_.ERr(2)路端电压与电流的关系：UEIr.(3)路端电压与负载的关系
3、：UIR RRrE11rRE，增大减小3.动态分析3法 方法1：程序法 R 局增大减小 R 总增大减小 I 总ER总r 减小增大 U 内I 总 r减小增大 U 外EU 内增大减小确定 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至两个极端，使电阻最大或电阻为零，再去讨论.例1(多选)(2019河北衡水中学高考模
4、拟)如图1所示电路中，电源内阻忽略不计，R0为定值电阻，Rm为滑动变阻器R的最大阻值，且有R0Rm；开关S1闭合后，理想电流表A的示数为I，理想电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，其变化量的绝对值分别为I、U1、U2，则下列说法正确的是 A.保持开关S2断开，将R的滑片向右移动，则电流表A示数变小、电压表V2示数变小 B.保持R的滑片不动，闭合开关S2，则电流表A示数变大、电压表V1示数变小 C.保持开关S2断开，将R的滑片向右移动，则滑动变阻器消耗的电功率减小 D.保持开关S2断开，将R的滑片向右移动，则有 图1 U1I U2I解析 保持开关S2断开，将R的滑片向右移动时，R接入电路中的
5、电阻增大，电路总电阻增大，则由闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，电流表A示数减小，电压表V2示数减小，故A正确；保持R的滑片不动，闭合开关S2，R0被短路，电路总电阻减小，干路电流增大，电流表A示数增大；而U1IR，可知电压表V1示数增大，B错误；当滑动变阻器的电阻等于等效电源的内阻时，滑动变阻器的功率达到最大，保持开关S2断开，将R的滑片向右移动，由于R0Rm，所以滑动变阻器的功率一直在增大，故C错误；由 U1EIR0 可知，U1I R0，由 U2IR0 可知，U2I R0，故 D 正确.1.(2019江苏南通市通州区、海门市、启东联考)如图2所示，R1是光敏电阻(光照增强，电阻减小)，C
6、是电容器，R2是定值电阻.当R1受到的光照强度减弱时 图2 A.电阻R2上的电流增大B.光敏电阻R1两端的电压减小 C.电源两端电压减小D.电容器C的带电荷量减小 解析 当R1受到的光照强度减弱时，R1的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得，总电流I减小，即流过R2的电流减小，R2两端电压减小，路端电压UEIr，E、r不变，则U增大，所以光敏电阻R1两端的电压增大，故A、B、C错误；由于电容器与R2并联，所以电容器两端电压减小，由公式QCU2可知，电容器的带电荷量减小，故D正确.2.(2019宁夏银川市六盘山上学期期末)在如图3所示的电路中，E为电源，电源内阻为r，L为小灯泡(灯
7、丝电阻可视为不变)，电压表为理想电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片向上移动，则 图3 A.电压表的示数变大B.小灯泡L消耗的功率变小 C.通过R2的电流变小D.电源内阻的电压变大 由并联电路的电流规律可知，流过灯泡L的电流一定减小，故由PI2R可知，小灯泡L消耗的功率变小，故B正确；因电路中电流减小，故电源内阻的电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R2的电流增大，故C、D错误.解析 滑动变阻器的滑片向上移动，则接入电路的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流减小，故R1两端的电压减小，电压表的示
8、数变小，故A错误；例2(2019辽宁沈阳市质量检测(一)某同学将一闭合电路电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图4中的a、b、c所示，则下列判断正确的是 A.直线a表示电源内部的发热功率随电流I变化的图线 B.曲线b表示电源的总功率随电流I变化的图线 C.曲线c表示电源的输出功率随电流I变化的图线 D.电源的电动势E3 V，内电阻r2 图4 解析 由电源消耗总功率和电源内部消耗功率表达式PEEI，PrI2r可知，a是直线，表示的是电源消耗的总功率PE，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率Pr，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率P
9、REII2r，所以A、B错误，C正确；由题图可知，当短路时电流为2 A，总功率PEEI6 W，则可知电动势为：E3 V，则 rEI32 1.5，故 D 错误.3.(2019福建厦门市模拟)如图5所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小).当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，下列说法中正确的是 图5 A.只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流 B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 C.只调节电阻R2的
10、滑动端P1向下端移动，电压表示数变大，带电微粒向下运动 D.若断开电键S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动 电路稳定时，电容器相当于断路，只调节R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；只调节R2的滑动端P1向下端移动时，与电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，电场力变大，带电微粒向上运动，故C错误；若断开电键S，电容器放电，电容器所带电荷量变小，电容器两端电压变小，两极板间电场变小，带电微粒所受电场力减小，合力向下，则带电微粒向下运动，故D错误.解析 只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，R2两端的电压变
11、大，电容器两端的电压增大，电容器充电，电容器所带电荷量变大，所以R3中有向上的电流，故A正确；1.交变电流的产生 线圈绕垂直于磁场方向的轴_转动.2.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_；(3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变_次.匀速零一3.交变电流“四值”的应用(1)最大值：EmnBS，分析电容器的耐压值；(2)瞬时值：EEmsin t(从中性面开始计时)，计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况；(3)有效值：电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流；(4)平均值：E nt，计算通过电路横截面的电荷量.例3(多选)(201
12、9安徽皖江名校联盟摸底大联考)图6所示为交流发电机发电的简易原理图，n匝矩形线圈的面积为S，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，已知线圈的总电阻为r，通过电刷与定值电阻R相连接，与定值电阻并联一理想的交流电压表，现矩形线圈绕中心轴线OO以恒定的角速度匀速转动.t0时刻线圈处在中性面.下列说法正确的是 图6 A.t0时刻流过定值电阻的电流方向向左 B.线圈中产生感应电动势的瞬时值表达式为enBSsin t(V)C.线圈转动的过程中，电压表的读数为 nBS RRrD.从 t0 时刻起，线圈转过 60角时流过定值电阻的瞬时电流为 3nBS2Rr 解析 t0时刻线圈与磁场方向垂直
13、，即线圈的速度与磁场方向平行，因此t0时感应电动势为零，感应电流为零，A错误；从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势EmnBS，所以感应电动势的瞬时值表达式为enBSsin t(V)，B正确；线圈转动的过程中，最大感应电动势EmnBS，则产生的感应电动势的有效值为 E 22 nBS，因此电压表的示数为 U2R2RrnBS，C 错误；线圈从 t0 开始转过 60角时，瞬间电流为 i eRrnBSsin3Rr 3nBS2Rr，D 正确.4.(2019贵州贵阳市一模)如图7甲为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R484，现将其接在的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温
14、度后，温控装置P使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据A.220 V、100 WB.156 V、50 W C.110 V、25 WD.311 V、200 W u220 2sin 100t(V)图7 解析 由题图象可知温控装置P输入的交变电流的周期T2102 s；可分为 0T2和T2T 两段，根据有效值的定义可得Um22R T20U2R T，解得 UUm2 156 V，电热毯在保温状态下消耗的电功率为 PU2R 50 W，故 B 正确.5.(多选)(2019山东德州市上学期期末)如图8所
15、示，匀强磁场的磁感应强度大小为 1 T，单匝正方形导线框的边长为 1 m，总电阻为 1 ，开始时处于位置，现用外力使导线框绕ab边匀速转过 180 至位置，转动的角速度为 rad/s，则在此过程中以下说法正确的是A.通过导线横截面的电荷量为零 B.通过导线横截面的电荷量为 2 C 图8 C.外力做功为22 JD.外力做功为24 J EmBS112 V V，则外力做功 WE2R t221 J22 J，选项 C 正确，D 错误.解析 通过导线横截面的电荷量 qR 2BL2R 21121C2 C，选项 A 错误，B 正确；6.(多选)(2019广西桂林等六市第一次联合调研)如图9甲所示，标有“220
16、 V 40 W”的灯泡和标有“20 F 360 V”的电容器并联到交流电源上，V为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关S.下列判断正确的是A.电容器会被击穿 B.交流电源的输出电压的有效值为220 V 图9 C.tT2时刻，V 的示数为零D.tT2时刻，通过灯泡的电流为零 小于电容器的击穿电压，故电容器不会被击穿，故A错误；解析 由题图可知交流电压的最大值为 220 2 V311 V，由题图乙可知，交流电压的有效值为220 22V220 V，故 B 正确；交流电压表的示数为有效值，则 tT2时刻，电压表的示数为 220 V，故 C 错误；tT2时刻，灯泡两端电压的瞬
17、时值为 0，通过灯泡的电流的瞬时值为 0，故 D 正确.1.理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入_.(2)电压关系：_.(3)电流关系：只有一个副线圈时 _.U1U2n1n2I1I2n2n1P出2.动态分析的两种情况(1)负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况.(2)匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况.3.四点说明(1)变压器不能改变直流电压.(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率.(3)理想变压器本身不消耗能量.(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值.4.
18、输电线路功率损失的计算方法(1)P损PP，P为输送的功率，P为用户所得功率.(2)I线为输电线路上的电流，R线为输电线路的总电阻.(3)U为在输电线路上损失的电压，R线为线路总电阻.(4)P损UI线，U为在输电线路上损失的电压，I线为输电线路上的电流.P 损I线2R 线，P 损U2R线，例4(2019安徽A10联盟开年考)如图10甲所示，电阻不计的矩形导体线圈固定在水平桌面上，线圈的匝数n100，所围成矩形的面积，垂直于线圈平面的匀强磁场磁感应强度随时间按如图乙所示的正弦规律变化.在线圈的右边接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数比为n1n221，灯泡L标有“36 V 18 W”字样
19、，电流表和电压表均为理想交流电表.调节滑动变阻器R的滑片，当电流表示数为0.8 A时，灯泡L刚好正常发光，则 S0.4 2m2图10 A.电压表的示数等于40V B.定值电阻R0的阻值为5 C.在01.57102 s的时间内，通过小灯泡L的电荷量为7.85103 C D.当滑动变阻器R的滑片向下滑动时，电流表的示数变大，电压表的示数变小 2定值电阻R0两端的电压U0UUL4 V，解析 矩形导体线圈中产生的感应电动势的最大值为 EmnBmS2T，解得 Em80 2 V，电压表的示数为 Un2Em2n1，解得 U40 V，选项 A 错误；定值电阻 R0 的阻值为 R0U0I 5，选项 B 正确；在
20、01.57102 s的时间内，通过小灯泡的电流有向上和向下的过程，所以通过小灯泡L的总的电荷量为零，选项C错误；当滑动变阻器R的滑片向下滑动时，电流表的示数变大，电压表的示数不变，选项D错误.7.(多选)(2019山东日照市3月模拟)教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机通过理想变压器向用电器供电，电路如图11所示.副线圈的匝数可以通过滑动触头Q来调节，副线圈两端连接定值电阻R0、灯泡L和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片，原线圈上连接一只理想交流电流表A，闭合开关S，电流表的示数为I，则A.仅增大发电机线圈的转速，I增大 B.仅将P向上滑动，I增大 C.仅将Q向上滑动，I增大 D.
21、仅将开关S断开，I增大 图11 解析 仅增大发电机线圈的转速n，则角速度2n增大，则最大感应电动势EmNBS增大，则电动势的有效值增大，由于原、副线圈匝数不变，故副线圈两端电压增大，则副线圈电流增大，根据I1I2n2n1可知原线圈电流 I 增大，故选项 A 正确；仅将P向上滑动，则副线圈总电阻增大，则副线圈电流减小，根据I1I2n2n1可知原线圈电流 I 减小，故选项 B 错误；仅将Q向上滑动，则副线圈的匝数增大，由于原线圈两端电压不变，则根据U1U2n1n2可知，副线圈两端电压增大，仅将开关S断开，则副线圈总电阻增大，由于原、副线圈电压均不变，则副线圈电流增大，根据I1I2n2n1可知原线圈
22、电流 I 增大，故选项 C 正确；则副线圈电流减小，根据I1I2n2n1可知原线圈电流 I 减小，故选项 D 错误.8.(2019湖北恩施州2月教学质量检测)在如图12所示的电路中，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为12，三个定值电阻的阻值相同，电压表为理想交流电表.现在a、b端输入正弦式交变电流，电键S断开时，电压表的示数为U1，电键S闭合后，电压表的示数为U2，则的值为 U1U2图12 A.23B.32C.35D.53 解析 设ab端输入的电压有效值为U，当电键S断开时，原线圈两端的电压为U12，副线圈中的电流为U12R；原线圈中的电流为U1R，则 UU12 U13U12；当电键 S
23、 闭合时，原线圈两端的电压为U22，副线圈中的电流为U2R，原线圈中的电流为2U2R，则 UU22 2U25U22；解得U1U253，故选 D.例5(多选)(2019广东深圳市4月第二次调研)中国特高压远距离输电技术已成为国际标准，使“煤从空中走、电送全中国”成为现实.如图13为远距离输电示意图，发电厂输出电压U1104 V，输出功率P1109 W，两个理想变压器的匝数比分别为n1n21100、n3n41001，输电线总电阻r50.则A.U4U1 B.I4I1 C.通过电阻r的电流I22104 A D.电阻r损耗的电功率为5107 W 图13 则通过电阻r的电流为103 A，故C错误；电阻r两
24、端的电压为UrI2r103 A50 5104 V，则U3U2Ur106 V5104 V9.5105 V，解析 I1P1U11105 A，根据I1I2n2n1可得，I2n1n2I1 1100105 A103 A，U4n4n3U3 11009.5105 V9.5103 V，则U4U1，故A错误；由于 I2I3，I4n3n4I31001 103 A105 A，则I4I1，故B正确；电阻 r 损耗的功率 PrI22r(103)250 W5107 W，故 D 正确.9.(多选)(2019广东清远市期末质量检测)如图14所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压
25、变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的原、副线圈匝数分别为n1、n2，输入电压和输入功率分别为U1和P1，输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的原、副线圈匝数分别为n3、n4，输入电压和输入功率分别为U3和P3，输出电压和输出功率分别为U4和P4.下列说法正确的是 图14 A.当用户的用电器增加时，U2、U3、U4均变小 B.输电线的总电阻R两端的电压等于(U2U3)，且随用户的用电器增加而增加 C.输电线上损失的功率为P32RU32，且随用户的用电器增加而增加D.要减小线路的损耗，应增大n2n1，同时增大n3n4 输电线的总电阻R两端的电压等于(U2U3)，随用户的用电器增
26、加，由于输电线上的电流会增大，则输电线R上的电压增加，选项B错误；解析 交流发电机的输出电压 U1 一定，根据U1U2n1n2，知 U2 不变，故 A 错误；输电线上的电流 IP3U3，则输电线上损失的功率为 P 损I2RP32RU32，且随用户的用电器增加，输电线上的电流会增大，则输电线 R 上损失的功率增加，选项 C 正确；输送功率一定时，根据 PUI 和 P 损I2R 知，要减小线路的损耗，应增大输送电压，又 U1 一定，根据U1U2n1n2知，所以应增大n2n1；U3U2IR，U2 增大，I2 减小，所以 U3 增大，用户电压不变，根据U3U4n3n4知，应增大n3n4，故 D 正确.