1、第1讲直流与交流电路 (解读命题角度)例1(2012黄冈模拟)如图411所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电图411压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()A电压表读数减小B电流表读数减小C质点P将向上运动DR3上消耗的功率逐渐增大思路点拨(1)明确R4的实际应用阻值的变化及由此引起电路总阻值的变化。(2)根据闭合电路欧姆定律确定总电流及路端电压的变化。(3)根据串并联知识确定各支路电流、电压的变化。解析R4的滑动触片向b端移动时，R4的实际应用阻值变小，回路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，路端电压变小，由UR1I总R1知，R1两端电
2、压增大，由U端UR1UR3知，UR3变小，故电容器两板间电场强度减小，质点P向下运动，C错误；由IR3可知，IR3减小，故电流表示数变大，UR2增大，由UR3UR2UR4可知，电压表示数减小，A正确，B错误；由PR3IRR3可知，R3上消耗的功率逐渐减小，D错误。答案A (掌握类题通法)一、基础知识要记牢(1)部分电路欧姆定律：I。(2)闭合电路的欧姆定律：I。路端电压与电流的关系：UEIr。路端电压与负载的关系：UIREE，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小。二、方法技巧要用好1直流电路的动态分析方法(1)程序法：闭合电路中，由于局部电阻变化(或开关的通断)，引起各部分电压、
3、电流(或灯泡明暗)发生变化，分析此类问题的基本步骤是：由局部电阻变化判断总电阻的变化；由I判断总电流的变化；据UEIr判断路端电压的变化；由欧姆定律及串并联电路特点判断各部分电流、电压变化。(2)极限法：即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。(3)特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论。2直流电路的动态分析技巧(1)当电路中某一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”。判断此类问题时，应先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对其他各部分电路产生的影响，一般是先分析
4、固定电阻支路再分析变化电阻支路。(2)一个闭合电路就是一个整体，在研究电路的动态问题时，一定要弄清电路的串并联结构，同时要用整体的观点来看问题，还要善于转换思维的角度“电压不行看电流”。(3)可直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论：任一电阻R阻值增大，必引起通过该电阻的电流I的减小和该电阻两端电压U的增大。即R任一电阻R阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电阻两端电压U串的减小。即R (解读命题角度)例2(2012安徽高考)图412甲是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动，由线圈引
5、出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度逆时针转动。(只考虑单匝线圈)图412(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；(2)线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。(其他电阻均不计)思路点
6、拨(1)明确交流电的瞬时表达式与开始计时位置有关。(2)画出交流电路的等效电路。(3)计算电阻R上产生的焦耳热时应使用交变电流的有效值。解析(1)矩形线圈abcd在磁场中转动时，只有ab和cd切割磁感线，且转动的半径为r，设ab和cd的转动速度为v，则v在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为 E1BL1v由图可知vvsin t则整个线圈的感应电动势为e12E1BL1L2sin t(2)当线圈由题图丙位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2BL1L2sin (t0)(3)由闭合电路欧姆定律可知I这里E为线圈产生的电动势的有效值E则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为QR
7、I2RT其中T所以QRR2答案(1)e1BL1L2sin t(2)e2BL1L2sin (t0)(3)R2 (掌握类题通法)一、基础知识要记牢1交变电流的产生2交流电的“四值”二、方法技巧要用好交变电流瞬时值表达式书写的基本思路(1)确定正余弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式EmNBS求出相应峰值。(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。如：线圈从中性面开始计时，则it关系为正弦函数，函数表达式为iImsin t。线圈从垂直中性面开始计时，则it关系为余弦函数，函数表达式为iImcos t。 (解读命题角度)例3(2012福建高考)如图413所示，理想变压器原线圈输入电压uUmsi
8、n t，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示，和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是()图413AI1和I2表示电流的瞬时值BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小思路点拨解答本题时应注意以下两点：(1)交流电路中电压表、电流表的示数均指有效值。(2)变压器原、副线圈电压、电流的决定因素。解析交流电压表和交流电流表测量的是有效值，选项A、B错误。滑片P向下滑动时，接入电路中的电阻减小，副线圈负载电阻减小，因为原、副线圈的匝数比不变，所以U1、U2不
9、变，因I2，所以I2变大；又U1I1U2I2，所以I1变大，故选项C正确。答案C (掌握类题通法)一、基础知识要记牢1理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入P出(2)电压关系：若n1n2，为降压变压器；若n11 000D实现点火的条件是1 000，选项C正确、D错误。三、非选择题9(2012四川高考)四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20 m，进入蓄水池，用一台电动机通过传功效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380 V，此时输入电动机的电功率为19 kW，电动机的内
10、阻为0.4 。已知水的密度为1103 kg/m3，重力加速度取10 m/s2。求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864 m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。解析：(1)设电动机的电功率为P，则PUI设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则PrI2r代入数据解得Pr1103 W。(2)设蓄水总质量为M，所用抽水时间为t。抽水高度为h，蓄水池容积为V，水的密度为，则Mv 设质量为M的河水增加的重力势能为Ep，则EpMgh设电动机的输出功率为P0，则P0PPr根据能量守恒定律得P0t60%80%Ep代入数据解得t2104 s答案：(1)1103 W(2)2104 s10(
11、2012江苏高考)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图8所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为R。求：图8(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；(3)外接电阻上电流的有效值I。解析：(1)bc、ad边的运动速度v，感应电动势Em4NBlv解得Em2NBl2。(2)电流Im ，安培力F2NBIml解得F。(3)一个周期内，通电时间tTR上消耗的电能WIRt且WI2RT解得I答案：(1)2NBl2(2)(3)