新教材2024高考物理二轮专题复习第一编专题复习攻略专题四电路与电磁感应第10讲直流电路与交流电路课件

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命题点一　直流电路的分析与计算1．闭合电路欧姆定律的三个公式(1)E＝U外＋U内；(任意电路)(2)E＝U外＋Ir；(任意电路)(3)E＝I(R＋r)．(纯电阻电路)
2．电路动态分析的两种方法即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．
例 1 [2023·广东模拟预测] (多选)如图所示电路，两电源电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2，且E1＝E2，r1>r2，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器滑片，灯泡电阻可认为不变．现闭合开关S1，单刀双掷开关S2接1时，灯泡均正常发光，则下列说法中正确的是(　　)A．若滑片P向下滑动，则L2变亮，L3变暗B．若滑片P向下滑动，则L1变暗，L2变亮C．若将单刀双掷开关S2切换至2，则L1、L2、L3均变亮D．若将单刀双掷开关S2切换至2，则电源的输出功率可能变小
例 3 [2023·浙江名校联盟联考]新冠肺炎患者中有13%的重症患者和6%的危重患者需要给予及时的呼吸机治疗，呼吸机成为生死攸关的战略资源．呼吸机的核心部件之一是呼吸机马达．下表是国内某制造商生产的呼吸机马达的主要参数．
下列说明正确的是(　　)A. 额定电流状态下，马达内阻等消耗功率为13.6 WB．利用空载状态的参数，计算出马达的内阻是120 ΩC．利用额定状态的参数，计算出马达的内阻约为9 ΩD．空载状态下，马达的输出功率为4.8 W
解析：额定电流状态下，马达内阻等消耗功率为Pr＝U额I额－P输＝13.6 W，故A正确；由于马达不是纯电阻元件，所以无论是在空载状态还是额定状态，都不能利用参数根据欧姆定律计算马达的内阻，故B、C错误；空载状态下，马达的输入功率为P空＝U额I空＝4.8 W，由于马达内阻会消耗功率，所以马达此时的输出功率小于4.8 W，故D错误．
提升训练1.[2023·重庆南开中学质检](多选)小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示．在忽略电表内阻影响的情况下，下列分析正确的是(　　)A．水量减少时，滑动变阻器的滑片向上移动B．如果选择电压表，电表示数变小反映水量增多C．如果选择电流表，电表示数变大反映水量增多D．如果选择电流表，R0可以在水太多时保护电路
解析：根据装置图可知，水量减少，弹簧压缩量减少，滑片上移，故A正确；若电表为电压表，其测的是滑动变阻器上部分对应的电压值，示数减小，说明滑片上移，水量减少，故B错误；若电表为电流表，电流表测的是整个电路的电流，电流表示数变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，即滑片下移，水量增多，故C正确；如果选择电流表，水太多时R接入电路的阻值很小，电路中电流很大，此时R0串联在干路中，起到保护电路(电流表)的作用，故D正确．
2．[2023·北京市昌平区前锋学校二模]甲、乙两种亮度可调的台灯内部电路示意图如图所示，其中甲台灯通过变阻器调节灯泡亮度，乙台灯通过改变理想变压器副线圈的匝数调节灯泡亮度，两台灯所用电源和灯泡均相同，下列说法正确的是(　　)A．两台灯均可使用直流电源B．甲台灯的旋转开关从1调到4的过程中，灯泡逐渐变暗C．乙台灯的旋转开关从1调到4的过程中，灯泡逐渐变亮D．当两台灯亮度相同时，电源的输出功率相同
3.[2023·人大附中高三摸底考试](多选)为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，如图为电路原理图．图中，直流电源电动势为3 V，内阻可不计，R为可变电阻，RG为光敏电阻，其在不同照度下的阻值如表(照度是描述光的强弱的物理量，光越强照度越大，lx是它的单位)．
若控制开关两端电压升至2 V时将自动开启照明系统，则以下说法正确的是(　　)A.若将R接入电路的阻值调整为20 kΩ，则当照度降低到0.4 lx时启动照明系统B．若要使照明系统在照度降低到0.8 lx时启动，则要将R接入电路的阻值调整为46 kΩC．R接入电路的阻值不变时，照度越大，控制开关两端的电压越大D．若要在光照更暗时启动照明系统，应将R接入电路的阻值调大
3．正弦式交流电“四值”的应用
考向2　交变电流的“四值”的分析、计算例 2 [2023·湖南卷](多选)某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示．大轮与小轮通过皮带传动(皮带不打滑)，半径之比为4∶1，小轮与线圈固定在同一转轴上．线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R.磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场．大轮以角速度ω匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直．线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡．
2．[2023·金丽衢十二校联考]如图所示为一电流通过一电子元件后的波形图(曲线部分为正弦式交变电流的一部分)，则下列说法正确的是(　　)A．这是一种交变电流B．电流的变化周期为0.03 sC．电流通过100 Ω电阻时，电功率为100 WD．电流通过100 Ω的电阻时，一个周期内流经电阻的电荷量大于0.015 C
2．分清远距离输电的三个回路和三种关系(1)理清三个回路
例 2 [2023·四川省成都市树德中学高三三诊]图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻R＝10 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡．原线圈接一个经双可控硅调节后的电压U，U随时间t的变化规律如图乙所示，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前四分之一周期电压被截去．现将S1、S2、S3闭合，此时L2正常发光．下列说法错误的是(　　)A．输入电压U的有效值为10 VB．R消耗的电功率为10 WC．只断开S3后，L2能正常发光D．只断开S2后，原线圈的输入功率减小
考向2　远距离输电例 4 [2023·四川统考二模](多选)在远距离输电技术上，中国1 100 kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程．输电线路流程可简化为：
如虚线框所示，若直流输电线电阻为10 Ω，直流电输送功率为5.5×109 W，不计变压器、整流与逆变等造成的能量损失，则(　　)A．直流电输电线路上的电流为5×103 AB．直流电输电线路上损失的电压为100 kVC．降压变压器的输出功率是4.5×109 WD．若将1 100 kV直流输电降为550 kV直流输电，受端获得功率将比原来减少7.5×108 W
提升训练1.[2023·安徽省联考](多选)如图所示，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源，原、副线圈分别接可变电阻R1、R2，理想电压表V1、V2的示数为U1、U2，理想电流表A1、A2的示数为I1、I2.
2．[2023·浙江联考](多选)杭丽铁路被列入浙江省重大建设项目“十四五”规划，杭丽高铁建成后，丽水前往杭州的时间将缩短至1小时内．新建成的高铁将应用许多新技术，图示为高铁的牵引供电流程图，利用可视为理想变压器(原、副线圈匝数比为n1∶n2)的牵引变电所，将高压220 kV或110 kV降至27.5 kV，再通过接触网上的电线与车顶上的受电弓使机车获得25 kV工作电压，
则下列说法正确的是(　　)A．若电网的电压为110 kV，则n1∶n2＝4∶1B．若高铁机车运行功率增大，机车工作电压将会高于25 kVC．高铁机车运行功率增大，牵引变电所至机车间的热损耗功率也会随之增大D．如果高铁机车的电动机输出机械功率为9 000 kW，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为62.5 Ω
交变电流的产生及含变压器的三种模型模型一　交变电流的产生
模型二　含变压器的三种模型
[典例2]　[2023·福建省宁德市质检]如图所示为输电能耗演示电路．左侧变压器T1原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为6 V的正弦交流电．连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为8 Ω，开关S接1时，右侧变压器T2原、副线圈匝数比为2∶1，R消耗的功率为8 W；接2时，T2原、副线圈匝数比为1∶2，则(　　)A．接1时，T2原线圈两端电压为U3＝18 VB．接1时，T2原线圈中的电流为I3＝2 AC．接2时，R消耗的功率P＝32 WD．接2时，R消耗的功率P＝18 W