（全国通用）2015届高考物理大二轮复习 专题训练六 第2课时 直流电路和交流电路

第2课时 直流电路和交流电路

1．纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较

U2

(1)纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，且电功全部转化为电热，有W＝Q＝UIt＝t＝

RU22

IRt，P＝UI＝＝IR.

R2

(2)非纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，电热Q＝IRt，电热功率P热＝IR，电功率大于电热功率，即W>Q，故求电功、电功率只能用W＝UIt、P＝UI，求电热、电热功率只能用Q＝IRt、P热＝IR. 2．电源的功率和效率 (1)电源的几个功率 ①电源的总功率：P总＝EI ②电源内部消耗的功率：P内＝Ir ③电源的输出功率：P出＝UI＝P总－P内 (2)电源的效率η＝

2

2

2

22

P出U×100%＝×100% P总E3．交流电的“四值” (1)最大值Em＝NBSω. (2)瞬时值e＝NBSωsin_ωt. (3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝Em

2

；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，

用等效的思想来求解．计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值．

(4)平均值：E＝nΔΦ

，常用来计算通过电路的电荷量． Δt4．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：＝. U1n1U2n2

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(3)电流关系：只有一个副线圈时＝. I1n2I2n1

直流电路动态分析方法

(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”．即从阻值的变化入手，由串、并联规律判定

R总的变化情况，再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分

压、并联分流等规律判断各部分的变化情况． (2)结论法——“并同串反”：

“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)．

“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).

考向1 直流电路的动态分析

例1 如图1所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等．当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则( )

图1

A．R3上消耗的功率逐渐增大

B．电流表读数减小，电压表读数增大 C．电源的输出功率逐渐增大 D．质点P将向上运动

审题突破 当R4的滑片向b端移动时，其电阻如何变化？电容器两极板间电压和哪部分电路电压相等？如何分析电源的输出功率变化情况？

解析 滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4的阻值越来越小，故并联电路的总电阻减小，根据串联电路的分压规律可得：R3的电压减小，消耗的功率减小，故A错误；电容器电压等于

R3的，故也减小，所以质点P将向下运动，所以D错误；外电路总电阻减小，所以干路电流I1增大，而R3的电流I3减小，根据I1＝I3＋IA，可得电流表读数IA增大，所以B错误；因R1

的阻值和电源内阻r相等，故外电路电阻大于电源内阻，且逐渐减小，由输出功率与外电阻的关系可得：电源的输出功率在增大，所以C正确．

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答案 C

某同学准备用一种金属丝制作一只电阻温度计．他先通过实验描绘出一段金属丝

的U－I曲线，如图2甲所示．再将该金属丝与某一定值电阻R0串联接在电路中，用电压表(电压表的内阻远大于金属丝的电阻)与金属丝并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示．下列说法中正确的是( )

图2

A．从图甲可知，该金属丝的阻值随温度的升高而减小 B．图乙中电压表的指针偏转角越大，温度值越小

C．选用不同阻值的R0可以改变温度计的量程，R0越大，量程越大 D．温度越高，电源消耗的功率越大 答案 C

解析 从图甲可知，图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的大小，故该金属丝的阻值随温度的升高而增大，所以A错误；图乙中电压表的指针偏转角越大，说明RT的阻值越大，即温度越高，所以B错误；若R0越大，电压表要偏转同样的角度，需RT的阻值更大，即温度更高，量程越大，所以C正确；温度越高，RT的阻值越大，电路电流越小，所以电源消耗的功率P＝

EI越小，故D错误．

考向2 交流电的产生和描述

例2 如图3甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r＝2 Ω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′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右40

侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0＝ Ω，滑动片P位于滑动变阻器中

7央，定值电阻R1＝R0、R2＝，其他电阻不计．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合

2开关S，线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 V，图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象，则下列说法正确的是( )

R0

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图3

5

A．电阻R2上的热功率为 W

7

B．0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零 C．线圈产生的e随时间t变化的规律是

e＝102cos 100πt (V)

12

D．线圈开始转动到t＝ s的过程中，通过R1的电荷量为 C 600200π

1010U解析 R总＝R1＋＋＝R0＝10 Ω，I＝ A＝1 A，UR2＝ V，根据公式P＝得电阻R2上

244107R5

的热功率为PR2＝ W，故A正确；0.02 s通过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，故B错

72π

误；T＝0.02 s，ω＝＝100π rad/s，E＝10 V＋1×2 V＝12 V，e＝122cos 100πt(V)，

R0R07

2

T故C错误；电动势的最大值为Em＝122 V＝nBSω，Φm＝BS＝100πt(Wb)，线圈开始转动到t＝正确． 答案 AD

以题说法 1.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零；

(3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次． 2．交流电“四值”的应用 (1)最大值：分析电容器的耐压值；

122122

(Wb)，Φ＝sin

n×100πn×100π

1nΔΦ2

s的过程中，通过电阻的电量为＝ C，故D600R总＋r200π

(2)瞬时值：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：计算通过电路截面的电荷量．

(2014·天津·7)如图4甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同

的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则( )

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