届二轮复习 直流电路与交流电路学案江苏专用.docx
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届二轮复习直流电路与交流电路学案江苏专用
专题九 直流电路与交流电路
江苏卷考情导向
考点
考题
考情
直流电路的分析与计算
2016年T8考查串并联电路电阻的求解及全电路欧姆定律
2013年T4考查闭合电路的欧姆定律、电路的动态分析问题
1.高考在本专题命题的题型多为选择题.
2.高考命题热点集中在变压器的分析与计算,而电路的分析与计算、交变电流的产生、交变电流的图象、“四值”问题则是冷考点,复习中也要引起重视.
交变电流的产生与描述
2017年T7考查电容器的通交流隔直流,通高频阻低频,电感线圈通直流阻交流,通低频阻高频
变压器问题
2016年T4考查变压器的构造和原理
2015年T1考查变压器原副线圈匝数比与电压比之间的关系
2014年T3考查理想变压器的输入功率与输出功率相等、远距离输电
2013年T8考查变压器的变压原理和电容器对交流电的影响,通高频阻低频
考点1|直流电路的分析与计算难度:
中档题题型:
选择题五年2考
(对应学生用书第43页)
1.(多选)(2016·江苏高考T8)如图91所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S,下列说法正确的有( )
【导学号:
17214149】
图91
A.路端电压为10V
B.电源的总功率为10W
C.a、b间电压的大小为5V
D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A
【解题关键】 解此题的关键有两点:
(1)注意识别a、b两点连接前后、电路串、并联的变化.
(2)确定a、b两点电压时要选取零电势点.
AC [根据串并联电路的特点可得,外电路总电阻为10Ω,根据闭合电路欧姆定律得通过电源的电流为I=A=1A,则路端电压为U=IR外=10V,选项A正确;电源的总功率P=EI=12W,选项B错误;若取电源负极的电势为0,则a点电势为φA=2.5V,b点电势为φB=7.5V,a、b间电压的大小为5V,选项C正确;若a、b间用导线连接起来,根据串并联电路的特点可得,外电路总电阻为7.5Ω,根据闭合电路欧姆定律得电路的总电流为I=A≈1.26A,选项D错误.]
2.(2013·江苏高考T4)在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图92所示.M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻RM发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时( )
【导学号:
17214150】
图92
A.RM变大,且R越大,U增大越明显
B.RM变大,且R越小,U增大越明显
C.RM变小,且R越大,U增大越明显
D.RM变小,且R越小,U增大越明显
【解题关键】
关键语句
信息解读
导致S两端电压U增大,装置发生警报
S两端电压U增大,回路中电流增大,传感器电阻RM变小
一种报警装置,电路如图所示
传感器M与R并联,R并=,R越大,RM变化时,对R并大小影响越大.
C [当RM变大时,回路的总电阻R总变大,根据I总=,得干路中的电流变小,S两端的电压U=I总RS变小,故选项A、B错误;当RM变小时,回路的总电阻R总=+RS变小,根据I总=,得干路中的电流变大,S两端的电压U=I总RS变大,而且R越大,RM变小时,对回路的总电阻变化的影响越明显,故选项C正确,选项D错误.]
1.明确1个定律、2个关系
(1)闭合电路的欧姆定律:
I=.
(2)路端电压与电流的关系:
U=E-Ir.
(3)路端电压与负载的关系
U=IR=E=E,路端电压随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小.
2.明确引起电路动态变化的原因
(1)滑动变阻器、热敏电阻或光敏电阻的阻值变化.
(2)某支路开关闭合或断开.
3.程序法分析直流电路的动态变化
R局I总=U内=I总rU外=E-U内确定U支、I支
●考向1 直流电路内的电场
1.(2017·宿迁三模)飞机在空中飞行时,其表面因不断与空气摩擦而带电.某次飞行中,飞机0.5s内带电量增加约17μC,此过程中形成的电流约为( )
A.34mA B.34μA
C.8.5mAD.8.5μA
B [已知飞机0.5s内带电量增加约17μC,此过程中形成的电流约:
I==A=34×10-6A=34μA.故B正确,A、C、D错误.]
●考向2 直流电路的动态分析
2.(2017·南京四模)如图93所示的电路中,开关S闭合一段时间后,下列说法中正确的是( )
图93
A.滑片M向上滑动过程中,电容器充电
B.滑片N向左滑动过程中,流过R2的电流向上
C.滑片N向左滑动,电源输出功率一定增大
D.滑片N向右滑动,电容器的电能减少
D [当滑片M向上滑动时,对电路结构没有影响,电路总电阻没有变化,故电容器保持原来的状态,故A错误;滑片N向左滑动过程中,变阻器R3的阻值增大,电路总电阻增大,总电流减小,R3两端的电压U=E-I(R1+r)增大,电容器两端的电压增大,电容器充电,流过R2的电流向下,故B错误;滑片N向左滑动,变阻器R3的电阻变大,外电阻增大,但因为不知道内外电阻的关系,所以电源的输出功率变化情况无法判断,故C错误;滑片N向右滑动,变阻器R3的阻值减小,电路总电阻减小,总电流增大,变阻器R3两端的电压U=E-I(R1+r)减小,电容器两端的电压等于变阻器R3两端的电压,根据Q=CU知电容器放电,电容器的电能减少,故D正确.]
3.(多选)(2017·南通二模)如图94所示的闭合电路中,R是半导体光敏电阻,R1为滑动变阻器.现用一束光照射光敏电阻,则( )
【导学号:
17214151】
图94
A.电压表读数变小 B.电流表读数变小
C.电源的总功率变大D.电源内阻的功率变大
ACD [半导体光敏电阻的阻值随光照增加而减小,故用一束光照射光敏电阻电阻减小,则由闭合电路欧姆定律可知,电流增大,故电流表示数增大;则由P=EI可知,电源的总功率变大,由P=I2r可知,电源内阻的功率变大;因电流增大,则内电压和滑动变阻器两端电压增大,故电压表示数减小,故A、C、D正确,B错误.]
●考向3 直流电路的计算
4.(2017·苏锡常二模)如图95所示,电源为恒流电源(能始终提供恒定的电流),R0为定值电阻,电流表和电压表均为理想电表,移动滑动变阻器R的滑片,则下列电压表示数U和电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中正确的是( )
【导学号:
17214152】
图95
A B
C D
D [设恒流源提供的电流为I0.则通过R0的电流为:
IR=I0-I,则电压表示数为:
U=IRR0=(I0-I)R0=-IR0+I0R0,I0和R0是定值,则根据数学知识可知UI图象是不过原点的倾斜的直线,故A、B错误.电路总功率为:
P=UI0=(I0-I)R0I0=-R0I0I+R0I,I0和R0是定值,可知PI图象是向下倾斜的直线,故C错误,D正确.]
考点2|交变电流的产生与描述难度:
中档题题型:
选择题五年1考
(对应学生用书第44页)
3.(多选)(2017·江苏高考T7)某音响电路的简化电路图如图96所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则( )
【导学号:
17214153】
图96
A.电感L1的作用是通高频
B.电容C2的作用是通高频
C.扬声器甲用于输出高频成分
D.扬声器乙用于输出高频成分
【解题提示】 根据电容器的特性:
通交隔直,通高阻低,以及电感线圈的特性:
通直阻交,通低阻高来分析选择.
BD [电感的特点是通低频阻高频,电容的特点是通高频阻低频,选项A错误,B正确;
混合信号输入后,高频成分被L1阻碍,再经C1过滤一部分,则通过扬声器甲的是低频成分,选项C错误;
当混合信号输入后,电容C2让高频信号顺利通过,电感L2不能过滤掉高频成分,但可以过滤掉低频成分,故通过扬声器乙的是高频成分,选项D正确.]
解决交变电流的产生和描述的基本思路
(1)两个特殊位置的特点
①线圈平面与中性面重合时,S⊥B,Φ最大,=0,e=0,i=0,电流方向将发生改变.
②线圈平面与中性面垂直时,S∥B,Φ=0,最大,e最大,i最大,电流方向不改变.
(2)书写交变电流瞬时值表达式的基本思路
①确定正弦式交变电流的峰值,根据已知图象读出或由公式Em=nBSω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.
a.若线圈从中性面位置开始转动,则it图象为正弦函数图象,函数式为i=Imsinωt.
b.若线圈从垂直中性面位置开始转动,则it图象为余弦函数图象,函数式为i=Imcosωt.
●考向1 交变电流的产生
5.(2017·泰州三模)法拉第发明了世界上第一台发电机,如图97所示,圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间,两电刷M、N分别与盘的边缘和中心接触良好,且与灵敏电流计相连,金属盘绕中心轴沿图示方向转动,则( )
图97
A.电刷M的电势高于电刷N的电势
B.若只将电刷M移近N,电流计的示数变大
C.若只提高金属盘转速,电流计的示数变大
D.若只将变阻器滑片向左滑动,电流计的示数变大
C [根据安培定则可知,电磁铁产生的磁场方向向右,由右手定则判断可知,金属盘产生的感应电流方向从M到N,则电刷M的电势低于电刷N的电势,故A错误;若仅将电刷M移近N,使电刷MN之间距离减小,切割磁感线的有效长度减小,产生的感应电动势减小,感应电流减小,则电流计的示数变小,故B错误;若只提高金属盘转速,感应电动势增大,故电流计的示数变大,故C正确;若仅将滑动变阻器滑动头向左滑,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路电流减小,磁场减弱,电流计的示数将减小,故D错误.]
6.(2017·苏锡常二模)在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理如图98甲所示.浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,上下运动的速度v=0.4πsin(πt)m/s,且始终处于辐射磁场中,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连;浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图乙中阴影部分),其内部为产生磁场的磁体;线圈匝数N=200匝,线圈所在处磁场的磁感应强度大小B=0.2T,线圈直径D=0.4m,电阻r=1Ω.计算时取π2的值为10.
甲 乙
图98
(1)求线圈中产生感应电动势的最大值Em;
(2)求灯泡工作时消耗的电功率P;
(3)若此灯塔的发电效率为90%,求3min内海浪提供给发电灯塔的能量.
【导学号:
17214154】
【解析】
(1)线圈在磁场中切割磁感线,产生电动势最大值为:
Em=NBlvmax,其中:
l=πD
联立得:
Em=πNBDvmax=π×200×0.2×0.4×0.4πV=64V.
(2)电动势的有效值为:
E==V=32V,根据闭合电路欧姆定律有:
I=
得:
I=A=2A
那么灯泡电流的有效值为:
I=2A
灯泡两端电压的有效值为:
U=IR=2×15V=30V
则灯泡的功率为:
P=I2R=
(2)2×15W=120W.
(3)此灯塔的发电效率为90%,根据能量守恒定律,有:
90%E总=UIt
解得:
E总==J=2.4×104J.
【答案】
(1)64V
(2)120W (3)2.4×104J
●考向2 交变电流的“四值”
7.(2017·香洲区期中)如图99所示,位于竖直平面内的矩形金属线圈,边长L1=0.40m、L2=0.25m,其匝数n=100匝,总电阻r=1.0Ω,线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和R=3.0Ω的定值电
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