專題五交流電路和直流電路

1、真理惟一可靠的標準就是永遠自相符合。土地是以它的肥沃和收獲而被估價的；才能也是土地，不過它生產(chǎn)的不是糧食，而是 真理。如果只能滋生瞑想和幻想的話，即使再大的才能也只是砂地或鹽池，那上面連小草也長不出來的。 專題五：電磁感應和電路 第二講 直流電路和交流電路 、基礎知識回顧及基本方法歸納 (一) 四個定律：電阻定律、焦耳定律、歐姆定律和閉合電路歐姆定律 (二) 電路分析與計算 1.部分電路總電阻的變化規(guī)律 (1) (2) (3) 無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路的總電阻，都會隨其中任一電阻的增大而增大 分壓電路的電阻。如圖所示，在由Ri和R2組成的分壓電路中，當Ri的串聯(lián) 部分Rap增大時，總電阻 R

2、ap增大。 雙臂環(huán)路的阻值。當兩支路阻值相等時，環(huán)路總阻值最大，當兩支路阻值相 差越大時，總電阻越小。 2幾類常見的功率問題 (1) 與電源有關的功率和效率 (2) 用電器的功率和電流的發(fā)熱功率 (3) 輸電線的損耗功率和輸電功率 (4) 電源的輸出功率和電動機的輸出功率 (三) 變壓器動態(tài)問題的制約思路 動態(tài)分析問題的思路程序可表示為： n1 U1 n2 決定 U R負載 決定 | P =鳥(|切1 =|如了 決定 P =2 決定 P1 思路5原理思路.變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化，鐵芯中 型變壓器時有1/A t= 2/A t+ 3/A t, /A t相等；當遇到 此式適用于交流電或電壓(電

3、流)變化的直流電，但不適用于穩(wěn)壓或恒定電流的情況 (四)在直流電路結構發(fā)生變化時處理電容器要點：1、確定初末兩個穩(wěn)定狀態(tài)電容器帶電情況 2、判定電容器充、放電。3、弄清楚充、放電的 通道”根據(jù)電荷移動，判定充、放電電流方向和通過導體 的電量。會分析下面三個典型過程 電容器充電j A 電容器極板電性不變 電容器放電” 電容器先放電后反向充電 電容器極板電性發(fā)生變化 二、基礎訓練 1如圖2所示是一個交流發(fā)電機的示意圖線框abed處于勻強磁場中，已知 ab=bc=10厘米，B=1特，線圈匝數(shù) n=100，線圈電阻r=5歐，外電路負載電阻 R=5 歐，線圈以600轉/分的轉速勻速轉動.求： (1) 安

4、培表和電壓表的讀數(shù). (2) 從如圖示位置開始經(jīng)過1/60秒時感應電動勢的瞬時值多大？ (3) 從如圖所示位置開始轉過30角的過程中的平均感應電動勢值多大？ (1) U 5、2V=22.2V,I= ,2：A=4.44A. (2) 31.4V (3)60V 圖2 2、有一臺內阻為1 Q的發(fā)電機，供給一個學校的用電 .如圖所示，升壓變壓器的匝數(shù)比是1： 4,降壓變 壓器的匝數(shù)比是 4: 1，輸電線的總電阻 R是4 Q .全校共有22個班， 每班有“ 220V 40V”的電燈6盞，若要保證全部電燈正常發(fā)光，貝 (1)發(fā)電機的輸出功率應是多大？(2)發(fā)電機的電動勢多大？! 1 人生的磨難是很多的，所以

5、我們不可對于每一件輕微的傷害都過于敏感。在生活磨難面前，精神 們抵抗罪惡和人生意外的最好武器。 上的堅強和無動 1:4 IT IL|2(R 什R2) 4如圖所示為一理想變壓器，愿線圈匝數(shù)為 值相同，二極管為理想二極管，現(xiàn)從原線圈 么下列說法正確的是（C ） A .只有流過Ra和Rd上的電流仍是交變電流 B .加在Ra兩端的電壓是 Rb的兩倍 C. Ra消耗的功率是 Rb的兩倍 D .若輸入的正弦交變電流頻率增大，Rc的功率減小， 5.利用如圖4所示的電流互感器可以測量被測電路中的大電流, P、 四個副線圈的匝數(shù)均為 n, Q兩端輸入正弦交變電流，那 n2, 四個副線圈中負載電阻的阻 Rd的功率

6、增大。 若互感器原副線圈 A . Pv UIB . P=I (R1+R2)C. P =UI 殺梱電常 的匝數(shù)比n1 : n2 =1:100，交流電流表 A的示數(shù)是50mA， A. 被測電路的電流有效值為 0.5A B. 被測電路的電流平均值為 0.5A rriiiirmi C. 被測電路的電流最大值為 D. 原副線圈中的電流同時達到最大值 三、典型例題 類型一直流電路的分析與計算 例1 如圖所示電路中，已知電阻R = 2Q , F2 = 5Q，燈泡 電源內阻r=1Q,滑動變阻器的最大阻值為 數(shù)為 1A,此時燈泡L恰好正常發(fā)光。求: L標有“ 3V, FX。當滑片P滑至a端時, Rz (1) 當

7、滑片P滑至b端時，電流表的示數(shù); (2) 當滑動變阻器Pb段的電阻為0.5 R時, 變阻器上消耗的功率。 (1) 2A (2) 1.92W 例2.如右圖1是一種家用電熨斗的電路原理圖 （額定電壓 為220 V），虛線框內為加熱電路，R0是定值電值，R是可變 電阻（調溫開關）。該電熨斗溫度最低時的耗電功率為121 U W，溫度最高時的耗電功率為484 W。求: R 人生的磨難是很多的，所以我們不可對于每一件輕微的傷害都過于敏感。在生活磨難面前，精 2 們抵抗罪惡和人生意外的最好武器。 / / / 和 無 動 于 衷 是 1 7 4加 32U I6(k 40 84) 120 E6U 200 圖2

8、真理惟一可靠的標準就是永遠自相符合。土地是以它的肥沃和收獲而被估價的；才能也是土地，不過它生產(chǎn)的不是糧食，而是 真理。如果只能滋生瞑想和幻想的話，即使再大的才能也只是砂地或鹽池，那上面連小草也長不出來的 (1) Ro的阻值及R的阻值變化范圍； (2) 假定電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量Q跟電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度的溫差關系如圖2所示，現(xiàn)在溫度為20C 的房間使用該電熨斗來熨燙毛料西服，要求熨斗表面溫度為 200 C，且保持不變，問應將R的阻值調為多大？ 解：(1)溫度最低檔 Rm ax -Ro =121 W， 溫度最高檔 =484 W， 9 人生的磨難是很多的，所以我們不可對于每一件輕微的傷害都過于敏

9、感。在生活磨難面前，精神上的堅強和無動于衷是我 們抵抗罪惡和人生意外的最好武器。 解得Ro=1OO門1 分, Rmax=300 : -1 分 所以變阻器R的阻值變化范圍是 0到300 111分 (2)此時電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度之差 t=200-20=200 C 由圖像知電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量 Q=440 J2分 要保持電熨斗的表面溫度不變，則電熨斗的電功率P=440 W2分 2 P U2 分得 R=10 11 分 R R0 圖8-9 例3 .圖8-9中所示為一個電燈兩端的電壓與通 過它的電流的變化關系曲線，可見兩者不成線性 關系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化 的緣故參考這根曲線，回答

10、下列問題 (不計電流 表和電池的內阻). (1) 若把三個這樣的電燈串聯(lián)后，接到電動 勢為12V的電源上，求流過燈泡的電流和每個 燈泡的電阻 (2) 如圖8- 10所示，將兩個這樣的電燈并 聯(lián)后再與10Q的定值電阻串聯(lián)，接在電動勢為 8V的電源上，求通過電流表的電流值及各燈泡的電阻值 解析：(1)由于三個電燈完全相同中，所以每個電燈 兩端的電壓 Ul=12/3V=4V，在圖3中畫出U=4V的直線， 得到和曲線的交點坐標為(4V，0.4A)，所以流過電燈的電流為 U L 阻值為R 一 =101. I L (2)設此時電燈兩端的電壓為U，流過每個電燈的電流為 I，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=2IR

11、+U，代入數(shù)據(jù)得： U=8-20I. 在圖8- 9上畫出此直線，得到如圖8 11 所示 的圖象，可求得到直線和曲線的交點坐標為(2V， 0.3A)，即流過電燈的電流為0.3A，流過電流表的 電流強度為0.6A，此時電燈的電阻為r=U=6.70. 點撥：題中的電阻變化是非線性的，所以其電阻值不能 直接求得，只能從圖象上得出電流和電壓再求之，另外要 注意圖象中交點的物理意義。 類型二 含電容器電路、動態(tài)電路問題分析 例 4 如圖所示 =10V，Ci=C2=30 卩 F，Ri=4.0 Q ,R2=6.0 Q，電池內阻可 忽略。先閉合開關 S，電路穩(wěn)定后，求C2此時的電壓；再將 S斷 開，Ci、C2此

12、時的電壓；斷開 S后流過Ri的電量為多少庫侖？ 4 4.2 X 10 C Ci R2 C2 例5 如圖為一只測速計原理圖，滑動觸頭P與某運動物體相連，當P勻速滑 動時，電流有一定的電流通過，從電流表示數(shù)可得運動物體的速度，已知電 源電動勢E=4V，內阻不計，AB長30cm，電容器電容 C=50卩F?，F(xiàn)測得電流 表示數(shù)為0.05mA，方向由N流向M，試求物體的速度大小和方向 0.075m/s。向左移動。 例6 在圖2所示的電路中，觀察三只小燈泡亮度變化和兩只電壓表變化情況， 如果滑動變阻器的滑片 P由a端滑至b 端,電壓表Vi示數(shù)變化的絕對值為 Ui, 電壓表V2示數(shù)變化的絕對值為 6，則下列說

13、法正確的有（BD ） A Li、L3變暗，L2變亮 B L3變暗，Li、L2變亮 C Ui U2 類型三 交變電流的 四個值”的計算 例7.如圖所示，矩形線圈abed邊長ab=2l，ad=3l，00是線圈的轉 動軸，aO=bO=2l 勻強磁場的磁感應強度為 B，00剛好與磁場的 邊界線重合線圈的總電阻為 R當線圈繞 00以角速度3勻速轉 動時，試求： （i）從圖示時刻起，線圈的ab邊第一次出磁場前的瞬時，回路中電 流的大小和方向. 從圖示位置計時，取電流沿abed方向為正，畫出線圈中的電流 i隨時間t變化的關系圖線（畫兩個周期） X X X X b X B .-i x1 X X X X； Xb

14、 X X XU if 線圈中電流的有效值。 人生的磨難是很多的，所以我們 們抵抗罪惡和 卜* II A L1 I j 。在生活磨難面前，精神上的堅強和無動于衷是我 解析: (1) (2) (3) 方向沿badcb,i=B刀21 =4比 如圖所示 設有效值I，有 2 2 4B 1 亠 T ,2B I 2 T ()2R 二()2R - 2R 2. 2R 2 解得丄創(chuàng) R 題型解讀：解決這類問題注意：按局部 (I總、U端的變化)t局部 I 2rt R的變化)t全局 (U分、I分的變化)的邏輯思維進行分析推理。 類型四 電感和電容對交變流電的作用 在交流電路中，電容是“通交流、隔直流，通高頻、阻低頻”。 C1 類型五 變壓器電路的動態(tài)問題 例8.如圖所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電 路中Ri、R2、R3和R4均為固定電阻，開關 S是閉合的。“和:V2為理想 電壓表，讀數(shù)分別為 Ui和U2；A1、:A2和!A3為理想電流表，讀數(shù)分別