適用于老高考舊教材廣西專版2023屆高考物理二輪總復(fù)習(xí)第二部分專題四第11講恒定電流和交變電流課件

第11講恒定電流和交變電流專題四內(nèi)容索引010203考情分析?備考定向核心梳理?規(guī)律導(dǎo)引高頻考點?探究突破04新題演練?能力遷移05怎樣得高分考情分析?備考定向命題熱點考題統(tǒng)計第11講

恒定電流和交變電流熱點一

直流電路的動態(tài)分析2020卷Ⅰ,17熱點二

交變電流的產(chǎn)生和描述2018卷Ⅲ,16熱點三

變壓器和遠距離輸電問題2020卷Ⅱ,19;2020卷Ⅲ,20命題熱點考題統(tǒng)計第12講

電磁感應(yīng)及綜合應(yīng)用熱點一

電磁感應(yīng)中的圖像問題2018卷Ⅱ,18;2018卷Ⅲ,20;2019卷Ⅰ,20;2019卷Ⅱ,21熱點二

電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題2018卷Ⅰ,17;2019卷Ⅲ,19;2020卷Ⅰ,21;2020卷Ⅲ,24;2021卷Ⅰ,25;2021卷Ⅱ,21;2022乙卷,24熱點三

電磁感應(yīng)中的能量問題2022甲卷,20命題規(guī)律

近幾年高考命題點主要集中在:直流電路功率的計算和動態(tài)分析,變壓器和交流電路與日常生活、生產(chǎn)相結(jié)合,電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律,電磁感應(yīng)中的圖像問題、動力學(xué)問題和能量問題。其中,法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合動力學(xué)和能量的綜合應(yīng)用,常以計算題形式出現(xiàn);其他命題點主要以選擇題的形式考查。復(fù)習(xí)備考時要特別注意電磁感應(yīng)中的路和場、力和運動、功和能的問題。核心梳理?規(guī)律導(dǎo)引【知識脈絡(luò)梳理】

【規(guī)律方法導(dǎo)引】

1.知識規(guī)律(1)閉合電路的歐姆定律。②U路=E-Ir。(2)交變電流的“四值”。①最大值:Em=nBSω。②瞬時值:e=Emsinωt。③有效值:由電流的熱效應(yīng)定義求解。(3)理想變壓器的四個基本關(guān)系。①功率關(guān)系:P出=P入。④頻率關(guān)系:f1=f2。2.思想方法(1)物理思想:等效思想、守恒思想。(2)物理方法:圖像法、等效法、程序法、分析推理法、特殊值法。高頻考點?探究突破命題熱點一直流電路的動態(tài)分析常以選擇題的形式考查閉合電路的歐姆定律。例1(多選)(2021·廣西南寧高三一模)在如圖所示的電路中,電源電動勢為E、內(nèi)阻為r,R1是定值電阻,R2是滑動變阻器,電流表A和電壓表V1、V2均為理想電表,C為電容器。閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P從上向下滑動一段距離,電路穩(wěn)定后與滑動前相比,下列說法正確的是(

)A.電流表A的示數(shù)變大B.電壓表V1的示數(shù)變大C.電壓表V2的示數(shù)變大D.電容器C的電荷量變大思維導(dǎo)引

答案:BD解析:

滑動變阻器的滑片P從上向下滑動一段距離,接入電路的總電阻增加,總電流減小,電流表A的示數(shù)變小,外電壓增大,電壓表V1的示數(shù)變大,R1兩端電壓減小,電壓表V2的示數(shù)變小,R2兩端電壓增加,電容器C兩端電壓增加,電荷量變大,故選BD。規(guī)律方法

閉合電路動態(tài)分析的兩種方法(1)程序分析法:(2)利用結(jié)論法:“串反并同”法所謂“串反”即某一電阻增大(減小)時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓都減小(增大);所謂“并同”即某一電阻增大(減小)時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓都增大(減小)。拓展訓(xùn)練1(2022·廣西玉林期末)如圖甲所示,電源的電動勢E=4V,電表均為理想電表。閉合開關(guān)S,讓滑動變阻器的滑片C從B端向左滑動的過程中,電路中的一些物理量的變化規(guī)律如圖乙所示,其中,U、I分別是電壓表V、電流表A的示數(shù),R是滑動變阻器AC間的電阻,P出是電源的輸出功率,η是電源的效率。則(

)甲

乙A.電源的內(nèi)阻為3ΩB.滑動變阻器最大阻值為5ΩC.Ⅰ圖c點的坐標為(3.2V,2.56W)D.Ⅱ圖a點的坐標為(0.8A,2V)答案:C

功率P出=UI=3.2×0.8

W=2.56

W,故Ⅰ圖c點的坐標為(3.2

V,2.56

W),選項C正確。題圖乙中Ⅱ圖a點滑動變阻器達到了最大阻值,此時I=0.8

A,U=3.2

V,a點的坐標為(0.8

A,3.2

V),選項D錯誤。命題熱點二交變電流的產(chǎn)生和描述常以選擇題的形式考查交變電流的產(chǎn)生原理和圖像。例2(多選)圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機示意圖,電阻為r=2Ω的矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,繞垂直于磁場方向的固定軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與右側(cè)電路連接,右側(cè)電路中滑動變阻器線圈轉(zhuǎn)動過程中理想交流電壓表示數(shù)是10V,圖乙是矩形線圈磁通量Φ隨時間t變化的圖像,則下列說法正確的是(

)思維導(dǎo)引

答案:AD

規(guī)律方法

1.線圈通過中性面時的特點(1)穿過線圈的磁通量最大。(2)線圈中的感應(yīng)電動勢為零。(3)線圈每經(jīng)過中性面一次,感應(yīng)電流的方向改變一次。2.交變電流“四值”的應(yīng)用(1)最大值:分析電容器的耐壓值。(2)瞬時值:計算閃光電器的閃光時間、線圈某時刻的受力情況。(3)有效值:電表的讀數(shù)及計算電熱、電功、電功率和保險絲的熔斷電流。(4)平均值:計算通過電路截面的電荷量。拓展訓(xùn)練2(多選)如圖甲所示,矩形線圈abcd在勻強磁場中,以ad邊與bc邊中點連線為軸,繞其做逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,線圈中產(chǎn)生交變電流如圖乙所示,設(shè)沿abcda方向為電流正方向,則(

)甲

乙A.乙圖中t3時刻對應(yīng)甲圖中的③圖B.乙圖中Ot1時間段對應(yīng)甲圖中①至②圖的過程C.若乙圖中t2等于0.02s,則交變電流的頻率為50HzD.若乙圖中t4等于0.02s,則1s內(nèi)電流方向改變100次答案:BD

解析:

乙圖中t3時刻對應(yīng)電動勢最大,而甲圖中的③圖對應(yīng)電動勢為零,故①錯誤;O時刻對應(yīng)電動勢為零,和①對應(yīng),t1時刻電動勢最大,和②對應(yīng),從①命題熱點三變壓器和遠距離輸電問題常以選擇題形式考查含變壓器的動態(tài)電路。例3(2020·山東卷)圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=22∶3,輸入端a、b所接電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。燈泡L的電阻恒為15Ω,額定電壓為24V。定值電阻R1=10Ω、R2=5Ω,滑動變阻器R的最大阻值為10Ω。為使燈泡正常工作,滑動變阻器接入電路的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)為(

)A.1ΩB.5ΩC.6ΩD.8Ω甲

乙思維導(dǎo)引

答案:A

例4(2022·四川宜賓二診)國家體育館“鳥巢”隱藏著一座年發(fā)電量比較大的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),假設(shè)該發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓恒為250V,通過理想變壓器向遠處輸電,如圖所示,所用輸電線的總電阻為8Ω,升壓變壓器T1原、副線圈匝數(shù)比為1∶16。下列說法正確的是(

)A.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為1×105W,則輸電線損失的功率為5×103WB.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為1×105W,用戶獲得220V電壓,則降壓變壓器T2原、副線圈的匝數(shù)比為200∶11C.若用戶消耗功率減少,則升壓變壓器T1輸出電壓U2減小D.若用戶消耗功率增加,則用戶電路兩端電壓U4增大思維導(dǎo)引

答案:A

輸電線路上的電流增大,損失的電壓增大,故降壓變壓器原線圈兩端的電壓減小,用戶得的電壓減小,選項D錯誤。規(guī)律方法

1.原、副線圈中各量的因果關(guān)系(1)電壓關(guān)系:U1決定U2。(2)電流關(guān)系:I2決定I1。(3)功率關(guān)系:P出決定P入。2.輸電過程的電壓關(guān)系3.輸電過程功率的關(guān)系

拓展訓(xùn)練3(2021·浙江高三二模)手機無線充電技術(shù)越來越普及,圖甲是某款手機無線充電裝置,其工作原理如圖乙所示,其中送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比n1∶n2=5∶1,兩個線圈中所接電阻的阻值均為R。當ab間接上220V的正弦式交變電流后,受電線圈中產(chǎn)生交變電流實現(xiàn)給手機快速充電,這時手機兩端的電壓為5V,充電電流為2A。若把裝置線圈視同為理想變壓器,則下列說法正確的是(

)A.若充電器線圈中通以恒定電流,則手機線圈中將產(chǎn)生恒定電流B.流過送電線圈與受電線圈的電流之比為5∶1C.快速充電時,受電線圈cd兩端的輸出電壓為42.5VD.若送電線圈中電流均勻增加,則受電線圈中電流也一定均勻增加答案:C

解析:

若充電器線圈中通以恒定電流,則手機線圈中將不會產(chǎn)生電流,所以A錯誤。根據(jù)理想變壓器的工作原理,原、副線圈的電流與匝數(shù)成反比,則流過送電線圈與受電線圈的電流之比為1∶5,所以B錯誤。根據(jù)理想變壓Uab=U1+I1R

,U2=I2R+U手機,聯(lián)立解得Ucd=U2=42.5

V,所以C正確。若送電線圈中電流均勻增加,則受電線圈中電流為恒定電流,所以D錯誤。新題演練?能力遷移1.(2022·廣東珠海校級四模)自行車的發(fā)電花鼓裝置可以在騎行時為車燈提供持續(xù)的電能,其原理可簡化為圖甲所示,圖中N、S是可與摩擦小輪同軸轉(zhuǎn)動的一對磁極,磁極周圍固定一個與理想變壓器相連的矩形線框,變壓器的輸出端與車燈相連。勻速騎行時,摩擦小輪在車輪的驅(qū)動下帶動磁極旋轉(zhuǎn),變壓器輸出正弦式交變電流。某輛攜帶發(fā)電花鼓裝置的自行車的部分結(jié)構(gòu)如圖乙所示,其中大齒輪與踏板相連,半徑較小的小齒輪1和半徑較大的小齒輪2與后輪同軸固定,騎行者可調(diào)節(jié)變速器使鏈條掛在不同的小齒輪上。騎行時摩擦小輪與車輪不打滑。下列說法正確的是(

)甲

乙A.騎行速度越快,車燈一定越亮B.騎行速度越快,交變電流的周期一定越大C.同樣的騎行速度,鏈條掛在小齒輪1上相比掛在小齒輪2上,燈泡更亮D.同樣的騎行速度,變壓器原線圈的匝數(shù)越多,車燈越亮答案:A

解析:

騎行速度越快,摩擦小輪轉(zhuǎn)動越快,線圈的感應(yīng)電動勢越大,通過車燈的電流越大,車燈一定越亮,選項A正確。騎行速度越快,摩擦小輪轉(zhuǎn)動越快,摩擦小輪的角速度越大,根據(jù)T=,交變電流的周期一定越小,選項B錯誤。同樣的騎行速度,車輪的線速度相同,摩擦小輪的線速度相同,摩擦小輪的角速度相同,無論鏈條掛在小齒輪1上還是掛在小齒輪2上,燈泡的亮度相同,選項C錯誤。同樣的騎行速度,車輪的線速度相同,摩擦小輪的線速度相同,摩擦小輪的角速度相同,變壓器原線圈的電壓相同,根據(jù)

,變壓器原線圈的匝數(shù)越多,變壓器副線圈兩端電壓越小,車燈越暗,選項D錯誤。2.(2021·遼寧高三三模)2021年2月24日,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號丙運載火箭,成功將遙感三十一號03組衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星進入預(yù)定軌道。衛(wèi)星兩翼的太陽能電池板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能供衛(wèi)星使用。如圖所示,圖線a是太陽能電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像(電池內(nèi)阻不是常量),圖線b是某電阻R的U-I圖像。在該光照強度下將它們組成閉合回路時,則(

)A.電源的電動勢為E=5VB.電阻兩端的電壓為U=4VC.通過電阻的電流為I=0.4AD.太陽能電池的內(nèi)阻為5ΩD解析:

由歐姆定律可得U=E-Ir,當I=0時E=U,由圖線a與縱軸的交點讀出電源的電動勢為E=4

V,故A錯誤。根據(jù)兩圖線交點處的狀態(tài)可知,電阻兩端的電壓為U=3

V,電流為I=0.2

A,故B、C錯誤。太陽能電池的內(nèi)阻為3.(2022·河北卷)張家口市壩上地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場是北京冬奧會綠色電能的主要供應(yīng)地之一,其發(fā)電、輸電簡易模型如圖所示。已知風(fēng)輪機葉片轉(zhuǎn)速為z(單位為轉(zhuǎn)/秒),通過轉(zhuǎn)速比為1∶n的升速齒輪箱帶動發(fā)電機線圈高速轉(zhuǎn)動,發(fā)電機線圈面積為S,匝數(shù)為N,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,t=0時刻,線圈所在平面與磁場方向垂直,發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過理想變壓器升壓后輸出電壓為U。忽略線圈電阻,下列說法正確的是(

)答案:C

4.如圖所示,某小型水電站發(fā)電機的輸出功率P=100kW,發(fā)電機的電壓U1=250V,經(jīng)變壓器升壓后向遠處輸電,輸電線總電阻R線=8Ω,在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4=220V。已知輸電線上損失的功率P線=5kW,假設(shè)兩個變壓器均是理想變壓器,下列說法正確的是(

)A.發(fā)電機輸出的電流I1=40AB.輸電線上的電流I線=625AC.降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4=190∶11D.用戶得到的電流I4=455AC怎樣得高分交變電流圖像與理想變壓器綜合問題【典例示范】

(多選)在如圖甲所示的電路中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,電流表、電壓表均為理想電表,R是光敏電阻(其阻值隨光強增大而減小)。原線圈接入如圖乙所示的正弦式交流電壓,下列說法正確的是(

)A.交流電壓的頻率為100HzB.電壓表的示數(shù)為22VC.照射R的光變強時,燈泡變暗D.照射R的光變強時,電流表的示數(shù)變大思維流程

以題說法

(1)抓住理想變壓器問題中的兩個“弄清”:①弄清變量和不變量。如原線圈電壓不變,原、副線圈的匝數(shù)比不變,其他物理量可隨電路的變化而發(fā)生變化。②弄清動態(tài)變化過程中的決定關(guān)系。如U2

由U1決定,P1、I1由P2、I2決定。(2)理想變壓器問題的分析流程:③由P1=P2=I2U2判斷輸入功率的情況