高考物理二轮复习专题复习篇专题4第1讲直流电路与交流电路学案.docVIP

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直流电路与交流电路

[建体系·知关联]

[析考情·明策略]

考情分析

近几年高考命题热点集中在交变电流的产生及“四值”分析、变压器基本规律的应用、变压器与电路结合的动态问题。题型为选择题,难度中等。

素养呈现

1.交变电流的产生条件,“四值”的分析与计算

2.变压器规律的应用及电路分析

3.远距离输电的分析与计算

素养落实

1.理解交变电流的产生原理

2.掌握“四值”描述及图象

3.掌握理想变压器的规律及动态分析的方法

4.掌握远距离输电损耗的原因及计算方法

考点1|直流电路的分析与计算

1．直流电路动态分析的3种方法

(1)程序法

R局eq\o(――→,\s\up16(增大),\s\do12(减小))I总＝eq\f(E,R＋r)eq\o(――→,\s\up16(减小),\s\do12(增大))U内＝I总req\o(――→,\s\up16(减小),\s\do12(增大))U外＝E－U内eq\o(――→,\s\up16(增大),\s\do12(减小))确定U支、I支。

(2)结论法——“串反并同”(电源内阻不能忽略)

“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)。

“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)。

(3)极限法

因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,使电阻最大或电阻为零去讨论。

2．求解功率最值问题的2点技巧

(1)定值电阻的功率：P定＝I2R

R为定值电阻,P定只与电流有关系,当R外最大时,I最小,P定最小,当R外最小时,I最大,P定最大。

(2)电源的输出功率：P＝eq\f(E2R外,?r＋R外?2)＝eq\f(E2,\f(?R外－r?2,R外)＋4r)。当R外＝r时,P出＝eq\f(E2,4r)最大。

[典例1]如图所示的电路中,电源内阻为r,R1、R3、R4均为定值电阻,电表均为理想电表,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片向右移动,电流表和电压表示数变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU,下列结论正确的是()

A．电流表的示数变大,电压表的示数变小

B．电阻R1被电流表短路

C．eq\f(ΔU,ΔI)r

D．eq\f(ΔU,ΔI)r

[题眼点拨]①“滑片向右移动”电阻变大。

②“电压表”测路端电压。

③“电流表”测流过R2和R3的电流。

D[该电路的等效电路图如图所示。电流表测量的是流过R2和R3的电流之和。设流过电阻R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4,两端电压分别为U1、U2、U3、U4,路端电压为U,电流表的示数为I,将滑动变阻器R2的滑片向右移动,其接入电路的电阻变大,外电路总电阻变大,I总变小,内电压变小,路端电压变大,所以电压表的示数变大,I3变大,而I总＝I3＋I4,I总变小,I4变小,U4变小,而U1＋U4＝U,U变大,U1变大,I1变大,又I总＝I1＋I,总电流变小,I1变大,则I变小,电流表的示数变小,且变化量的绝对值ΔIΔI总,则eq\f(ΔU,ΔI)eq\f(ΔU,ΔI总)＝r,A、B、C项错误,D项正确。]

反思感悟：对U、ΔU、eq\f(ΔU,ΔI)三种形式的分析。(1)对于U的变化按照程序法或“串反并同”法分析即可。(2)对于ΔU的变化要根据E＝U外＋U内得到|ΔU外|＝|ΔU内|,再进一步判断。(3)对于eq\f(ΔU,ΔI)的判断,要分析电阻,如果R外不变,有R外＝eq\f(U,I)＝eq\f(ΔU,ΔI)；如果R外改变,要像本题一样,找到各量的关系,进一步导出变化量的关系。

[跟进训练]

1.(多选)(2020·湖北夷陵中学测试)如图所示的电路中,R1、R2、R3是固定电阻,R4是光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减小。当开关S闭合且没有光照射时,电容器C不带电,当用强光照射R4且电路稳定时,则()

A．电容器C的上极板带正电

B．电容器C的下极板带正电

C．通过R4的电流变大,电源的路端电压减小

D．通过R4的电流变大,电源的总功率一定变小

BC[当用强光照射R4且电路稳定时其电阻减小,电路中干路电流I增大,路端电压U＝E－Ir会减小,则通过电阻R1、R2的电流减小,又因为I34＝I－I12,所以通过电阻R3、R4的电流增大,则通过R3的电势降落差比通过R1的大,故电容器C的上极板为低电势,则下极板带正电。通过R4的电流变大,由P＝EI可知,电源的总功率一定变大,故选项B、C正确。]

2.(多选)如图所示电路中,R1、R2为定值电阻,电源的内阻为r。闭合开关S,理想电压表显示有读数,调节可变电阻R的阻值,电压表示数的增加量为ΔU。