7/7第10講直流電路和交流電路1.（2024·廣西高考6題）將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體L1、L2無(wú)縫連接成一段導(dǎo)體，總長(zhǎng)度為1.00m，接入圖甲電路。閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P從M端滑到N端，理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙，則導(dǎo)體L1、L2的電阻率之比約為（）A.2∶3 B.2∶1C.5∶3 D.1∶32.（多選）（2024·新課標(biāo)卷20題）電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)可利用車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來(lái)。車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁極繞固定的線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn)，在線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的某瞬間，磁場(chǎng)方向恰與線(xiàn)圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則磁極再轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，線(xiàn)圈中（）A.電流最小B.電流最大C.電流方向由P指向QD.電流方向由Q指向P3.（2024·北京高考5題）如圖甲所示，理想變壓器原線(xiàn)圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，副線(xiàn)圈接規(guī)格為“6V3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是（）A.原線(xiàn)圈兩端電壓的有效值為242VB.副線(xiàn)圈中電流的有效值為0.5AC.原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為1∶4D.原線(xiàn)圈的輸入功率為12W4.（2024·浙江1月選考5題）如圖為某燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置的原理圖。直流電經(jīng)轉(zhuǎn)換器輸出u＝5sin100πtV的交流電，經(jīng)原、副線(xiàn)圈匝數(shù)分別為n1和n2的變壓器升壓至峰值大于10kV，就會(huì)在打火針和金屬板間引發(fā)電火花，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。下列正確的是（）A.n2nB.n1nC.用電壓表測(cè)原線(xiàn)圈兩端電壓，示數(shù)為5VD.副線(xiàn)圈輸出交流電壓的頻率是100Hz考點(diǎn)一直流電路的分析和計(jì)算1.閉合電路歐姆定律的三個(gè)公式（1）E＝U外＋U內(nèi)；（任意電路）（2）E＝U外＋I(xiàn)r；（任意電路）（3）E＝I（R＋r）。（純電阻電路）2.動(dòng)態(tài)電路分析的三種方法（1）程序法——最常規(guī)方法（2）串反并同法（電源內(nèi)阻不為零）——最簡(jiǎn)潔方法（3）極限法3.電容器的特點(diǎn)（1）只有當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電容器所在支路中才會(huì)有電流，當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電容器所在的支路相當(dāng)于斷路。（2）電路穩(wěn)定時(shí)，與電容器串聯(lián)的電路中沒(méi)有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線(xiàn)，電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。【例1】（2024·福建漳州三模）如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，燈泡L正常發(fā)光，然后向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片，在此過(guò)程中（）A.燈泡L逐漸變暗B.電源的路端電壓逐漸減小C.電容器C所帶的電荷量逐漸減小D.定值電阻R0兩端的電壓始終為零嘗試解答【例2】（2024·江西南昌三模）在如圖所示的電路中，已知A、B兩個(gè)電容器的電容之比CA∶CB＝1∶2，每個(gè)電阻都相同，則兩個(gè)電容器帶電荷量之比QA∶QB為（）A.1∶2 B.2∶3C.1∶1 D.2∶1嘗試解答考點(diǎn)二交變電流的產(chǎn)生和描述1.線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)的特點(diǎn)（1）穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大。（2）線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。（3）線(xiàn)圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向改變一次。2.有效值的計(jì)算（1）正弦式交變電流：E＝Em2，I＝Im2，（2）非正弦式交變電流：計(jì)算有效值時(shí)，要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，即“一個(gè)周期”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”，然后分段求和，求得有效值。3.正弦式交變電流“四值”的應(yīng)用【例3】（2024·山東高考8題）如圖甲所示，在－d≤x≤d、－d≤y≤d的區(qū)域中存在垂直O(jiān)xy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（用陰影表示磁場(chǎng)的區(qū)域），邊長(zhǎng)為2d的正方形線(xiàn)圈與磁場(chǎng)邊界重合。線(xiàn)圈以y軸為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)如圖乙所示。若僅磁場(chǎng)的區(qū)域發(fā)生了變化，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)變?yōu)閳D丙所示實(shí)線(xiàn)部分，則變化后磁場(chǎng)的區(qū)域可能為（）嘗試解答【例4】（2024·河北高考4題）R1、R2為兩個(gè)完全相同的定值電阻，R1兩端的電壓隨時(shí)間周期性變化的規(guī)律如圖1所示（三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的3倍），R2兩端的電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個(gè)周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2為（）A.2∶3 B.4∶3C.2∶3 D.5∶4嘗試解答【例5】（2024·天津河西區(qū)二模）一個(gè)單匝矩形線(xiàn)圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線(xiàn)圈平面內(nèi)的固定軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，則以下說(shuō)法正確的是（）A.零時(shí)刻線(xiàn)圈位于中性面位置B.t2時(shí)刻電流方向發(fā)生改變C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為2D.t1時(shí)刻到t3時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零嘗試解答考點(diǎn)三理想變壓器電能的輸送1.理想變壓器（1）三個(gè)基本關(guān)系①P入＝P出②U1U③I1I（2）三個(gè)決定關(guān)系①副線(xiàn)圈輸出的功率決定原線(xiàn)圈輸入的功率；②副線(xiàn)圈電流的變化決定原線(xiàn)圈電流的變化；③在匝數(shù)比一定的情況下，原線(xiàn)圈兩端的電壓決定副線(xiàn)圈兩端的電壓。2.電能的輸送（1）理清三個(gè)回路（2）分清三種關(guān)系電壓關(guān)系U1UU2＝ΔU＋U3U3U電流關(guān)系I1II2＝I3＝I線(xiàn)I3I功率關(guān)系P1＝P2P2＝P3＋ΔPΔP＝I線(xiàn)2R線(xiàn)P3＝P4【例6】（2024·河北石家莊模擬）如圖所示，理想變壓器原線(xiàn)圈與定值電阻R1＝12Ω串聯(lián)后接在正弦式交流電源上。理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為1∶5，定值電阻R2＝10Ω，理想交流電壓表的示數(shù)為20V，則交流電源電壓的峰值是（）A.120VB.1202VC.124VD.1242V嘗試解答【例7】（多選）（2024·全國(guó)甲卷19題）如圖，理想變壓器的副線(xiàn)圈接入電路的匝數(shù)可通過(guò)滑動(dòng)觸頭T調(diào)節(jié)，副線(xiàn)圈回路接有滑動(dòng)變阻器R、定值電阻R0和R1、開(kāi)關(guān)S。S處于閉合狀態(tài)，在原線(xiàn)圈電壓U0不變的情況下，為提高R1的熱功率，可以（）A.保持T不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)B.將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)D.將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向e端滑動(dòng)嘗試解答【例8】（2024·山西晉中三模）2023年10月，國(guó)內(nèi)某品牌發(fā)布全液冷超級(jí)充電樁，可實(shí)現(xiàn)“一秒一公里”的充電速度?？傠娫吹匠潆姌兜暮?jiǎn)化電路圖如圖所示。已知總電源輸出頻率為50Hz的正弦式交流電，升壓變壓器原線(xiàn)圈兩端電壓U1＝500V，輸電線(xiàn)的總電阻r＝25Ω，降壓變壓器的匝數(shù)比為n3∶n4＝15∶1，變壓器均視為理想變壓器。若給汽車(chē)充電時(shí)該充電樁獲得的電壓為1000V，功率為600kW，下列說(shuō)法正確的是（）A.流經(jīng)充電樁電流的最大值為600AB.1s內(nèi)電流的方向變化50次C.若充電樁消耗的功率減小，在U1不變的情況下，充電樁獲得的電壓減小D.升壓變壓器的匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶32嘗試解答等效電阻法在變壓器電路中的應(yīng)用當(dāng)理想變壓器的副線(xiàn)圈接純電阻元件時(shí)，可以把理想變壓器（含副線(xiàn)圈中的元件）等效成一個(gè)電阻來(lái)處理，設(shè)原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為n1、n2，原線(xiàn)圈輸入電壓為U1，電流為I1，副線(xiàn)圈輸出電壓為U2，電流為I2，副線(xiàn)圈負(fù)載電阻為R，則等效電阻R等效＝U1I1＝n1n2【典例1】（2024·湖南高考6題）根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)，截止到2023年9月，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實(shí)驗(yàn)小組模擬風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線(xiàn)路上的總電阻可簡(jiǎn)化為一個(gè)定值電阻R0。當(dāng)用戶(hù)端接一個(gè)定值電阻R時(shí)，R0上消耗的功率為P。不計(jì)其余電阻，下列說(shuō)法正確的是（）A.風(fēng)速增加，若轉(zhuǎn)子角速度增加一倍，則R0上消耗的功率為4PB.輸電線(xiàn)路距離增加，若R0阻值增加一倍，則R0上消耗的功率為4PC.若升壓變壓器的副線(xiàn)圈匝數(shù)增加一倍，則R0上消耗的功率為8PD.若在用戶(hù)端再并聯(lián)一個(gè)完全相同的電阻R，則R0上消耗的功率為6P嘗試解答【典例2】（2024·湖南長(zhǎng)沙期中）如圖所示的是節(jié)日彩燈供電電路圖，變壓器為理想變壓器，所有燈泡均相同，在A、B兩端接入電壓恒定的正弦交流電，若發(fā)現(xiàn)燈泡的燈光較暗，為使燈泡正常發(fā)光，需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，下列調(diào)節(jié)及結(jié)果判斷正確的是（）A.應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R2滑片向右移B.調(diào)節(jié)后，變壓器原線(xiàn)圈輸入電壓變大C.調(diào)節(jié)后，電阻R1消耗的功率變大D.調(diào)節(jié)后，滑動(dòng)變阻器R2兩端的電壓增大嘗試解答

第10講直流電路和交流電路【試做·高考真題】1.B根據(jù)電阻定律R＝ρLS及部分電路歐姆定律ΔU＝I·ΔR，整理可得ρ＝SI·ΔUL，結(jié)合題圖可知導(dǎo)體L1、L2的電阻率之比ρ1ρ2＝2.BD磁極順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于線(xiàn)圈逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈從中性面位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，磁極轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)即線(xiàn)圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為0，磁通量的變化率最大，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流最大，A錯(cuò)誤，B正確；磁極轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)相當(dāng)于題圖示中PQ向下切割磁感線(xiàn)，由右手定則可知線(xiàn)圈中電流方向由Q指向P，C錯(cuò)誤，D正確。3.B原線(xiàn)圈兩端電壓的有效值為U1＝Um2＝24V，A錯(cuò)誤；由副線(xiàn)圈所接燈泡正常發(fā)光可知副線(xiàn)圈中電流的有效值為I＝PU2＝36A＝0.5A，B正確；原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比n1n2＝U1U2＝24V6V＝41，C4.B原線(xiàn)圈兩端電壓的有效值U1＝52V＝522V，根據(jù)電壓與匝數(shù)關(guān)系有U1U2＝n1n2，變壓器副線(xiàn)圈電壓的峰值U2max＝2U2，根據(jù)題意有U2max＞10×103V，解得n2n1＞2000，n1n2＜12000，故A錯(cuò)誤，B正確；用電壓表測(cè)原線(xiàn)圈兩端電壓，電壓表測(cè)的是有效值，則示數(shù)為U1＝52V＝522V，故C錯(cuò)誤；根據(jù)ω＝2πT＝2π【洞悉·高頻考點(diǎn)】考點(diǎn)一【例1】A當(dāng)向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片時(shí)，R接入電路的阻值變大，則該支路的電流減小，所以燈泡L逐漸變暗，A正確；因?yàn)橥ㄟ^(guò)R的電流減小，所以通過(guò)電源的電流減小，則內(nèi)阻上的電壓減小，由U＝E－Ir可知，電源的路端電壓逐漸變大，B錯(cuò)誤；路端電壓變大，則電容器C兩端電壓變大，則根據(jù)Q＝CU，電容器所帶的電荷量逐漸增加，C錯(cuò)誤；因電容器充電，則定值電阻R0兩端的電壓不為零，D錯(cuò)誤?！纠?】A等效電路圖如圖所示，設(shè)電路中的電流為I，則UA＝UB＝2IR，根據(jù)C＝QU，可得QAQB＝CAC考點(diǎn)二【例3】C根據(jù)題意可知，磁場(chǎng)區(qū)域變化前，線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝Esinωt，由題圖丙可知，磁場(chǎng)區(qū)域變化后，當(dāng)Esinωt＝3E2時(shí)，線(xiàn)圈的側(cè)邊開(kāi)始切割磁感線(xiàn)，即當(dāng)線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn)π3時(shí)開(kāi)始切割磁感線(xiàn)，由幾何關(guān)系可知磁場(chǎng)區(qū)域沿x軸方向的寬度變?yōu)閐'＝2dcosπ3＝d【例4】B結(jié)合Q＝U2Rt可知Q1＝U0321R1·T2＋（U0）21R1·T2＝2U02T3R1、Q2＝【例5】C零時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為0，磁通量變化率最大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，線(xiàn)圈不是位于中性面位置，A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為0，磁通量變化率最大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，線(xiàn)圈不是位于中性面位置，電流方向沒(méi)有發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝BSω＝Φm·2πt4，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝Em2＝2πΦmt4，C正確；t1時(shí)刻到t3時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化量大小為ΔΦ＝Φm－（－Φm考點(diǎn)三【例6】D理想變壓器副線(xiàn)圈中電流I2＝U2R2＝2010A＝2A，原線(xiàn)圈中電流I1＝n2n1I2＝10A，原線(xiàn)圈中電壓U1＝n1n2U2＝4V，則電源電壓的有效值U＝I1R1＋U1＝124V，交流電源電壓的峰值是U【例7】AC保持T不動(dòng)，則原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比不變，又變壓器的輸入電壓不變，根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律可知，變壓器的輸出電壓不變，滑動(dòng)變阻器的滑片向f端滑動(dòng)時(shí)，其接入電路的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知通過(guò)R1的電流增大，根據(jù)P＝I2R可知，R1的熱功率增大，A正確；僅將T向b端移動(dòng)，R1兩端的電壓減小，根據(jù)P＝U2R可知，R1的熱功率減小，B錯(cuò)誤；同理，僅將T向a端移動(dòng)，R1的熱功率增大，再將滑動(dòng)變阻器的滑片向f端滑動(dòng)，R1的熱功率進(jìn)一步增大，C正確；經(jīng)以上分析可知，將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器的滑片向e端滑動(dòng)，R1的熱功率減小，【例8】D由P4＝U4I4，可得I4＝600A，充電樁電流的有效值為600A，但由于是正弦式交流電，所以充電樁最大電流為Im＝6002A，A錯(cuò)誤；由于已知交變電流的頻率為50Hz，則電流方向在1s內(nèi)改變100次，B錯(cuò)誤；若充電樁消耗的功率減小，則電源輸入總功率減小，因?yàn)閁1不變，可知U2不變，升壓變壓器原線(xiàn)圈中電流減小，升壓變壓器副線(xiàn)圈中電流減小，則輸電線(xiàn)上損耗的電壓減小，降壓變壓器原線(xiàn)圈兩端電壓變大，則降壓變壓器副線(xiàn)圈兩端電壓也變大，C錯(cuò)誤；由n3n4＝U3U4，可得U3＝15000V，又n3n4＝I4I3可得I3＝40A，由ΔU＝I3r，可得ΔU＝1000