第10講直流、交流電路高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2025構(gòu)建知識體系課程標(biāo)準(zhǔn)考點考情梳理浙江真題問題情境恒定電流2022.1,T12節(jié)水噴灌系統(tǒng)交變電流2021.1,T16金屬框發(fā)電機2021.6,T5正弦式交變電流的圖像2022.1,T9手搖發(fā)電機變壓器2023.6,T7特高壓直流輸電工程2024.1,T5燃?xì)庠铧c火裝置2024.6,T7理想變壓器考點一直流電路的分析與計算統(tǒng)攬主干知識1.閉合電路歐姆定律的三個公式(1)E=U外+U內(nèi)(任意電路);(2)E=U外+Ir(任意電路);(3)E=I(R+r)(純電阻電路)。2.閉合電路兩個重要圖像的應(yīng)用(1)閉合電路的U-I圖像(如圖甲所示)。當(dāng)外電路短路時(R=0,因而U=0),電流最大,即(不允許出現(xiàn)這種情況,因為會把電源燒壞)。甲

(2)電源的輸出功率P外與外電阻R的關(guān)系,,P外隨R變化的圖像(如圖乙所示)。當(dāng)外電阻R與內(nèi)阻r相等時,電源的輸出功率最大。乙

3.直流電路動態(tài)分析的基本方法

程序法部分電路阻值變化→電路總電阻R總變化→干路電流I變化→路端電壓U端變化→各支路電流、電壓變化,即串反并同法所謂“串反”,即某一電阻阻值增大(減小)時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端的電壓和電功率都減小(增大)。所謂“并同”,即某一電阻阻值增大(減小)時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端的電壓和電功率都增大(減小)極限法因滑動變阻器的滑片滑動引起電路變化的問題,可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端,使滑動變阻器接入電路的電阻最大或電阻為零去討論研學(xué)選考命題(2022浙江1月選考)某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示,水以v0=15m/s的速度水平噴出,每秒噴出水的質(zhì)量為2.0kg。噴出的水是從井下抽取的,噴口離井下水面的高度保持H=3.75m不變。水泵由電動機帶動,電動機正常工作時,輸入電壓為220V,輸入電流為2.0A。不計電動機的摩擦損耗,電動機的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的輸出功率與輸入功率之比)為75%,忽略水在管道中運動的機械能損失,則(

)A.每秒水泵對水做功為75J B.每秒水泵對水做功為225JC.水泵輸入功率為440W D.電動機線圈的電阻為10ΩD角度衍生練(2024浙江溫州三模)如圖所示,電路中電源電動勢為8V,內(nèi)阻為0.5Ω;電流表內(nèi)阻不計,R為定值電阻,M為電動機;P、Q兩極板正對,間距為d。閉合開關(guān)S、S1,穩(wěn)定后電流表示數(shù)為3.2A,電子從P極板以速度

v0垂直于極板射出,恰能到達(dá)兩極板中間。再將開關(guān)S2閉合,穩(wěn)定后電流表示數(shù)為4A。下列說法正確的是(

)A.電動機M的輸出功率為6WB.電動機M的繞線電阻為6ΩC.兩次閉合開關(guān)相比,定值電阻R消耗的功率減小18WD.S2閉合后,讓電子從P極板以速度2v0垂直于極板射出,能到達(dá)Q極板D考點二交變電流的分析與計算統(tǒng)攬主干知識1.交變電流“四值”的應(yīng)用

四值表達(dá)式應(yīng)用峰值Em=nBSω計算電容器的耐壓值瞬時值e=Emsinωt(從中性面開始計時)計算線圈某時刻所受安培力有效值E=(正弦式交變電流)電表的讀數(shù)及計算電熱、電功率及保險絲的熔斷電流平均值計算通過導(dǎo)體的電荷量2.有效值的計算

(2)非正弦式交變電流:計算有效值時,要根據(jù)電流的熱效應(yīng),即“一個周期”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”,然后分段求和列式,求得有效值。研學(xué)選考命題1.(2021浙江6月選考)如圖所示,虛線是正弦式交變電流的圖像,實線是另一交變電流的圖像,它們的周期T和最大值Um相同,則實線所對應(yīng)的交變電流的有效值U滿足(

)D2.(2022浙江1月選考)甲圖是一種手搖發(fā)電機及用細(xì)短鐵絲顯示的磁場分布情況,搖動手柄可使對稱固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈轉(zhuǎn)動;乙圖是另一種手搖發(fā)電機及磁場分布情況,皮帶輪帶動固定在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的兩個線圈轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是(

)A.甲圖中線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強磁場B.乙圖中線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強磁場C.甲圖中線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流是正弦式交變電流D.乙圖中線圈勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流是正弦式交變電流甲

乙A【解析】

甲圖中細(xì)短鐵絲顯示的磁場分布均勻,則線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強磁場,故A正確;乙圖中細(xì)短鐵絲顯示的磁場分布不均勻,則線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場不能看成勻強磁場,故B錯誤;根據(jù)發(fā)電機原理可知,甲圖中線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時才能產(chǎn)生正弦式交變電流,故C錯誤;乙圖中是非勻強磁場,則線圈勻速轉(zhuǎn)動時不能產(chǎn)生正弦式交變電流,故D錯誤。3.(多選)(2021浙江1月選考)發(fā)電機的示意圖如圖甲所示,邊長為L的正方形金屬框,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO'軸轉(zhuǎn)動,阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其他電阻不計,圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉(zhuǎn)動一周(

)甲乙A.金屬框內(nèi)電流方向不變B.電動勢的最大值為UmBD【解析】

當(dāng)金屬框轉(zhuǎn)動時,金屬框內(nèi)電流方向每經(jīng)過中性面一次都要變化一次,而金屬框和外電路接點處通過換向器,保證電流的方向不發(fā)生變化,從而使加在電阻兩端的電壓方向保持不變,A錯誤;由圖乙可知,電動勢的最大值為Um,B正確;金屬框轉(zhuǎn)過半周,則流過電阻的電荷量為考點三變壓器的分析與計算統(tǒng)攬主干知識1.遠(yuǎn)距離輸電問題

2.輸電線路功率損失的四種計算方法

P損=P1-P4P1為輸送的功率,P4為用戶得到的功率I線為輸電線路上的電流,R線為輸電線路電阻ΔU為輸電線路上損失的電壓,不要與U2、U3相混P損=ΔU·I線3.分析變壓器原線圈接有負(fù)載時的兩點注意(1)變壓器原、副線圈間的電壓關(guān)系、電流關(guān)系與匝數(shù)關(guān)系仍然滿足變壓器原理,原線圈的輸入功率仍然等于副線圈的輸出功率。(2)首先需要確定原線圈所連接負(fù)載與原線圈的連接關(guān)系。若串聯(lián),則應(yīng)從電流關(guān)系作為突破口確定匝數(shù)和電壓關(guān)系;若并聯(lián),則應(yīng)從電壓關(guān)系作為突破口確定匝數(shù)和電流關(guān)系。研學(xué)選考命題1.(2024浙江1月選考)如圖為某燃?xì)庠铧c火裝置的原理圖。直流經(jīng)轉(zhuǎn)換器輸出為u=5sin100πtV的交變電流,經(jīng)原、副線圈匝數(shù)分別為n1和n2的變壓器升壓至峰值大于10kV,就會在打火針和金屬板間引發(fā)電火花,實現(xiàn)點火。下列說法正確的是(

)C.用電壓表測原線圈兩端電壓,示數(shù)為5VD.副線圈輸出交流電壓的頻率是100HzB2.(2024浙江6月選考)理想變壓器的原線圈通過a或b與頻率為f、電壓為u的交流電源連接,副線圈接有三個支路,如圖所示(光敏電阻的阻值隨著光照增強而減小)。當(dāng)S接a時,三個燈泡均發(fā)光。若(

)A.電容C增大,L1燈泡變亮B.頻率f增大,L2燈泡變亮C.RG上光照增強,L3燈泡變暗D.S接到b時,三個燈泡均變暗A(chǔ)【解析】

若電容C增大,對交變電源的阻礙作用減小,則L1燈泡變亮,故A正確;頻率f增大,電感的阻礙作用增大,則L2燈泡變暗,故B錯誤;光敏電阻上光照增強,阻值減小,由于各支路電壓不變,流經(jīng)L3燈泡電流增大,則L3燈泡變亮,故C錯誤;S接到b時,根據(jù)理想變壓器規(guī)律可知,副線圈兩端的電壓增大,則三個燈泡均變亮,故D錯誤。角度衍生練如圖所示,電動牙刷充電時將牙刷插入充電座內(nèi),充電座中的線圈接入220V交變電流,牙刷內(nèi)的線圈兩端獲得4.5V的電壓(可視為理想變壓器),再通過控制電路對牙刷內(nèi)部的直流充電電池充電,電池的電動勢為2.4V,