新高考物理二輪復習重難點專練重難點11 直流電路和交流電路（原卷版）

重難點11直流電路和交流電路1.命題情境源自生產(chǎn)生活中的與直流電路和交流電路的相關的情境或科學探究情境，解題時能從具體情境中抽象出物理模型，正確應用電阻定律、歐姆定律、焦耳定律、閉合電路歐姆定律、交變電流的瞬時值、有效值、變壓器工作原理、遠距離輸電等知識解決物理實際問題。2.命題中還經(jīng)常出現(xiàn)含電動機和電解槽的非純電阻電路，電流、電壓關系、輸出功率和消耗的電功率的關系。3.命題中還經(jīng)常出現(xiàn)電源消耗的總功率、內(nèi)部消耗的功率，直流電路和交流電路動態(tài)分析問題。（建議用時：30分鐘）一、單選題1．（2024·浙江·校聯(lián)考一模）圖甲為一家用變壓裝置的原理圖。將圖乙所示的正弦式交流電壓加在理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比SKIPIF1<0，電表均為理想交流電表。已知變壓器副線圈側的保險絲SKIPIF1<0的熔斷電流為SKIPIF1<0，阻值為SKIPIF1<0，滑動變阻器SKIPIF1<0最大阻值為SKIPIF1<0，現(xiàn)滑片SKIPIF1<0從SKIPIF1<0端緩慢移動至SKIPIF1<0端，則此過程中（）A．電流表的示數(shù)逐漸減小B．當滑片SKIPIF1<0位于SKIPIF1<0中點時，電壓表讀數(shù)為SKIPIF1<0C．要求相同時間內(nèi)滑動變阻器SKIPIF1<0產(chǎn)熱量最多，應將滑片SKIPIF1<0置于SKIPIF1<0端D．保險絲即將熔斷時，原線圈消耗功率為SKIPIF1<02．（2023·廣東·統(tǒng)考二模）“西電東送”是我國西部大開發(fā)的標志性工程之一．如圖是遠距離輸電的原理圖，假設發(fā)電廠的輸出電壓SKIPIF1<0恒定不變，輸電線的總電阻保持不變，兩個變壓器均為理想變壓器．下列說法正確的是（）

A．若輸送總功率不變，當輸送電壓SKIPIF1<0增大時，輸電線路損失的熱功率增大B．在用電高峰期，用戶電壓SKIPIF1<0降低，輸電線路損失的熱功率增大C．當用戶負載增多，升壓變壓器的輸出電壓SKIPIF1<0會增大D．當用戶負載增多，通過用戶用電器的電流頻率會增大3．（2023·黑龍江·校聯(lián)考模擬預測）某物理興趣小組的同學從一款電子產(chǎn)品中拆下一個特殊電池，用如圖甲所示的電路測量該電池的電動勢和內(nèi)阻，其中R1是阻值已知的定值電阻，電流表內(nèi)阻RA=9R1。改變電阻箱的阻值R，測得幾組電流表的讀數(shù)I，做出SKIPIF1<0圖線如圖乙所示，圖線的斜率為k，截距為a，則該電池的電動勢和內(nèi)阻分別為（）

A．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0，SKIPIF1<04．（2023·浙江寧波·統(tǒng)考模擬預測）下表是某共享電動汽車的主要參數(shù)，根據(jù)信息，下列說法正確的是（）空車質量800kg電池能量60kW?h標準承載200kg標準承載下的最大續(xù)航200km所受阻力與汽車總重比值0.09A．工作時，電動汽車的電動機是將機械能轉化成電池的化學能B．標準承載下，該電池在使用時的能量轉化效率為66.5%C．標準承載下，電動汽車以72km/h的速度勻速行駛10min，所消耗電能為3kW?hD．標準承載下，汽車以120km/h速度勻速行駛，汽車電動機輸出功率為30kW二、多選題5．（2023·黑龍江·校聯(lián)考模擬預測）如圖所示，在滑動變阻器的滑片P向下端滑動過程中，理想電壓表V1、V2的示數(shù)變化量的絕對值分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，理想電流表A1、A2、A3示數(shù)變化量的絕對值分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A．電壓表V1示數(shù)增大，電流表A1示數(shù)增大B．電壓表V2示數(shù)減小，電流表A3示數(shù)增大C．SKIPIF1<0D．SKIPIF1<06．（2016上·寧夏·高三階段練習）如圖所示是某型號電吹風的電路圖，它主要由電動機M和電熱絲R構成。已知電吹風的額定電壓為SKIPIF1<0，吹冷風時的功率為SKIPIF1<0，吹熱風時的功率為SKIPIF1<0，關于該電吹風，下列說法正確的是（）

A．電熱絲的電阻為SKIPIF1<0B．若SKIPIF1<0、SKIPIF1<0閉合，則電吹風吹冷風C．當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為SKIPIF1<0D．電動機工作時輸出的機械功率為SKIPIF1<0三、解答題7．（2023·湖北·模擬預測）如圖所示，半徑為r=1m的光滑金屬圓環(huán)固定在水平面內(nèi)，垂直于環(huán)面的勻強磁場的磁感應強度大小為B=4.0T，一金屬棒OA在外力作用下繞O軸以角速度ω=8rad/s沿逆時針方向勻速轉動，金屬環(huán)和導線電阻均不計，金屬棒OA的電阻r0=2Ω，電阻R1=20Ω，R2=40Ω，R3=10Ω，R4=60Ω電容器的電容C=4μF。閉合開關S，電路穩(wěn)定后，求：（1）通過金屬棒OA的電流大小和方向；（2）從斷開開關S到電路穩(wěn)定這一過程中通過R3的電荷量。（結果保留兩位有效數(shù)字）

8．（2023·江蘇鹽城·統(tǒng)考三模）如圖甲所示，兩足夠長的光滑平行導軌固定在水平面內(nèi)，處于磁感應強度為B0、方向豎直向上的勻強磁場中，導軌間距為L，一端連接一定值電阻R。質量為m、長度為L、電阻為R的金屬棒垂直導軌放置，與導軌始終接觸良好。在金屬棒的中點對棒施加一個平行于導軌的拉力，棒運動的速度v隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示的正弦曲線。已知在0~SKIPIF1<0的過程中，通過定值電阻的電量為q；然后在SKIPIF1<0時撒去拉力。其中v0已知，T未知，不計導軌的電阻。求：（1）電阻R上的最大電壓U；（2）在0~SKIPIF1<0的過程中，拉力所做的功W；（3）撒去拉力后，金屬棒的速度v隨位置x變化的變化率k（取撤去拉力時棒的位置x=0）。

一、直流電路的分析與計算1．直流電路動態(tài)分析的3種方法（1）程序法R局eq\o(→,\s\up11(增大),\s\do4(減小))I總＝eq\f(E,R＋r)eq\o(→,\s\up11(減小),\s\do4(增大))U內(nèi)＝I總req\o(→,\s\up11(減小),\s\do4(增大))U外＝E－U內(nèi)eq\o(→,\s\up11(增大),\s\do4(減小))確定U支、I支。（2）結論法——“串反并同”（電源內(nèi)阻不能忽略）“串反”：指某一電阻增大（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、電功率都將減?。ㄔ龃螅??！安⑼保褐改骋浑娮柙龃螅p?。r，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大（減?。?。（3）極限法因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端，使電阻最大或電阻為零去討論。2．求解功率最值問題的2點技巧（1）定值電阻的功率：P定＝I2RR為定值電阻，P定只與電流有關系，當R外最大時，I最小，P定最小，當R外最小時，I最大，P定最大。（2）電源的輸出功率：當R外＝r時，P出＝eq\f(E2,4r)最大。3.解決最大功率問題的兩點注意（1）解決最大功率問題時，要弄清是定值電阻還是可變電阻的最大功率，定值電阻的最大功率用P＝I2R＝eq\f(U2,R)分析，可變電阻的最大功率用等效電源法求解。（2）電源輸出功率最大時，效率不是最大，只有50%。4.電路中常見的圖像分析類別線性元件非線性元件電源圖象物理意義反映I和U的正比關系反映I和U的非正比關系反映電源的輸出特性，縱軸截距為電源電動勢，橫軸截距為短路電流注意問題圖線的斜率的倒數(shù)表示導體的電阻，R＝eq\f(U,I)＝eq\f(ΔU,ΔI)，遵從歐姆定律圖線的斜率僅表示電阻的變化趨勢，某點的電阻值需用點的坐標值計算，即R＝eq\f(U1,I1)圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻（注意縱坐標數(shù)值是否從零開始）二、交流電的產(chǎn)生及“四值”的應用1．兩個特殊位置的特點（1）線圈平面與中性面重合時，S⊥B，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，i＝0，電流方向將發(fā)生改變．（2）線圈平面與中性面垂直時，S∥B，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，電流方向不改變．2．正弦交流電“四值”的應用三、變壓器和遠距離輸電1．理想變壓器動態(tài)分析的兩種情況（1）負載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況．（2）匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負載電阻的變化情況．2．理想變壓器問題分析技巧（1）根據(jù)題意分清變量和不變量；（2）弄清“誰決定誰”的制約關系．對電壓而言，輸入決定輸出；對電流、電功（率）而言，輸出決定輸入．3．遠距離輸電問題的解題關鍵（1）整個輸電線路由三個回路組成，回路間通過變壓器建立聯(lián)系．（2）關鍵是通過分析，利用題目條件，首先求出中間回路的電流．四、理想變壓器的動態(tài)分析常見的理想變壓器的動態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負載電阻不變兩種情況.1.匝數(shù)比不變的情況（如圖