專題四　電路和電磁感應(yīng) 第10講　直流電路和交流電路-2025版二輪復(fù)習(xí)·物理

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無縫連接成一段導(dǎo)體，總長度為1.00m，接入圖甲電路。閉合開關(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）電動汽車制動時可利用車輪轉(zhuǎn)動將其動能轉(zhuǎn)換成電能儲存起來。車輪轉(zhuǎn)動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動的某瞬間，磁場方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強磁場，則磁極再轉(zhuǎn)過90°時，線圈中（）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，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是（）A.原線圈兩端電壓的有效值為242VB.副線圈中電流的有效值為0.5AC.原、副線圈匝數(shù)之比為1∶4D.原線圈的輸入功率為12W4.（2024·浙江1月選考5題）如圖為某燃氣灶點火裝置的原理圖。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。下列正確的是（）A.n2nB.n1nC.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100Hz考點一直流電路的分析和計算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.動態(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）——最簡潔方法（3）極限法3.電容器的特點（1）只有當(dāng)電容器充、放電時，電容器所在支路中才會有電流，當(dāng)電路穩(wěn)定時，電容器所在的支路相當(dāng)于斷路。（2）電路穩(wěn)定時，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓?！纠?】（2024·福建漳州三模）如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，燈泡L正常發(fā)光，然后向左移動滑動變阻器R的滑片，在此過程中（）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兩個電容器的電容之比CA∶CB＝1∶2，每個電阻都相同，則兩個電容器帶電荷量之比QA∶QB為（）A.1∶2 B.2∶3C.1∶1 D.2∶1嘗試解答考點二交變電流的產(chǎn)生和描述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.有效值的計算（1）正弦式交變電流：E＝Em2，I＝Im2，（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，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)強度大小為B的勻強磁場（用陰影表示磁場的區(qū)域），邊長為2d的正方形線圈與磁場邊界重合。線圈以y軸為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢如圖乙所示。若僅磁場的區(qū)域發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生的電動勢變?yōu)閳D丙所示實線部分，則變化后磁場的區(qū)域可能為（）嘗試解答【例4】（2024·河北高考4題）R1、R2為兩個完全相同的定值電阻，R1兩端的電壓隨時間周期性變化的規(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），R2兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個周期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）一個單匝矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸做勻速轉(zhuǎn)動。通過線圈的磁通量Φ隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，則以下說法正確的是（）A.零時刻線圈位于中性面位置B.t2時刻電流方向發(fā)生改變C.感應(yīng)電動勢的有效值為2D.t1時刻到t3時刻，感應(yīng)電動勢的平均值為零嘗試解答考點三理想變壓器電能的輸送1.理想變壓器（1）三個基本關(guān)系①P入＝P出②U1U③I1I（2）三個決定關(guān)系①副線圈輸出的功率決定原線圈輸入的功率；②副線圈電流的變化決定原線圈電流的變化；③在匝數(shù)比一定的情況下，原線圈兩端的電壓決定副線圈兩端的電壓。2.電能的輸送（1）理清三個回路（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I3I功率關(guān)系P1＝P2P2＝P3＋ΔPΔP＝I線2R線P3＝P4【例6】（2024·河北石家莊模擬）如圖所示，理想變壓器原線圈與定值電阻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·全國甲卷19題）如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數(shù)可通過滑動觸頭T調(diào)節(jié)，副線圈回路接有滑動變阻器R、定值電阻R0和R1、開關(guān)S。S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓U0不變的情況下，為提高R1的熱功率，可以（）A.保持T不動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動B.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動D.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片向e端滑動嘗試解答【例8】（2024·山西晉中三模）2023年10月，國內(nèi)某品牌發(fā)布全液冷超級充電樁，可實現(xiàn)“一秒一公里”的充電速度?？傠娫吹匠潆姌兜暮喕娐穲D如圖所示。已知總電源輸出頻率為50Hz的正弦式交流電，升壓變壓器原線圈兩端電壓U1＝500V，輸電線的總電阻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。若給汽車充電時該充電樁獲得的電壓為1000V，功率為600kW，下列說法正確的是（）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)理想變壓器的副線圈接純電阻元件時，可以把理想變壓器（含副線圈中的元件）等效成一個電阻來處理，設(shè)原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，原線圈輸入電壓為U1，電流為I1，副線圈輸出電壓為U2，電流為I2，副線圈負載電阻為R，則等效電阻R等效＝U1I1＝n1n2【典例1】（2024·湖南高考6題）根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風(fēng)電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實驗小組模擬風(fēng)力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉(zhuǎn)子以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻R0。當(dāng)用戶端接一個定值電阻R時，R0上消耗的功率為P。不計其余電阻，下列說法正確的是（）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圈匝數(shù)增加一倍，則R0上消耗的功率為8PD.若在用戶端再并聯(lián)一個完全相同的電阻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)滑動變阻器R2的