高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应第一讲直流电路与交流电路课件（48页PPT）

(共48张PPT)
专题四　电路与电磁感应
第一讲　直流电路与交流电路
要点1　直流电路
1．知能网络
2．方法技巧
当r一定、R变化时，电源的输出功率P出随R的变化规律
要点2　交流电路
1．知能网络
2．核心规律
(1)线圈通过中性面时的特点
①穿过线圈的磁通量最大。
②线圈中的感应电动势为零。
③线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次。
(2)明确理想变压器的三个制约关系
②输电线上的电压损耗：输电线上电流I2＝I线＝I3，输电线总电阻R线导致的电压损耗为ΔU＝U2－U3＝I线R线。输送电压一定时，用电器增多，则输电线上的电流增大，电压损耗增大。
③输电线上功率损失的四种计算方法
热点题型1　直流电路的分析和计算
1．程序法：基本思路为“部分→整体→部分”。
2．结论“串反并同”法：与变化电阻直接或间接串联的元件的电流、电压、功率与变化电阻的变化趋势相反；与变化电阻直接或间接并联的元件的电流、电压、功率与变化电阻的变化趋势相同。
[例1] (2025·北京平谷区模拟)如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻，电阻随光强的增大而减小。当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是 (　　)
D
A．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大
B．若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量增大
C．若仅用更强的光照射R1，则I增大，U增大，电容器所带电荷量增加
D．若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
解析：
解析：
含电容器电路的特点
(1)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流。
(2)当电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，该支路相当于断路；同支路的电阻相当于导线，电容器的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
练1 (多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时 (　　　)
A. 车灯的电流变小 B．路端电压变小
C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大
ABD
解析：
练2 (2025·广西卷)在如图所示的电路中，材质相同的金属导体a和b的横截面积分别为S1、S2，长度分别为l1、l2。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为 (　　)
A．l1∶2l2 B．2l2∶l1
C．l2S1∶2l1S2 D．2l2S2∶l1S1
B
解析：
练3 (2025·四川绵阳三诊)在如图所示的UI图像中，直线 Ⅰ 为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线 Ⅱ 为某一小灯泡L的伏安特性曲线，曲线 Ⅱ 与直线 Ⅰ 的交点坐标为(1.5，0.75)，曲线 Ⅱ 在该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0，0)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知 (　　)
A．电源电动势为2.0 V
B．电源内阻为0.5 Ω
C．小灯泡L接入电源电路时的电阻为1.5 Ω
D．小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
D
解析：
热点题型2　交变电流的产生和描述
1．交变电流的“四值”
2．几种“异形”正弦交流电的有效值
B
解析：
练4 (经典高考题)一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度ω从如图所示的位置开始，在匀强磁场B中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是 (　　)
A
解析：
题图所示位置线框处于与中性面垂直的平面，竖直长边垂直切割磁感线，此时产生的感应电动势最大，为Em＝NBSω，根据正弦式交变电流的表达式可知感应电动势随时间的变化关系为e＝NBSωcos ωt，A正确。
练5 (2025·山东卷)如图为一种交流发电装置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域 Ⅰ 和区域 Ⅱ 有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域 Ⅰ 边界是边长为L的正方形，区域 Ⅱ 边界是长为L、宽为0.5L的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为 (　　)
D
解析：
热点题型3　理想变压器和远距离输电
远距离输电“三个回路”中的三个重要关系
[例3] (多选)(2025·云南卷)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1，输入电压U1＝1.1 kV；两副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压U2＝U3＝220 V。当 Ⅰ 、 Ⅱ 区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0 kW和3.5 kW，下列说法正确的是 (　　)
A．n1∶n2＝5∶1
B．n1∶n3＝1∶5
C．变压器的输入功率为10.5 kW
D．两副线圈输出电压最大值均为220 V
AC
解析：
多组副线圈的理想变压器原理
练6 (2025·福建卷)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1，在副线圈的回路中接有理想交流电压表和阻值分别为R1、R2的电阻，其中R1＝2R2，原线圈接到如图乙所示的正弦式交流电路中，则 (　　)
A．交流电的周期为2.5 s
B．电压表示数为12 V
C．副线圈干路中的电流为R1中电流的2倍
D．原副线圈功率之比为4∶1
B
解析：
练7 (2025·广东卷)如图所示。某光伏电站输出功率1 000 kW、电压400 V的交流电，经理想变压器升压至10 kV后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为5 Ω。下列说法正确的是 (　　)
A．变压器原、副线圈匝数比为1∶100
B．输电线上由R造成的电压损失为500 V
C．变压器原线圈中的电流为100 A
D．变压器原、副线圈中电流的频率不同
B
解析：
“建模法”攻克复杂情境、创新情境
[例] (2025·河北沧州模拟)如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入甲、乙两个互感器(均为理想器材)，两互感器原、副线圈的匝数比分别为200∶1和1∶20，降压变压器原、副线圈的匝数比为200∶1，电压表的示数为220 V，电流表的示数为5 A，输电线路总电阻r＝20 Ω，则下列说法正确的是(　　)
B
A．互感器甲是电流互感器，互感器乙是电压互感器
B．输电线路上损耗的功率约占输电总功率的4.5%
C．用户端的电压U4为200 V
D．用户使用的用电设备增多，流过电流互感器的电流减小
解析：
解析：
信息转化，建构模型
(1)互感器甲并联接入电路，是测电压的；互感器乙串联接入电路，是测电流的；
(2)忽略两个互感器，构建远距离输电模型。
[真题提升1] (经典高考题)如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，n1>n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是 (　　)
B
A．两线圈产生的电动势的有效值相等
B．两线圈产生的交变电流频率相等
C．两线圈产生的电动势同时达到最大值
D．两电阻消耗的电功率相等
解析：
[真题提升2] (多选)(2025·湖北卷)在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是 (　　)
A. 仅增加用户数，r消耗的功率增大
B．仅增加用户数，用户端的电压增大
C．仅适当增加n2，用户端的电压增大
D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小
AC
解析：
解析：