人教2023年高考物理二轮复习（全国版） 第1部分 专题突破 专题4 第10讲　直流电路与交变电流.docx

第10讲　直流电路与交变电流
命题规律　1.命题角度：(1)直流电路的分析与计算；(2)交变电流的产生与描述；(3)变压器与远距离输电.2.常用方法：直流电路和变压器的动态分析法，计算有效值的等效法.3.常考题型：选择题．
考点一　直流电路的分析与计算
1．闭合电路欧姆定律的三个公式
(1)E＝U外＋U内；(任意电路)
(2)E＝U外＋Ir；(任意电路)
(3)E＝I(R＋r)．(纯电阻电路)
2．动态电路分析的三种方法
(1)程序法：部分电路阻值变化→电路总电阻R总变化→干路电流I变化→路端电压U变化→各支路电流、电压变化，即R局→R总→I总→U端→.
(2)串反并同法：所谓“串反”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都减小(增大)．所谓“并同”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都增大(减小)．
(3)极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大或电阻为零去讨论．
3．电容器的特点
(1)只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路．
(2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压．
例1　(2022·上海市松江区一模)如图电路中，电阻R随温度升高均匀增大，用这个电阻做探头测温，把电流表的刻度改为相应的温度刻度．下列说法正确的是(　　)
A．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀
B．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀
C．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀
D．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀
答案　B
解析　当温度升高时，电阻R增大，电路中总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流减小，即高温对应电流较小的刻度上；同理分析可知低温对应电流较大的刻度上；由题意知电阻R随温度升高均匀增大，可得R＝R0＋kt，根据闭合电路的欧姆定律I＝＝，I与温度t不成线性关系，所以温度刻度是不均匀的，所以A、C、D错误，B正确．
例2　(多选)(2022·广东省模拟)如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ表示某一电阻R的伏安特性，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知(　　)
A．R的阻值为1.5 Ω
B．电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω
C．电源的输出功率为3.0 W
D．电源内部消耗功率为1.5 W
答案　AD
解析　R的阻值为R＝＝ Ω＝1.5 Ω，A正确；由图像可知，电源电动势为E＝3 V，内阻为r＝＝ Ω＝1.5 Ω，B错误；电源的输出功率为P＝UI＝1.5×1.0 W＝1.5 W，电源内部消耗功率为Pr＝I2r＝1.02×1.5 W＝1.5 W，C错误，D正确．
例3　(2022·山东济宁市高三期末)如图所示，电源的电动势和内阻分别为E和r，在滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．电路的总电阻先减小后增大
B．电源的总功率先增大后减小
C．电容器所带电荷量先减少后增多
D．电源的效率先减小后增大
答案　C
解析　滑动变阻器Pa段与Pb段并联，然后与R1 和电源串联，滑片P位于a、b中点时并联部分电阻最大，则滑片从a向b缓慢移动的过程中，电路的总电阻先增大后减小，故A错误；由闭合电路欧姆定律可知干路中的电流先减小后增大，因此电源总功率P＝EI先减小后增大，故B错误；R1两端的电压先减小后增大，它与电容器并联，根据Q＝CU可知电容器所带电荷量先减少后增多，故C正确；电源的效率η＝×100%＝×100%，滑片从a向b缓慢移动的过程中，路端电压为U＝E－Ir，由于I先减小后增大，因此U先增大后减小，可知电源效率先增大后减小，故D错误．
1.当R一定、r变化(针对不同电源)时，由P出＝知，r越大，P出越小．
2．当r一定、R变化时，P出随R的变化情况可通过下面两个图像进行分析．
P出－R图像
P出＝R
短路I＝，P出＝0
断路I＝0，P出＝0
当R＝r时，P出最大，P出＝
P出－I图像
P出＝EI－I2r
短路I＝，P出＝0
断路I＝0，P出＝0
当I＝时，P出最大，P出＝
考点二　交变电流的产生
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．有效值的计算
(1)正弦式交变电流：E＝，I＝，U＝.
(2