人教高中物理专题09 恒定电流与交变电流（精讲）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测
专题09 恒定电流与交变电流（精讲）
精讲考点
精讲内容
考点1
直流闭合电路中的功率问题
考点2
直流闭合电路中的动态分析问题
考点3
直流含容电路问题
考点4
交变电流的四值问题
考点5
理想变压器的工作原理
考点6
理想变压器的动态分析问题
考点7
远距离输电问题
【知识体系构建】
【典例方法突破】
直流闭合电路中的功率问题
【例1】（2022年浙江卷）某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　）
A．每秒水泵对水做功为75J
B．每秒水泵对水做功为225J
C．水泵输入功率为440W
D．电动机线圈的电阻为10
【答案】D
【详解】AB．每秒喷出水的质量为,抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为
故AB错误；
C．水泵的输出能量转化为水的机械能，则而水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，则故C错误；
D．电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为
而电动机的电功率为由能量守恒可知联立解得故D正确；故选D。
【例2】（2022年北京顺义模拟预测）在如图所示的U-I图中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图可知（　　）
A．电源的输出功率为6.0W
B．电源的路端电压为4.0V，电源的效率为66.7%
C．该电源的电动势为6.0V，电源内阻因发热损耗功率3.0W
D．用比R阻值大的电阻与该电源组成闭合回路，电源的输出功率可能增大
【答案】B
【详解】A．交点坐标表示回路电流和电压，其对应的面积表示电源的输出功率，电源的输出功率为
，A错误；
B．电源的路端电压为4.0V，电源的效率为，B正确；
C．该电源的电动势为6.0V，电源内阻为因发热损耗功率为，C错误；
D．根据图像，外电阻为内电阻为用比R阻值大的电阻与该电源组成闭合回路，外电阻远离电源的内阻，电源的输出功率减小，D错误。故选B。
【方法规律归纳】
1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
纯电阻电路
非纯电阻电路
实例
白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等
工作中的电动机、电解槽、日光灯等
能量转化
电路中消耗的电能全部转化为内能W＝Q
电路中消耗的电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能W>Q
电功的计算
W＝UIt＝I2Rt＝t
W＝UIt
电热的计算
Q＝UIt＝I2Rt＝t
Q＝I2Rt
电功率的计算
P＝UI＝I2R＝
P＝UI
电热功率的计算
P热＝UI＝I2R＝
P热＝I2R
注意：在非纯电阻电路中，t既不能表示电功，也不能表示电热；既不能表示电功率，也不能表示电热功率。(因为欧姆定律不成立)
2．电动机(或电解槽)的功率关系
P入＝P出＋P热或IU＝P出 ＋I2r。[r为电动机线圈(或电解液)的电阻]
注意：电动机在通电但是卡住不转动时相当于纯电阻电路。
3．闭合电路的功率和效率
电源总功率
任意电路：P总＝EI＝P出＋P内
纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝
电源内部
消耗的功率
P内＝I2r＝P总－P出
电源的
输出功率
任意电路：P出＝UI＝P总－P内
纯电阻电路：P出＝I2R＝
P出与外电阻
R的关系
电源的效率
任意电路：η＝×100%＝×100%
纯电阻电路：η＝×100%
4．输出功率与外电阻的关系
由P出与外电阻R的关系图像可知：
(1)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝。
(2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。
(3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。
(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。
直流闭合电路中的动态分析问题
【例3】（2022年河北衡水模拟预测）在如图所示的电路中，电源电动势恒定、内阻为，为定值电阻。闭合开关，理想电流表、理想电压表、、的示数分别用、、和表示。当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表示数变化量的绝对值分别用和表示，下列说法正确的是（