?專題11：直流電路和交流電路

考點(diǎn)1 直流電路的分析與計(jì)算 1
考點(diǎn)2 電路的基本概念及規(guī)律 3
考點(diǎn)3 交變電流的產(chǎn)生與描述 8
考點(diǎn)4 理想變壓器及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題 12

考點(diǎn)1 直流電路的分析與計(jì)算
1．直流電路動(dòng)態(tài)分析的3種方法
(1)程序法
R局I總＝ U內(nèi)＝I總rU外＝E－U內(nèi)確定U支、I支。
(2)結(jié)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(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大)。
“并同”：指某一電阻增大(減小)時(shí)，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(減小)。
(3)極限法
因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，使電阻最大或電阻為零去討論。
【典例1】有一長(zhǎng)方形導(dǎo)體，長(zhǎng)a、寬b、高h(yuǎn)之比為6∶3∶2，它的六個(gè)面的中心各焊接一根電阻不計(jì)的導(dǎo)線，如圖所示，分別將AA′、BB′、CC′接在同一恒壓電源上時(shí)，導(dǎo)體中電荷定向移動(dòng)的速度分別為v1、v2、v3，則v1∶v2∶v3為(　　)

A．6∶3∶2　　　　　　　 B．1∶1∶1
C．2∶3∶6 D．1∶2∶3
【答案】選D
【解析】根據(jù)R＝ρ，I＝，I＝nSqv，可得v＝，即v∝，所以v1∶v2∶v3＝1∶2∶3，選項(xiàng)D正確。
【變式1-1】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3 V，小燈泡L的規(guī)格為“2 V　0.4 W”，開(kāi)關(guān)S接1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R＝4 Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作。則(　　)

A．電源內(nèi)阻為1 Ω B．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4 Ω
C．電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為1 V D．電源效率約為93.3%
【答案】AD
【解析】小燈泡正常工作時(shí)的電阻RL＝＝10 Ω，流過(guò)小燈泡的電流I＝＝0.2 A，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，R總＝＝15 Ω，電源內(nèi)阻r＝R總－R－RL＝1 Ω，A正確；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí)，電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓UM＝E－Ir－U＝0.8 V，電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻RM內(nèi)≠＝4 Ω，B、C錯(cuò)誤；電源效率η＝×100%＝×100%≈93.3%，D正確。
【變式1-2】（多選）如圖所示，把兩只完全相同的表頭進(jìn)行改裝，已知其內(nèi)阻Rg=200?Ω，下列說(shuō)法正確的是(? ?)

A. 由甲圖可知，該表頭滿偏電流Ig=2?mA
B. 甲圖是改裝成的雙量程電壓表，其中b量程為15?V
C. 乙圖是改裝成的雙量程電流表，R1=10?Ω，R2=50?Ω
D. 乙圖是改裝成的雙量程電流表，R1=5?Ω，R2=45?Ω
【答案】ABD
【解析】A.因?yàn)椋篒gRg+R=3V，所以Ig=2×10-3A=2mA，故A正確；B.甲圖是改裝成的雙量程電壓表，其中b量程為：U=IgRg+R+R'=15?V，故B正確；CD.乙圖是改裝成的雙量程電流表，RgR1+R2Rg+R1+R2I1=IgRg，Rg+R2R1Rg+R2+R1I2=IgRg+R2，代入數(shù)據(jù)解得：R1=5?Ω，R2=45?Ω，故 C錯(cuò)誤，D正確。故選ABD。?
【變式1-3】如圖所示為某線性元件甲和非線性元件乙的伏安特性曲線，兩圖線交于A點(diǎn)，A點(diǎn)坐標(biāo)為12?V,1.5?A，甲的圖線與U軸所成夾角θ為30°。下列說(shuō)法正確的是????

A. 隨電壓的增大，元件乙的圖像斜率越來(lái)越小，故其電阻隨電壓的增大而減小
B. 在A點(diǎn)，甲、乙兩元件的電阻相等
C. 元件甲的電阻為R=k=tanθ=33
D. 若將甲、乙元件并聯(lián)，理想電源的電壓為5?V，則每秒通過(guò)干路某一橫截面的電荷量為1.5?C
【答案】B
【解析】A、隨電壓的增大，元件乙電壓和電流的比值越來(lái)越大，根據(jù)歐姆定律可知，其電阻隨電壓的增大而增大，故A錯(cuò)誤；B、在A點(diǎn)，甲、乙兩元件的電壓、電流相同，則電阻相等，故B正確；C、元件甲為線性元件，I-U圖象的斜率可以表示電阻的倒數(shù)，元件甲的電阻R=1k=121.5Ω=8Ω，故C錯(cuò)誤；D、將甲、乙兩元件并聯(lián)接到5V的電源兩端時(shí)，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以兩元件兩端的電壓均為5V，由圖象結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知通過(guò)甲元件的電流為I甲=0.625A，通過(guò)乙元件電流I乙=1.0A，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以總電流I=I甲+I乙=1.625A，根據(jù)電流定義可知，每秒通過(guò)干路某一橫截面的電荷量為1.625C，故D錯(cuò)誤。故選：B。
考點(diǎn)2 電路的基本概念及規(guī)律
一、三個(gè)電流表達(dá)式的比較

公式
適用范圍
公式含義
定義式
I＝
一切電路
反映了I的大小，但不能說(shuō)I∝q，I∝
微觀式
I＝nqSv
一切電路
從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小
決定式
I＝
金屬、電解液
I由U、R決定，I∝U，I∝
二、公式R＝、I＝和U＝IR的對(duì)比
公式
物理意義
適用條件
R＝
導(dǎo)體電阻的定義式，反映導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用
R由導(dǎo)體本身決定，與U、I無(wú)關(guān)，適用于所有導(dǎo)體
I＝
某段導(dǎo)體中電流與兩端電壓和電阻的關(guān)系
適用于純電阻電路
U＝IR
沿電流方向電勢(shì)逐漸降低(外電路)，電壓等于I和R的乘積
適用于金屬導(dǎo)體、電解液
三、電路中常見(jiàn)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(guān)系
反映I和U的非正比關(guān)系
反映電源的輸出特性，縱軸截距為電源電動(dòng)勢(shì)，橫軸截距為短路電流
注意
問(wèn)題
圖線的斜率的倒數(shù)表示導(dǎo)體的電阻，R＝＝，遵從歐姆定律
圖線的斜率僅表示電阻的變化趨勢(shì)，某點(diǎn)的電阻值需用點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算，即R＝
圖線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻(注意縱坐標(biāo)數(shù)值是否從零開(kāi)始)
四.電流表和電壓表的改裝

改裝為大量程電壓表
改裝為大量程電流表
原理
串聯(lián)電阻分壓
并聯(lián)電阻分流
圖示


R大小
由于U=IgR+IgRg,
所以R=UIg-Rg
由于IgRg=(I-Ig)R,
所以R=IgRgI-Ig
電表
內(nèi)阻
RV=R+Rg>Rg
RA=RRgR+Rg

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