【高考二轮题型复习】2023年高考物理题型精讲精练学案（全国通用）——专题11 直流电路和交流电路（原卷版+解析版）

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专题11：直流电路和交流电路

考点1 直流电路的分析与计算 1
考点2 电路的基本概念及规律 3
考点3 交变电流的产生与描述 8
考点4 理想变压器及远距离输电问题 12

考点1 直流电路的分析与计算
1．直流电路动态分析的3种方法
(1)程序法
R局I总＝ U内＝I总rU外＝E－U内确定U支、I支。
(2)结论法——“串反并同”(电源内阻不能忽略)
“串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)。
“并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)。
(3)极限法
因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论。
【典例1】有一长方形导体，长a、宽b、高h之比为6∶3∶2，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图所示，分别将AA′、BB′、CC′接在同一恒压电源上时，导体中电荷定向移动的速度分别为v1、v2、v3，则v1∶v2∶v3为(　　)

A．6∶3∶2　　　　　　　 B．1∶1∶1
C．2∶3∶6 D．1∶2∶3
【答案】选D
【解析】根据R＝ρ，I＝，I＝nSqv，可得v＝，即v∝，所以v1∶v2∶v3＝1∶2∶3，选项D正确。
【变式1-1】如图所示，电源电动势E＝3 V，小灯泡L的规格为“2 V　0.4 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝4 Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则(　　)

A．电源内阻为1 Ω B．电动机的内阻为4 Ω
C．电动机正常工作电压为1 V D．电源效率约为93.3%
【答案】AD
【解析】小灯泡正常工作时的电阻RL＝＝10 Ω，流过小灯泡的电流I＝＝0.2 A，当开关S接1时，R总＝＝15 Ω，电源内阻r＝R总－R－RL＝1 Ω，A正确；当开关S接2时，电动机M两端的电压UM＝E－Ir－U＝0.8 V，电动机为非纯电阻用电器，电动机内阻RM内≠＝4 Ω，B、C错误；电源效率η＝×100%＝×100%≈93.3%，D正确。
【变式1-2】（多选）如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知其内阻Rg=200 Ω，下列说法正确的是(   )

A. 由甲图可知，该表头满偏电流Ig=2 mA
B. 甲图是改装成的双量程电压表，其中b量程为15 V
C. 乙图是改装成的双量程电流表，R1=10 Ω，R2=50 Ω
D. 乙图是改装成的双量程电流表，R1=5 Ω，R2=45 Ω
【答案】ABD
【解析】A.因为：IgRg+R=3V，所以Ig=2×10-3A=2mA，故A正确；B.甲图是改装成的双量程电压表，其中b量程为：U=IgRg+R+R'=15 V，故B正确；CD.乙图是改装成的双量程电流表，RgR1+R2Rg+R1+R2I1=IgRg，Rg+R2R1Rg+R2+R1I2=IgRg+R2，代入数据解得：R1=5 Ω，R2=45 Ω，故 C错误，D正确。故选ABD。 
【变式1-3】如图所示为某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为12 V,1.5 A，甲的图线与U轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是    

A. 随电压的增大，元件乙的图像斜率越来越小，故其电阻随电压的增大而减小
B. 在A点，甲、乙两元件的电阻相等
C. 元件甲的电阻为R=k=tanθ=33
D. 若将甲、乙元件并联，理想电源的电压为5 V，则每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.5 C
【答案】B
【解析】A、随电压的增大，元件乙电压和电流的比值越来越大，根据欧姆定律可知，其电阻随电压的增大而增大，故A错误；B、在A点，甲、乙两元件的电压、电流相同，则电阻相等，故B正确；C、元件甲为线性元件，I-U图象的斜率可以表示电阻的倒数，元件甲的电阻R=1k=121.5Ω=8Ω，故C错误；D、将甲、乙两元件并联接到5V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以两元件两端的电压均为5V，由图象结合数学知识可知通过甲元件的电流为I甲=0.625A，通过乙元件电流I乙=1.0A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以总电流I=I甲+I乙=1.625A，根据电流定义可知，每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.625C，故D错误。故选：B。
考点2 电路的基本概念及规律
一、三个电流表达式的比较

公式
适用范围
公式含义
定义式
I＝
一切电路
反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝
微观式
I＝nqSv
一切电路
从微观上看n、q、S、v决定了I的大小
决定式
I＝
金属、电解液
I由U、R决定，I∝U，I∝
二、公式R＝、I＝和U＝IR的对比
公式
物理意义
适用条件
R＝
导体电阻的定义式，反映导体对电流的阻碍作用
R由导体本身决定，与U、I无关，适用于所有导体
I＝
某段导体中电流与两端电压和电阻的关系
适用于纯电阻电路
U＝IR
沿电流方向电势逐渐降低(外电路)，电压等于I和R的乘积
适用于金属导体、电解液
三、电路中常见的图像分析
类别
线性元件
非线性元件
电源
图象



物理
意义
反映I和U的正比关系
反映I和U的非正比关系
反映电源的输出特性，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流
注意
问题
图线的斜率的倒数表示导体的电阻，R＝＝，遵从欧姆定律
图线的斜率仅表示电阻的变化趋势，某点的电阻值需用点的坐标值计算，即R＝
图线斜率的绝对值表示电源的内阻(注意纵坐标数值是否从零开始)
四.电流表和电压表的改装

改装为大量程电压表
改装为大量程电流表
原理
串联电阻分压
并联电阻分流
图示


R大小
由于U=IgR+IgRg,
所以R=UIg-Rg
由于IgRg=(I-Ig)R,
所以R=IgRgI-Ig
电表
内阻
RV=R+Rg>Rg
RA=RRgR+Rg