2023高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题四第13讲直流电路与交流电路课件

这是一份2023高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题四第13讲直流电路与交流电路课件，共60页。PPT课件主要包含了知识归纳素养奠基，细研命题点提升素养，答案ACD，答案B，续上表，答案A，远距离输电等内容，欢迎下载使用。

专题四 电路和电磁感应
1．电磁感应部分：以考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用为主，多涉及牛顿运动定律、电功和电热等力电综合问题．考查形式为选择题或计算题．2．恒定电流部分：以选择题的形式考查动态电路、电路故障、含电容电路和含电表电路等问题的分析．3．交变电流部分：以选择题的形式考查交变电流有效值与峰值的关系、理想变压器的原理．4．电磁波部分：电磁波的产生、发射与接收、麦克斯韦电磁场理论．
复习时应理清各个基本概念，熟记各公式及适用条件，掌握交流电“四值”的特点及适用范围，注意训练和掌握闭合电路的动态分析问题、含电容电路的分析问题、变压器电路的动态分析问题及电磁感应与电路相综合问题的分析思路与方法，强化电磁感应图像问题的训练，熟悉电磁波的各种应用，提高解决与实际生活、生产科技相结合的实际问题的能力．
第13讲　直流电路与交流电路
命题点一　直流电路的分析与计算
(2022·全国甲卷)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示．把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3.则(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．I1I3>I2C．I1＝I2>I3 D．I1＝I2＝I3
(2022·河北高三模拟)我们可以用某型号脂肪测量仪(如图甲所示)来测量脂肪率．体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻，而体内脂肪几乎不导电．脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示．测量时，闭合开关S，测试者两手分别握两手柄A、B，则(　　)
A．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较大，电压表示数较小B．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源效率高C．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源输出功率大D．当A、B间电阻逐渐增大时，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值也随之增大
(多选)如图所示，图甲为某种车载加速度计的原理图：支架AB固定在汽车上，滑块穿在AB之间的水平光滑杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动．随着汽车沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换成电信号从电压表输出．当汽车静止时，弹簧处于原长，此时电压表读数为4.0 V，加速度计A→B方向为汽车前进方向．下列说法正确的是(　　)
A．当汽车向右加速时，电压表读数减小B．当电压表读数减少时，汽车可能处于减速前进状态C．若电压表读数如乙图所示，汽车可能处于前进状态D．若电压表读数如乙图所示，汽车可能处于后退状态
解析：当汽车向右加速时，对m根据牛顿第二定律知弹簧处于压缩状态，即滑块相对于支架向左移动，电压表测量R左半部分电阻减小，由U＝IR左，电路中总电流不变，所以电压表读数减小，故A正确；当电压表读数减少时，对m根据牛顿第二定律知弹簧处于压缩状态，即滑块相对于支架向左移动，汽车有向右的加速度，由于A→B方向为汽车前进方向，所以汽车一定处于加速前进状态，故B错误；若电压表读数如乙图所示，说明滑块相对于支架向左移动，弹簧处于压缩状态，对m根据牛顿第二定律知汽车加速度向右，可以加速前进或者减速后退，故C、D正确．
1．交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是(　　)
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小B．电压表的示数变小，电流表的示数变小C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
2．如图为某控制电路，由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2是两个指示灯．当电位器的触片由b端滑向a端时，下列说法正确的是(　　)A．L1、L2都变亮　 B．L1、L2都变暗C．L1变亮，L2变暗　 D．L1变暗，L2变亮
解析：当滑片由b端向a端滑动时，R接入电阻增大，总电阻增大；由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小，则内电压减小，由U＝E－Ir可知路端电压增大，则R1两端的电压增大，所以通过R1的电流增大，而总电流减小，所以通过L1的电流变小，即L1变暗，L1两端电压减小，并联电压增大，所以R2两端的电压增大，所以通过R2的电流增大，而通过L1的电流变小，所以通过L2的电流变小，即L2变暗．故B项正确．
3.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常量)，图线b是某电阻R的U-I图像．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为(　　)A．5.5 Ω　　　 B．7.0 ΩC．12.0 Ω　 D．12.5 Ω
命题点二　电功　电功率　电热　热功率电源的功率和效率．
我国北斗迈进全球服务新时代．人造地球卫星用太阳能电池供电，展开的太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能．取一片太阳能电池板作为电源，其路端电压与干路电流的关系如图所示．下列说法正确的是(　　)
A．该电池板的电动势为3.00 VB．随着外电路电阻增大，其内阻逐渐增大C．外电路电阻为1 kΩ时，电源输出功率约为4 WD．外电路电阻为1 kΩ时，电源效率约为83.3%
解析：当电流为0时，路端电压数值上等于电动势，由图像可知，电动势为3.00 V，故A正确；图像的斜率即为电源内阻大小，随着外电路电阻增大，电流减小，由图像可知，其内阻逐渐减小，故B错误；在图像上作出电阻的U-I图像，取两个图像的交点，即为电阻与电源连接后电压电流值，如下图：
(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数．若该车在额定状态下以最大速度行驶，不计自行车自身的机械损耗，则(　　)
A．电动机的输入功率为432 WB．电动机的内电阻约等于2 ΩC．该车获得的牵引力约为78 ND．该车受到的阻力约为54 N
1．如左下图所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如右下图所示．在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内(　　)
2．某家用电热水壶铭牌如图所示，其正常工作时电流的最大值是(　　)
命题点三　交流电的产生和描述1．正弦交变电流的产生及变化规律．
正弦式交变电流的变化规律及图像如下：磁通量：Φ＝Φmcs ωt；电动势：e＝Em sin ωt；电流：i＝Imsin ωt.
2．交变电流“四值”的理解与应用．
(2022·浙江卷)如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动．下列说法正确的是(　　)
A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电
解析：甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A正确；乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故B错误；根据发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故C错误；乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D错误；故选A.
(多选)图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连，在某一风速时，传感器显示如图乙所示，则(　　)
1．(多选)如图所示，某电路上接有保险丝、交流电压表、“220 V　900 W”的电饭锅及“220 V　200 W”的抽油烟机．现接入u＝311sin 100πt(V)的交流电，下列说法正确的是(　　)
A．交流电压表的示数为311 VB．1 s内流过保险丝的电流方向改变100次C．电饭锅的热功率是抽油烟机热功率的4.5倍D．为保证电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于5 A
2．自行车的发电花鼓装置可以在骑行时为车灯提供持续的电能，其原理可简化为图(甲)所示，图中N、S是可与摩擦小轮同轴转动的一对磁极，磁极周围固定一个与理想变压器相连的矩形线框，变压器的输出端与车灯相连．匀速骑行时，摩擦小轮在车轮的驱动下带动磁极旋转，变压器输出正弦型交变电流．某辆携带发电花鼓装置的自行车的部分结构如图(乙)所示，其中大齿轮与踏板相连，半径较小的小齿轮1和半径较大的小齿轮2与后轮同轴固定，骑行者可调节变速器使链条挂在不同的小齿轮上，骑行时摩擦小轮与车轮不打滑．下列说法正确的是(　　)
A．骑行速度越快，车灯一定越亮B．骑行速度越快，交变电流的周期一定越大C．同样的骑行速度，链条挂在小齿轮1上相比挂在小齿轮2上，灯泡更亮D．同样的骑行速度，变压器原线圈的匝数越多，车灯越亮
命题点四　变压器与远距离输电一、理想变压器基本关系式．1．功率关系：P入＝P出．
(2022·广东卷)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(　　)
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
手机无线充电技术越来越普及，如图甲所示是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比n1∶n2＝5∶1，两个线圈中所接电阻的阻值均为R.当ab间接上220 V的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为5 V，充电电流为2 A．若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是(　　)
A．快速充电时，送电线圈的输入电压U1＝212.5 VB．快速充电时，cd间电压U2＝44 VC．快速充电时，送电线圈的输入功率为10 WD．R的值为187.5 Ω
如图所示为某小型发电站高压输电示意图．发电站输出的电压U1不变；升压变压器输出电压为U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4.为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则(　　)
A．①为电流表，②为电压表B．U2>U3C．仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少D．凌晨时分，用户家的灯将变得更暗
1．如图，是某风力发电节能路灯的电路简化图．风速为v时，交流发电机的电动势表达式为e＝2v·sin ωt，能感应风速大小的调节器(不消耗副线圈电路的电能)可以控制变压器副线圈的滑片P上下移动，使灯泡始终保持额定电压正常发光，下列说法正确的是(　　)
A．风速变大时，流过灯泡的电流变大B．风速变大时，滑片P将向上移动C．风速变大时，变压器的输入电压变大D．风速变大时，变压器的输出电压变大
A．接收线圈的工作原理是电流的磁效应B．发射线圈连接直流电源也能实现无线充电C．若不计能量损耗，接收线圈获得的电压最大值为20 VD．若不计能量损耗，通过接收线圈的电流有效值为2.5 A