专题12恒定电流与交变电流（讲义）（解析版）.docx

专题12恒定电流与交变电流目录考点一恒定电流4真Ia研析规律探寻.4核心提炼号向探究71 .闭合电路中的功率与效率72 .电路的简化与分析83 .电路的动态分析94 .闭合电路的图像问题10一题型特训，命JS预测11考向一电路中的功率及效率11考向二电路的动态分析及含电容器电路的分析.11考点二交变电流14真题研析规律探寻I4核，N炼,黄向探究161 .交变电流的产生及描述162 .变压器电路的动态分析173 .远距离输电的三个易错点17ek题型特训命13预演L18考向一交变电流的产生及描述18考向二理想变压关系的应用及动态分析远距离输电18考点要求考题统计恒定电流考向一电路中的功率及效率：2022江苏高考真题、2022浙江高考真题考向二电路的动态分析及含电容器电路的分析：2022北京高考真题、2023-海南高考真题、2023全国高考真题交变电流考向一交变电流的产生及描述：2022河北高考真题、2022广东高考真题、2022浙江高考真题、2021辽宁高考真题、2021天津高考真题、2021北京高考真题、2021浙江高考真题、2023湖南高考真题、2022湖北高考真题、2021浙江高考真题、2021江苏高考真题考向二理想变压关系的应用及动态分析远距离输电:2023广东高考真题、2023天津高考真题、2023北京高考真题、2023山东高考真题、2023浙江高考真题、2022重庆高考真题、2022北京高考真题、2022湖南高考真题、2022山东高考真题、2021重庆高考真题、2021福建高考真题、2021湖北高考真题、2021广东高考真题、2021湖南高考真题、2023海南高考真题、2022天津高考真题、2022福建高考真题、2021海南高考真题、2021山东高考真题、2021河北高考真题考情分析【命题规律及方法指导】1 .命题重点：本专题就是高考的热点，恒定电流主要考察电路中的功率和效率问题（结合电磁感应在计算题中考察），电路的分析（以选择题考察），其他以实验题为主。交流电主要以选择题形式结合图像考查交变电流的描述（熟练掌握交流电的产生过程及“四值''的理解和应用）、理想变压器（掌握变压器的原理，及“三个关系”）及远距离输电（注意输电线上损失电压和电功率的计算问题）。2 .常用方法：图像法、等效法。3 .常考题型：选择题，实验题，计算题.【命题预测】1 .本专题属于热点内容；2 .高考命题考察方向恒定电流：电路中的功率与效率、闭合电路欧姆定律的应用、电路及含容电路动态分析。交变电流：交变电流的产生及描述，理想变压关系的应用及动态分析，远距离输电。闭合电路的图像问题/闭合电路中的功率与效率、电路的简化与分析、电路的动态分析J考点一恒定电流真题研析规律探寻1. （2023全国高考真题）（多选）黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻,在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U2=3.0V,U23=2.5V,U34=-1.5Vo符合上述测量结果的可能接法是（）A.电源接在1、4之间，R接在1、3之间B.电源接在1、4之间，R接在2、4之间C.电源接在1、3之间，R接在1、4之间D.电源接在I、3之间，R接在2、4之间【考向】电路的简化与分析【答案】CD【详解】A.根据题意画出电路图，如卜lA34_|可见U34>0,A错误；B.根据题意画出电路图，如卜.|可见U34>0,B错误；C.根据题意画出电路图，如下可见上述接法可符合上述测量结果，C正确;D.根据题意画出电路图，如下1.ll可见上述接法可符合上述测量结果，D正确。故选CDo2. （2023海南高考真题）如图所示电路，已知电源电动势为E,内阻不计，电容器电容为C,闭合开关K,255【考向】含容电路的分析【答案】C【详解】电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3K、2R的串联部分与/?、4H的串联部分并F2F联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为。上=W2R=华，电容器下极板的电势为Sa5F4F2产2外=74R=，则电容两端的电压U下上二，则电容器上的电荷量为Q=CU上下=CE,5a555故选Co3. （2022北京高考真题）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的飞和与，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大,压力传感器的电阻值越小。当。、方两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当以方两端的电压小于U?（1、/为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（）预警系统控制开关Rl PK2J-CZA. UIVU2B. 4为压力传感器C.若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低D.若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高【考向】电路动态分析【答案】C【详解】AB.题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a、b两端此时的电压大于G,根据串联电路电不分部特点可知，与为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值越小，R力传感器两端电压变UErE小，Ui>U2,AB错误；CD.根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端的电压为Ri+R1'1+,若R、定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时a、b两端的电压大于时，与压力传感器阻值需要越大，则水位越低：当a、b两端的电压小于U?时开启高水位预警时，及压压力传感器阻值需要越大，则水位越低。C正确，D错误。故选C。4. （2022浙江高考真题）某节水喷灌系统如图所示，水以%=15ms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"=375m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（）-T11ZJ-l）ZZZZr77,，/_，/>/A.每秒水泵对水做功为75JB.每秒水泵对水做功为225JC.水泵输入功率为440WD.电动机线圈的电阻为10。【考向】电路的功率与效率资料来源微信公众号：智慧学库【答案】D【详解】AB.每秒喷出水的质量为=2.0kg,抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为1VVW=%g"+%*=300J,故AB错误；C.水泵的输出能量转化为水的机械能，则为=7=300W,而水泉的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%,则b=急=400W,故（；KD.电动机的输出功率等广水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为=以=4W,而电动机的电功率为%=U=440W,由能量守恒可知T=2?十弓I，联立解得R=Io,故D正确；故选D。核心提炼考向探究1.闭合电路中的功率与效率D电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率.任意电路：P总=El=IU外+IU内=为+A纯电阻电路：PB=IR+r）=.R+r2）电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.任意电路：&=U外/=IE-I2r=纯电阻电路：B11=I2R=RIR+由夕川与外电阻R的关系图像可以看出：I、当R=r时,电源的输出功率最大,为P出m=S，但效率不是最大,而是只有50%.4rII、当R>r时,随着R的增大,输出功率越来越小.IIk当时,随着R的增大,输出功率越来越大.IV、当P出<P出m时,每个输出功率对应两个外电阻Rl和且RA=/,因此需要注意题目中可能出现双解的情况.3）电源内耗功率:内电路上消耗的电功率4=U内I=I2r=P总一%4）电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，即任意电路：=筑X100%=×100%=×100%P怠ElE纯电阻电路：=万上X100%提高纯电阻电路效率的方法：R越大，越高.2.电路的简化与分析D含有电容器电路的简化与分析电路简化：不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上.电容器的电压i、电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线.ii、电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压.电容器的电荷量及变化i、电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电.若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.ii、如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为Q-Q2iii、如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Ql+Q2.2）理想电表中电流表一般可视为导线,电压表可以视为开关断开.3）等效电源法把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势''、"内阻''如下：两点间断路时的电压等效为电动势£.两点短路时的电流为等效短路电流等效内电阻，=S./短常见电路等效电源如下:r,=R+r八十i+2+r4）非纯电阻电路的分析方法抓住两个关键量:确定非纯电阻电路的电压UM和电流是解决所有问题的关键若能求出UM、,就能确定非纯电阻电路的电功率P=根据电流和非纯电阻电路的电阻r可求出热功率Pr=JC几最后求出输出功率4=P-Pr.坚持“躲着''求解UM、：首先,对其他纯电阻电路、电源的内电路等,利用欧姆定律进行分析计算,确定相应的电压或电流.然后,利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压UM和电流应用能量守恒定律分析:要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解.【技巧点拨】U2非纯电阻电路中.一f既不能表示电功也不能表示电热,因为欧姆定律不再成立.R不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路.当电动机不转动时,仍为纯电阻电路,欧姆定律仍适用,电能全部转化为内能.只有在电动机转动时才为非纯电阻电路,此时欧姆定律不再适用,大部分电能转化为机械能.5）电路的故障分析电路故障一般是短路或断路.常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯泡短路、电阻内部断路、接触不良等现象.故障的特点如下：i、断路状态的特点：电源电压不为零而电流为零;若外电路某两点之间的电压不为零,则这两点间有断点,而这两点与电源连接部分无断点.ii、短路状态的特点：有电流通过电路而电压为零利用电流表、电压表判断电路故障的方法i、电流表示数正常而电压表无示数的情况：”电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路,“电压表无示数''表明无电流通过电压表.故障原