2017届高考物理二轮专题突破专题七电磁感应和电路2直流电路和交流电路教案

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1、专题七电磁感应和电路第2讲：直流电路和交流电路一、学习目标1、掌握直流电路常用的的动态分析方法2、掌握解决交变电流的产生和描述的基本方法3、学会解决变压器和远距离输电问题4、学会交变电流的综合问题分析二、课时安排2课时三、教学过程（一）知识梳理1.纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较(1)纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，且电功全部转化为电热，有W＝Q＝UIt＝t＝I2Rt，P＝UI＝＝I2R.(2)非纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，电热Q＝I2Rt，电热功率P热＝I2R，电功率大于电热功率，即W>Q，故求电功、电

2、功率只能用W＝UIt、P＝UI，求电热、电热功率只能用Q＝I2Rt、P热＝I2R.2.电源的功率和效率(1)电源的几个功率①电源的总功率：P总＝EI②电源内部消耗的功率：P内＝I2r③电源的输出功率：P出＝UI＝P总－P内(2)电源的效率η＝×100%＝×100%3.交流电的“四值”(1)最大值Em＝NBSω.(2)瞬时值e＝NBSωsin_ωt.(3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解.计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值.(4)平均值：＝n，常用来计算

3、通过电路的电荷量.4.理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入＝P出.(2)电压关系：＝.(3)电流关系：只有一个副线圈时＝.（二）规律方法直流电路动态分析方法(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”.即从阻值的变化入手，由串、并联规律判定R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况.(2)结论法——“串反并同”：“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

4、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).（三）典例精讲高考题型一直流电路的动态分析【例1】(2016·全国甲卷·17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图1所示电路.开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为(　　)图1A.B.C.D.解析　S断开时等效电路图如图甲所示.甲电容器两端电压为U1＝×R×＝E；S闭合时等效电路图如图乙所示.乙电容器两端电压为U2＝×R＝E，由Q＝CU得＝＝，故选项C正确.答案　C高考题型二交流电

5、的产生和描述【例2】如图2甲所示，电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直匀强磁场的转轴OO′匀速旋转产生交流电，现将此电流给阻值为R＝10Ω的小灯泡L供电，通过电流传感器得到灯泡中电流的图象如图乙，不考虑温度对灯泡阻值的影响，下列说法正确的是(　　)图2A.在t＝5×10－3s时，线圈处于中性面位置B.在t＝10×10－3s时，穿过线圈的磁通量最大C.交变电流的瞬时表达式为i＝5cos50πt(A)D.线圈产生的交流电的电动势为55V解析　由图乙可知t＝5×10－3s时刻感应电流最小为零，此时线圈所在平面处于中性面位置，故A正确；t＝10×10－3s时刻感

6、应电流最大，此时线圈所在平面与中性面位置垂直，所以穿过线圈回路的磁通量最小，故B错误；周期T＝0.02s，角速度ω＝＝100πrad/s，故电流的瞬时表达式为i＝5cos100πt(A)，故C错误；线圈产生的交流电的电动势最大值为Em＝Im(R＋r)＝55V，D错误.答案　A归纳小结1.线圈通过中性面时的特点(1)穿过线圈的磁通量最大；(2)线圈中的感应电动势为零；(3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次.2.交流电的“四值”(1)最大值Em＝NBSω.分析电容器的耐压值.(2)瞬时值e＝NBSωsinωt.计算闪光电器的闪光时间、线

7、圈某时刻的受力情况.(3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解.计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值.(4)平均值：＝n，常用来计算通过电路的电荷量.高考题型三变压器和远距离输电问题【例3】(2016·全国乙卷·16)一含有理想变压器的电路如图3所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为(　

8、　)图3A.2B.3C.4D.5解析　开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比＝，通过R2的电流I2＝，副线圈的输出电压U2＝I2(R2＋R3)