高考物理二轮复习 第13讲　专题6B直流电路和交流电路的分析与计算（问题突破）.ppt

（广东）专题六专题六 电路、电与磁的转化电路、电与磁的转化 2变压器电路问题例3：如图615所示，理想变压器原线圈接到220V交流电源上；副线圈的匝数是30，与一标有“12V,12W”的灯泡相连，灯泡正常发光；副线圈的输出电压是110V，电流强度0.4A.求：(1)副线圈的匝数；(2)原线圈的匝数及它的电流强度图615【解析】理想变压器原线圈两端电压跟每个副线圈两端电压之比都等于原、副线圈匝数之比，由于有两个副线圈，原、副线圈中的电流跟它们的匝数并不成反比，但输入功率等于输出功率 2232233332212V30110V11030275()121 UnUUnUnUnnU，所以匝因为 111221122123233111220V22030550()1212W0.4 110W56W56A0.255A.0222UUnUnUnnUPPPPI UPIU，所以匝，因为则【点评】解决变压器电路问题，要抓住以下几点： (1)理想变压器各线圈两端电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副线圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况； (2)在任何情况下，输入功率等于输出功率； (3)变压器电路分为原线圈电路和副线圈电路，在原线圈电路里，原线圈相当于特殊负载，有电压、电流，但不消耗电能，电压与电流之间不遵守欧姆定律，但整个电路仍遵守直流电路的有关规律在副线圈电路里，副线圈相当于无内阻电源，整个电路遵守直流电路的有关规律3电路故障分析判断例4：如图616所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是()AR1断路 BR2断路CR3短路 DR4短路图616【解析】假设R1断路，因为R1、L1并联电路总电阻一定小于L1的电阻，所以R1断路后干路总电阻增大，干路电流减小，由R2、R3、R4与L2组成的电路电压与内电压均减小，由全电路欧姆定律知灯泡L1两端的电压增大，故L1变亮又因为灯泡L2两端的电压与由R2、R3、R4和组成的电路电压相等，所以灯泡L2两端的电压减小，灯L3变暗，电流表读数也变小这与题设条件一致，原假设成立，所以选项A正确 假设R2断路，由R3、R4与L2组成的电路电阻增大，干路总电阻也增大，干路电流减小，R1、L1并联电路电压减小，灯L1变暗，与题设条件不同，原假设不成立，B错 假设R3短路，由R2、R4与L2组成电路电阻减小，干路电流增大，所以灯泡L1两端的电压增大，L1变亮又因为R1、L1并联电路两端的电压与内电压的总和增大，所以由全电路欧姆定律知R2、R4与L2组成的电路两端电压减小，故灯L2变暗，但是干路电流增大、灯L2电流减小，根据分流原理，流过电流表的电流变大，电流表读数变大，这与题设条件不符，原假设不成立，C错同理，选项D错误答案：A例5：某居民家中的电路如图617所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光拔出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则()图617A仅电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障B仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障C仅导线AB断路D因插座用导线接地，所以发生了上述故障【解析】若C、B间断路，则试电笔插入插座的左孔时，氖管不发光若C、B间短路，则灯泡不发光插座用导线接地，可以防止因用电器外壳带电而使人触电的事故发生，对电路无影响若AB导线断路，则电热壶由于只与火线相连，不构成闭合回路而停止工作；电灯与火线、零线仍组成闭合回路而正常发光；此时，插座的左右两孔均与火线相连，因此，试电笔插入时，氖管均发光C选项正确答案：C点评：判断电路故障常用排除法，在明确电路结构的基础上，从分析比较故障前后电路结构的变化，电流、电压的变化入手，确定故障后并对电路元件逐一分析，排除不可能情况，寻找故障所在4交流电的产生及其图象例6：小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图618所示，此线圈与一个R=10 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻下列说法正确的是()图618A交变电流的周期为0.125sB交变电流的频率为8HzC交变电流的有效值为 AD交变电流的最大值为4A2【解析】e-t图象可知，交变电流的周期为0.25s，故频率为4Hz，选项A、B错误根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2A，故有效值为 A，选项C正确2答案：C点评：1.分析物理图象的要点：可归结为：“一看、二变、三判”，即为：(1)一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”、看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并理解其物理意义 (2)二变：掌握“图与图”、“图与式”和“图与物”之间的变通关系 (3)三判：在此基础上进行正确的分析和判断2对于正弦交变电流的变化规律，不应只从其随时间按正弦规律变化这一点去认识，还应看到交流的电动势随线圈在匀强磁场中空间位置的变化而变化，随线圈的磁通量变化而变化5电路计算例7：如图619所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm.电源电动势E=24V，内电阻r=1 ，电阻R=15 ，闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入两板间若小球带电荷量为q=1102C，质量为m=2102kg，不考虑空气阻力那么滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时电源的输出功率为多大？(g取10m/s2)图619202102 8 238V.1A8()23w.WABABABAUmgd qUmvUUIE UIRrURIPIRR 滑答案：滑滑滑出小球进入板间后，受重力和电场力的作用，且到 板时速度为零，设两板间电压为，由动能定理得：所以滑动变阻器两端的电压设通过滑动变阻器的电流为 ，由欧姆定律可得：滑动变阻器接入电路的电阻电源的输出功率为【解析】点评：涉及电功率的计算应注意： 区分各种电功率，注意计算公式的适用条件； 要善于运用能量转化和守恒的关系处理电路中能量转化量的计算例8：用四个阻值均为R的电阻连成如图6110所示的电路电键S闭合时，有一质量为m，带电荷量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点，平行板电容器的下极板接地现打开电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并和此板碰撞，碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电荷量发生变化，碰后小球带有和该极板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板，设两极板间距离为d，不计电源内阻，求：图6110 021.225332222.1SUqUEmgUREdRmgdmgdUmgdqUEqqSUEEURR ，当 闭合时，小球静止于水平放置的平行板电容器的中点，上极板电势高于下极板，对带电小球进行受力分析，可知小球带负电荷，设电容器电压为 ，则有：解得：，则小球开始在中点的电势设断开 后，电容器的电压为，则：【解析】7 .622qdqUmgqmgd qU 因为碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电荷量发生变化，所以对带电小球运动的全过程根据动能定理得：，解得：【点评】含电容电路的分析与计算中，要注意直流电路只有当电容器充、放电时，电路里才有充、放电流，一旦电路达到稳态，电容器就相当于阻值无限大(等效断路)的元件，简化电路时可去除由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻两端等势，因此电容器两极间的电压等于该支路两端的电压跟电阻并联的电容器两极间的电压等于与其并联电阻两端的电压电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电本节完，谢谢！