高考物理二轮复习 专题11 直流和交流电路精品课件 大纲人教.ppt
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1、专题十一专题十一 直流和交流电路直流和交流电路专题十一直流和交流电路专题十一直流和交流电路2021/8/11 星期三1主干知识整合主干知识整合专题十一专题十一 主干知识整合主干知识整合 一、部分电路欧姆定律一、部分电路欧姆定律 1公式:公式:I2定量关系定量关系(1)R一定一定时时,IU;(2)U一定一定时时,I(3)R与与U、I无关无关3图图象象表表示示:在在R一一定定的的情情况况下下,I与与U成成_,所所以以IU图图线线、UI图图线线是是_,在在IU图图线线中中,斜斜率越大率越大则则R_;在;在UI图线图线中,斜率越大中,斜率越大则则R_.正比正比过过原点的直原点的直线线越小越小越大越大2
2、021/8/11 星期三2专题十一专题十一 主干知识整合主干知识整合 说说明明:公公式式中中的的I、U、R是是表表示示同同一一导导体体的的电电流流、电电压压和和电电阻;阻;适用范适用范围围:纯电纯电阻用阻用电电器器二、电功、电热、电功率二、电功、电热、电功率1电电功功:电电流流做做的的功功计计算算公公式式:WqUUIt,对对纯纯电电阻阻电电路有:路有:WI2Rt.2电电热热:电电流流通通过过导导体体产产生生的的热热量量公公式式:QI2Rt,对对纯电纯电阻阻电电路有:路有:QIUt.3电电功和功和电热电热的关系的关系(1)纯电纯电阻阻电电路,路,电电功等于功等于电热电热;2021/8/11 星期
3、三3专题十一专题十一 主干知识整合主干知识整合 (2)非非纯电纯电阻阻电电路,路,电电功大于功大于电热电热,即:,即:UItQE其他能其他能4电电功率:反映功率:反映电电流做功快慢的物理量流做功快慢的物理量计计算公式:算公式:PUI,对纯电对纯电阻阻电电路有:路有:PI2R.5额额定定功功率率:指指用用电电器器正正常常工工作作时时的的功功率率当当用用电电器器两两端端电电压压达达到到额额定定电电压压U额额时时,电电流流达达到到额额定定电电流流I额额,电电功功率率也也达达到到额额定定功功率率P额额,且且P额额I额额U额额,如如果果是是纯纯电电阻阻用用电电器器,还还可可写写成成P额额IR(P额额、U
4、额额、I额额、R四四个个量量中中只只要要知知道道其其中中两两个个量量,就可以算出其他两个量就可以算出其他两个量)2021/8/11 星期三4专题十一专题十一 主干知识整合主干知识整合 三、三、闭闭合合电电路欧姆定律路欧姆定律1三种表达式三种表达式(1)I(2)EU内内U外外;(3)U端端EIr.说说明明:上上面面第第(3)式式是是解解决决动动态态分分析析问问题题时时常常用用的的解解析析式式,也也是是“测测电电源源电电动动势势和和内内阻阻”实实验验的的原原理理,也也可可以以画画出出其其图图象象进进行行理理解,解,详见详见本本书专题书专题十八十八电电学学实验讲实验讲解和例解和例题题2路端路端电压电
5、压U和外和外电电阻阻R的关系的关系(1)若若R增增大大,则则U_,当当R(断断路路)时时,UE(达达到到最最大大);增大增大2021/8/11 星期三5专题十一专题十一 主干知识整合主干知识整合 (2)若若R减减小小,则则U_,当当R0(电电源源短短路路)时时,U0(达到最小达到最小)3总电总电流流I和外和外电电阻阻R的关系的关系(1)若若R增大,增大,则则I_,当,当R时时,I0;(2)若若R减减小小,则则I_,当当R0时时,I(达达到到最最大大)注意:通常情况下,注意:通常情况下,电电源不能被短路,即源不能被短路,即R不能减小到零不能减小到零减小减小减小减小增大增大2021/8/11 星期
6、三6专题十一专题十一 主干知识整合主干知识整合 四、四、闭闭合合电电路的功率分配及路的功率分配及讨论讨论1几种功率几种功率(1)电电源源总总功率功率P总总EI(电源消耗的总功率电源消耗的总功率);(2)电源输出功率电源输出功率P输出输出U端端I(即外即外电电路功率路功率);(3)电电源源损损耗功率耗功率P内损内损I2r(即内即内电电路功率路功率);(4)线线路路损损耗功率耗功率P线损线损I2R线线2关于关于闭闭合合电电路功率的几个路功率的几个结论结论(1)闭闭合合电电路路上上功功率率分分配配关关系系为为:PP外外P内内,即即EIUII2r.2021/8/11 星期三7专题十一专题十一 主干知识
7、整合主干知识整合 (2)闭闭合合电电路路上上功功率率分分配配关关系系反反映映了了闭闭合合电电路路中中能能量量的的转转化化和和守守恒恒,即即电电源源提提供供的的电电能能,一一部部分分消消耗耗在在内内阻阻上上,其其余余部部分分输输出出给给外外电电路路,并并在在外外电电路路上上转转化化为为其其他他形形式式的的能能,能能量量守守恒恒的的表表达达式式为为:EItUItI2rt(普普遍遍适适用用);EItI2RtI2rt(只只适适用用于于外外电电路路为纯电为纯电阻的阻的电电路路)(3)电电源源的的效效率率(由由公公式式可可知知:外外电电阻阻R越大,越大,电电源的效率源的效率_)越高越高2021/8/11
8、星期三8专题十一专题十一 主干知识整合主干知识整合 (4)电电源的源的输输出功率与外出功率与外电电阻阻R的关系:的关系:对纯电对纯电阻阻电电路来路来说说,电电源源的的输输出出功功率率为为P出出UI据据此此可可画画出出P出出与与R的关系的关系图图如如图图3111所示所示2021/8/11 星期三9专题十一专题十一 主干知识整合主干知识整合 根据根据P出出关系式及其关系式及其图图象容易理解以下象容易理解以下规规律:律:当当Rr时时,电电源源的的输输出出功功率率达达到到最最大大,即即Pm此此时时电电源效率源效率50%;当当Rr时时,随着,随着R的增大,的增大,输输出功率越来越小;出功率越来越小;当当
9、Rr时时,随着,随着R的增大,的增大,输输出功率越来越大;出功率越来越大;当当P出出Pm时时,每每个个输输出出功功率率的的值值对对应应两两个个可可能能的的外外电电阻阻R1和和R2,且存在定量关系,且存在定量关系R1R2r2.五、理想变压器及远距离输电五、理想变压器及远距离输电 1变变压压器器是是用用来来改改变变交交流流电电压压的的设设备备对对只只有有一一个个副副线线圈圈的的理想理想变压变压器存在三个器存在三个规规律:律:2021/8/11 星期三10专题十一专题十一 主干知识整合主干知识整合 (3)P入入P出出,I1U1I2U2.2远远距离距离输电输电(1)输电输电模型如模型如图图3112所示
10、所示2021/8/11 星期三11专题十一专题十一 主干知识整合主干知识整合 (2)三个定量关系三个定量关系电电压压损损失失关关系系:UU2U3.理理想想变变压压器器的的电电压压损损失失是是输输电电线线上上的的电电阻阻导导致致的的,升升压压变变压压器器的的输输出出电电压压和和降降压压变变压压器器的的输输入入电压电压的差就是的差就是电压损电压损失失功功率率损损失失关关系系:PIR线线输输电电线线上上电电阻阻发发热热导导致致功功率率损损失失,升升压压变变压压器器输输出出功功率率和和降降压压变变压压器器的的输输入入功功率率的的差差即即为为功率功率损损失失功率关系功率关系P用用P入入P损损2021/8
11、/11 星期三12要点热点探究要点热点探究专题十一专题十一 要点热点探究要点热点探究探究点一直流电路的分析探究点一直流电路的分析高高考考试试题题中中涉涉及及直直流流电电路路的的问问题题主主要要是是电电路路的的动动态态分分析析问问题题引引起起电电路路特特征征发发生生变变化化的的主主要要原原因因有有:滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片滑滑动动,使使电电路路的的电电阻阻发发生生变变化化;开开关关的的闭闭合合、断断开开或或换换向向(双双掷掷开开关关)使使电电路路结结构构发发生生变变化化;电电路路发发生生短短路路和和断断路路(电电路路故故障障)2021/8/11 星期三13专题十一专题十一 要点热点探究要点热
12、点探究分分析析电电路路的的动动态态变变化化的的基基本本步步骤骤:明明确确变变化化的的原原因因;明明确确电电路路结结构构(有有时时需需要要对对电电路路进进行行简简化化);遵遵循循由由部部分分到到整整体体再再回回到到部部分分的的基基本本思思路路,灵灵活活使使用用闭闭合合电电路路、部部分分电电路路欧欧姆姆定定律律,注意各部分注意各部分电电路的路的电电流、流、电压电压关系关系2021/8/11 星期三14专题十一专题十一 要点热点探究要点热点探究例例1 120112011北北京京卷卷 如如图图3113所所示示电电路路,电电源源内内阻阻不不可可忽忽略略开开关关S闭闭合合后后,在在变变阻阻器器R0的的滑滑
13、动动端端向向下下滑滑动动的的过程中过程中()2021/8/11 星期三15专题十一专题十一 要点热点探究要点热点探究A电压电压表与表与电电流表的示数都减小流表的示数都减小B电压电压表与表与电电流表的示数都增大流表的示数都增大C电压电压表的示数增大,表的示数增大,电电流表的示数减小流表的示数减小D电压电压表的示数减小,表的示数减小,电电流表的示数增大流表的示数增大【点点拨拨】R0滑滑动动端端向向下下滑滑动动,则则其其连连入入电电路路的的实实际际阻阻值值如如何何变变化化?回回路路总总电电阻阻如如何何变变化化?总总电电流流如如何何变变化化?路路端端电电压压如如何何变化?变化?2021/8/11 星期
14、三16专题十一专题十一 要点热点探究要点热点探究例例1A【解解析析】变变阻阻器器R0的的滑滑动动端端向向下下滑滑动动时时,接接入入电电路路中中的的电电阻阻减减小小,电电路路中中总总电电阻阻变变小小,由由I可可得得,电电路路中中总总电电流流增增大大,内内阻阻上上分分到到的的电电压压变变大大,路路瑞瑞电电压压变变小小,电电压压表表的的示示数数减减小小总总电电流流增增大大,电电阻阻R1分分到到的的电电压压增增大大,由由于于U端端UR1UR2,路路端端电电压压减减小小,R1分分到到的的电电压压增增大大,所所以以R2分分到到的的电电压压减减小小,电电流流表表的的示示数数变变小小综综上上所所述述,A项项正
15、正确,确,B、C、D项错误项错误2021/8/11 星期三17专题十一专题十一 要点热点探究要点热点探究【点点评评】(1)进进行行电电路路动动态态分分析析的的常常见见思思路路:由由部部分分电电阻阻变化推断外电路总电阻变化推断外电路总电阻(R外外)的变化,再由闭合电路欧姆定律的变化,再由闭合电路欧姆定律I总总讨讨论论干干路路电电流流I总总的的变变化化,最最后后再再根根据据具具体体情情况况分分别别确确定定各各支支路路、各各元元件件上上其其他他量量的的变变化化情情况况(2)从从电电路路分分析析角角度度看看,断断路路可可认认为为是是电电路路中中某某处处电电阻阻增增大大到到无无穷穷大大,短短路路可可认认
16、为为电电路路某某处处电电阻阻减减小小到到零零,因因此此电电路路故故障障问问题题可可以以视视为为特特殊殊的的动动态态分分析析问问题题(3)电电容容器器是是一一个个储储存存电电能能的的元元件件,在在直直流流电电路路中中,当当电电容容器器充充、放放电电时时,其其所所在在电电路路里里有有充充、放放电电电电流流,电电路路达达到到稳稳定定状状态态时时,电电容容器器就就相相当当于于一一个个阻阻值值无穷大的电阻,则电容器所在电路处可视为断路无穷大的电阻,则电容器所在电路处可视为断路2021/8/11 星期三18专题十一专题十一 要点热点探究要点热点探究分分析析计计算算含含有有电电容容器器的的直直流流电电路路时
17、时应应注注意意:电电路路稳稳定定后后,由由于于电电容容器器所所在在支支路路无无电电流流通通过过,在在此此支支路路的的电电阻阻没没有有电电压压降降,因因此此电电容容器器两两极极间间的的电电压压就就等等于于该该支支路路两两端端的的电电压压;电电路路中中的的电电流流、电电压压变变化化时时,将将会会引引起起电电容容器器的的充充(放放)电电,如如果果电电容容器器两两端端电电压压升升高高,电电容容器器将将充充电电,如如果果电电压压降降低低,电容器将通过与其并联的电路构成放电回路放电电容器将通过与其并联的电路构成放电回路放电2021/8/11 星期三19专题十一专题十一 要点热点探究要点热点探究变式题201
18、12011海海南南卷卷 如如图图3114所所示示,E为为内内阻阻不不能能忽忽略略的的电电池池,R1、R2、R3为为定定值值电电阻阻,S0、S为为开开关关,V与与A分分别别为为电电压压表表与与电电流流表表初初始始时时S0与与S均均闭闭合合,现现将将S断断开开,则则()2021/8/11 星期三20专题十一专题十一 要点热点探究要点热点探究A AV V的的读读数数变变大,大,A A的的读读数数变变小小B BV V的的读读数数变变大,大,A A的的读读数数变变大大C CV V的的读读数数变变小,小,A A的的读读数数变变小小D DV V的的读读数数变变小,小,A A的的读读数数变变大大例例1变变式式
19、题题B【解解析析】当当S断断开开时时,电电路路的的总总电电阻阻R总总变变大大,总总电电流流I变变小小,内内电电压压U内内Ir变变小小,路路端端电电压压UEIr变变大大,电电压压表表测测量量路路端端电电压压,读读数数变变大大;R1两两端端电电压压U1IR1变变小,小,R3两端两端电压电压U3UU1变变大,通大,通过过R3的的电电流流I3变变大,大,电电流表流表读读数数变变大,大,B选项选项正确正确2021/8/11 星期三21专题十一专题十一 要点热点探究要点热点探究探究点二交流电路的分析和计算探究点二交流电路的分析和计算交交变变电电流流的的最最大大值值、瞬瞬时时值值、有有效效值值、平平均均值值
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