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直流电路与交流电路专题复习一、直流电路的动态分析与计算1、纯电阻直流电路动态分析例题：（2011年海南）如图，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与A 分别为电压表与电流表。
初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则（ ）A 、○V 的读数变大，○A 的读数变小B 、○V 的读数变大，○A 的读数变大C 、○V 的读数变小，○A 的读数变小D 、○V 的读数变小，○A 的读数变大解析：S 开，相当于电阻变大，总电流减小，故端电压增大，○V 的读数变大，把R 1归为内阻，则R 3中的电压也增大，R 3中的电流也增大，R 3中的电压也增大，故正确答案为B 。
点评：当直流电路电路中的某一个电阻或某一段电路中的电阻的阻值发生变化，从而引起整个电路的电流、电压、电功率发生变化；分析方法是以电路的串并联知识和闭合电路欧姆定律为基础；基本思路和步骤是：从局部到整体再到局部，电阻变化分析是基础，干路电流分析是核心，内外电路电压变化是关键。
此类问题常表现在电路故障分析，滑动变阻器的触头移动和电路中的开关断开与闭合等所引起的电路变化问题。
针对练习1（2009年广东理科基础）如图所示是一实验电路图．在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是（ ）A ．路端电压变小B ．电流表的示数变大C ．电源内阻消耗的功率变小D ．电路的总电阻变大解析：当滑片向b 端滑动时，接入电路中的电阻减少，使得总电阻减小D 错。
根据总R E I =，可知总电流在增加，根据闭合电路中的欧姆定律有外U Ir E +=，可知路端电压在减小，A 对。
流过电流表的示数为3R U I 外=，可知电流在减小，B 错。
根据r I P 2=,可知内阻消耗的功率在增大，C 错。
针对练习2(2001年上海)如图所示的电路中，闭合电键，灯L 1、L 2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L 1变亮，灯L 2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（A ）（A ）R 1断路 （B ）R 2断路（C ）R 3短路 （D ）R 4短路解析：首先应对电路进行标准化，如图所示为其标准化后的电路。
第一讲直流电和交流电
[答案] (1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路中的总电阻成反比．
(2)表达式：I＝E
R＋r，或
E＝U外＋Ir，或Eq＝qU外＋qU内．
(3)电路故障分析基本思路及方法
①仪表检测法
a．电流表示数正常而电压表无示数
“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．
故障原因可能是：ⅰ.电压表损坏；ⅱ.电压表接触不良；ⅲ.与电压表并联的用电器短路．
b．电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表．
故障原因可能是：ⅰ.电流表短路；ⅱ.和电压表并联的用电器断路．
c．电流表、电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时短路外，可能是干路断路导致无电流．
d．欧姆表检测
先使被测电路与电源断开，用欧姆表检测用电器，指针不动，说明用电器断路；指针偏转最大，说明用电器短路．
②假设法
已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用电流变化进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，此方法亦称排除法．
(4)理想变压器的基本特征。
直流电路与交流电路目录题型一直流电路的动态分析题型二交流电的产生和描述题型三非正弦式交流电有效值的计算题型四变压器和远距离输电问题题型一直流电路的动态分析【题型解码】(1)直流电路动态分析方法①程序法；②“串反并同”法；③极限法。
(2)电容器的特点①直流电路中，只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路。
②电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器两端的电压等于与之并联的电阻(或电路)两端的电压。
1(2023上·江苏泰州·高三校联考阶段练习)在如图所示的电路中，R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻，R 5为可变电阻，电源的电动势为E 、内阻为r 。
设电流表A 的读数为I ，电流表A 1的读数为I 1，电压表V 的读数为U ，当R 5的滑动触点向图中的a 端移动时()A.I 变大B.I 1变小C.ΔU ΔI 1不变D.U 变大【方法提炼】1.直流电路的动态分析方法(1)程序法：部分电路阻值变化→电路总电阻R 总变化→干路电流I 变化→路端电压U 变化→各分量变化，即R 局增大减小 →R 总增大减小 →I 总减小增大 →U 端增大减小 →I 分U 分。
(2)串反并同法：所谓“串反”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都减小(增大)。
所谓“并同”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都增大(减小)。
2.直流电路中的功率变化的判断(1)定值电阻的功率随其电压或电流的增大而增大。
(2)外电阻越接近电源的内阻，电源输出功率越大，等于内阻时电源的输出功率最大。
(3)判断变化电阻的功率时，可以将其他电路等效到电源内部，当变化电阻等于等效电阻时其功率最大，若不能等于则越接近越大。
【变式演练】1(2023上·四川成都·高三成都实外校考阶段练习)在如图所示的电路中，电压表为理想表，电源内阻为r ，滑动变阻器总电阻为R 2，R 1+R 2>r >R 1，滑动变阻器滑片由a 滑向b ，下列说法正确的是()A.电源的效率先变大再减小B.电源输出功率先增大再减小C.电压表示数先增大再减小D.灵敏电流计G 的电流方向d →c2(2023上·河南·高三河南省淮阳中学校联考阶段练习)在如图所示电路中，R 1、R 2、R 3为定值电阻，R 4、R 5为滑动变阻器，电源内阻为r ，平行板电容器C 正中央有一带电液滴P 处于静止状态。
P UI P EI U E η===外 专题四 电路和电磁感应 第一讲 直流电路与交流电路何洁知识主干一、电功和电热电功W ＝qU ＝UIt ；电热Q ＝I 2Rt.(1)对纯电阻电路，电功等于电热，即电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，所以W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2Rt.(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能(如机械能或化学能等)，所以电功必然大于电热，即W>Q ，这时电功只能用W ＝UIt 计算，电热只能用Q ＝I 2Rt 计算，两式不能通用．（3）电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能；流经非纯电阻电路，消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能． (4)电源的功率与效率①电源的功率P ：也称为电源的总功率，是电源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：P= IE②电源内阻消耗功率P 内：是电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率，计算式为：P 内= I 2r . ③电源的输出功率P 外：外电路上消耗的功率，计算式为：P 外= IU 外 . ④电源的效率： ⑤电源的输出功率与外电阻R 的关系： 因此可知当电源内外电阻相等时，输出功率最大。
当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小．当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．当R 由小于r 增大到大于r 时，随着R 的增大输出功率先增大后减小(非单调变化)． 4．含容电路的分析技巧电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的电压一定为零(有阻无流，则无电压)．二、交变电流 交变电流的“四值”2222()()4RE E P UI R r R r rR===-++外(1)变压器原、副线圈基本量的关系若升压变压器输出功率为P ，输出电压为U ，降压变压器得到功率为P'，电压为U'，则：输电电流线R U U U P I '-==…………① 输电线损耗功率 )()(22U U I R U U R I P P P '-='-=='-=线损……② 由U P I R I P ==及线耗2可推得 线损R UP P 22=……③由③知，输电电压增大到原来的n 倍，输电导线上损耗功率减少到原来的21n。
第1讲直流电路与交流电路的分析网络构建备考策略1.必须领会的“二种物理思想”和“四种方法”(1)等效思想、守恒思想。
(2)程序法、极限法、分析推理法、守恒法。
2.解决交变电流问题要做到“四看”、“四想”(1)看到“电容器的耐压值”，想到“最大值”。
(2)看到“某时刻某位置”，想到“瞬时值”。
(3)看到“电功、电功率、保险丝的熔断电流和电路中交流电表的读数”，想到“有效值”。
(4)看到“通过电路的电荷量”，想到“平均值”。
3.理想变压器弄清“谁决定谁”的制约关系。
对电压而言，输入决定输出；对电流、电功率而言，输出决定输入。
直流电路的分析与计算直流电路的动态分析【典例1】在如图1所示的电路中，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是()图1A.R2的功率增大B.R3两端的电压减小C.电流表的示数变大D.R1接入电路部分中的电流增大[解析]当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路的总电阻增大，则干路电流I减小，路端电压U增大，R3两端的电压等于路端电压，则可知R3两端的电压增大，则通过R3的电流I3增大，通过R2的电流I2＝I－I3，I减小，I3增大，则I2减小，故R2的功率减小，选项A、B错误；R2两端电压U2也减小，R4两端的电压U4＝U－U2，U增大，U2减小，则可知U4增大，故通过电流表的电流I A增大，电流表的示数变大，选项C正确；流过R1接入电路部分的电流I1＝I2－I A，I2减小，I A增大，则I1减小，选项D错误。
[答案] C直流电路(含电容)的分析与计算【典例2】(2016·全国卷Ⅱ，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2所示电路。
开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2。
Q 1与Q 2的比值为( )图2 A.25 B.12 C.35 D.23[解析] S 断开时等效电路如图甲所示。
P UI P EI U Eη===外 专题四 电路和电磁感应 第一讲 直流电路与交流电路何洁知识主干一、电功和电热电功W ＝qU ＝UIt ；电热Q ＝I 2Rt.(1)对纯电阻电路，电功等于电热，即电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，所以W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2Rt. (2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能(如机械能或化学能等)，所以电功必然大于电热，即W>Q ，这时电功只能用W ＝UIt 计算，电热只能用Q ＝I 2Rt 计算，两式不能通用．（3）电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能；流经非纯电阻电路，消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能．(4)电源的功率与效率①电源的功率P ：也称为电源的总功率，是电源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：P= IE②电源内阻消耗功率P 内：是电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率，计算式为：P 内= I 2r .③电源的输出功率P 外：外电路上消耗的功率，计算式为：P 外= IU 外 .④电源的效率： ⑤电源的输出功率与外电阻R 的关系： 因此可知当电源内外电阻相等时，输出功率最大。
当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小．当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．当R 由小于r 增大到大于r 时，随着R 的增大输出功率先增大后减小(非单调变化)．4．含容电路的分析技巧电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的电压一定为零(有阻无流，则无电压)．二、交变电流2222()()4RE E P UI R r R r r R ===-++外交变电流的“四值”(1)变压器原、副线圈基本量的关系若升压变压器输出功率为P ，输出电压为U ，降压变压器得到功率为P'，电压为U'，则：输电电流 线R U U U P I '-==…………① 输电线损耗功率 )()(22U U I RU U R I P P P '-='-=='-=线损……② 由U P I R I P ==及线耗2可推得 线损R U P P 22=……③ 由③知，输电电压增大到原来的n 倍，输电导线上损耗功率减少到原来的21n 。
考情分析直流电路部分主要考查电路的简化，动态分析，电路故障的分析与判断，含容电路的分析，直流电路中的能量转化问题等等。
交流电路部分主要考查交变电流的产生和描述，交流电四值、变压器的规律，远距离输电等知识点。
从高考的考查重点不难看出，掌握电路的基本结构和基本规律是应对本内容的关键。
考点一 直流电路的分析例1.如图，平行金属板中带电质点P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R 1的阻值和电源内阻相等。
当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，则（ B ）A ．电压表读数增大，电流表读数减小B．电源的输出功率逐渐增大C ．质点P将向上运动D ．R3上消耗的功率逐渐增大考点二 交变电流的产生及描述例2. 如图所示，KLMN 是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框的水平边长为a,竖直边长为b ，线框绕某一竖直固定轴以角速度为ω匀速转动，在MN 边与磁场方向的夹角达到300时，下面结论正确的是（ BC ）A. 此时线框中电流方向是由M 指向NB. 此时产生的瞬时电动势为 BwabC. 此时穿过线框的磁通量为 BabD. 此时ML 边所受安培力方向垂直纸面向里例3. 一个匝数为100匝，电阻为0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。
则线圈中产生交变电流的有效值为（ B ）A ． AB ． AC ．6A D. 5A 考点三 对变压器和远距离输电的考查例4. 如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=22∶5，电阻R 1=R 2=25Ω，D 为理想二极管，原线圈接sin100πt(V)的交流电。
则( C )A ．交流电的频率为100HzB ．通过R 1的电流为 AC ．通过R 2 AD ．变压器的输入功率为200W例5．某发电站的发电机输出交流电压为500 V，输出电功率为50 kW，用电阻为3Ω的输电线向远处用户送电，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V供用户使用，如图不考虑变压器的能量损失，下列说法正确的是（ A ）A. 输电线上的损失功率为300WB. 升压变压器原副线圈匝数之比为1:100C. 输电线中的电流为100AD. 降压变压器的输入电压为4700V考点四交变电流的综合问题例6.如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N内阻不计，绕OO’轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时。
矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是（ AB ）A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωtB．矩形线圈从图示位置经过π/ω时间时，通过电流表的电荷量为0C．当P位置不动,R增大时，电压表读数也增大D．当P位置向上移动、R不变时，电流表读数减小直流电路与交流电路练习题1.如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L标有“2V、0.4W”，开关S接l，当变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。
则（ AD ）A.电源内阻为1ΩB.电动机的内阻为4ΩC.电动机正常工作电压为1VD.电源效率约为93.3%2.某同学设计了一个测定列车加速度的仪器，如右图所示．AB 是一段圆弧形的电阻，O 点为其圆心，圆弧半径为r.O 点下用一电阻不计的金属线悬挂着一个金属球，球的下部与AB 接触良好且无摩擦．A 、B 之间接有内阻不计、电动势为9 V 的电池，电路中接有理想电流表A ，O 、B 间接有一个理想电压表V.整个装置在一竖直平面内，且装置所在平面与列车前进的方向平行．下列说法中正确的有( D )A. 从图中看到列车一定是向右加速运动B ．当列车的加速度增大时，电流表和电压表的读数均增大C ．若电压表显示3 V ，则列车的加速度为0.5gD ．如果根据电压表示数与列车加速度的一一对应关系将电压表改制成一个加速度表，则加速度表的刻度是不均匀的3. 一个小型电热器若接在愉出电压为10V 的直流电源上.消耗电功率为P ;若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为2P 。
如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 （ C ） A .5V B.52V C .10V D.102V4.用电压为380 V 的正弦式交流电给额定电压为220 V 的电灯供电，下列不可能使电灯正常发光的是（ D ） A 、 B 、 C 、 D 、5. 如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u ＝U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻．若U 0＝2202V ，ω＝100π Hz ，则下述结论正确的是( AC )A ．副线圈中电压表的读数为55 VB ．副线圈中输出交流电的周期为1 s 100πC ．原线圈中电流表的读数为0.5 AD ．原线圈中的输入功率为110 2 W6.如图所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd 处于磁感应强度B=T 的水平匀强磁场中，线圈面积S=0.5m 2，内阻不计；线圈绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω=10π rad/s 匀速转动；线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接人一只“12V ，12W ”的灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是（ B ）VARA ．通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB ．变压器原、副线圈匝数之比为10：1C ．矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VD ．若将该灯泡更换为“12 V ，24 W ”的灯泡且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速7.理想变压器原副线圈匝数比n 1：n 2 = 2：1，且分别接有相同的电阻，如图所示，若电源电压为U ，则副线圈的输出电压 ( C )A ．2UB ．3UC ．52 UD ．43U8.图中理想变压器原、副线圈匝数之比n 1：n 2=4：1,原线圈两端连接光滑导轨,副线圈与电阻R 相连组成闭合回路.当直导线AB 在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁线运动时,电流表的读数是12mA,那么的读数为 ( A )A.0B.3mAC.48mAD.与R 值大小有关9.边长为L 、匝数为N ，电阻不计的正方形线圈abcd 在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕转轴OO'转动，轴OO'垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原副线圈的匝数分别为n 1和n 2.线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（ AD ）A ．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大B ．当可变电阻R 的滑片P 向上滑动时，电压表V 2的示数变大C ．电压表V 1示数等于NB ωL 2D ．变压器的输入与输出功率之比为1：1近几年全国高考题赏析10.（20XX年高考·全国卷新课标版17题）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。
现闭合开关，灯泡正常发光。
若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则（ A ）A．U=110V，I=0.2A B．U=110V，I=0.05AC．U=1102V，I=0.2A D．U=1102V，I=0.22A11.（20XX年高考·全国卷新课标版17题）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。
一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。
己知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。
当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW。
设此时原线圈中电流有效值为I，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为（ B ）A ．380V和5.3A B．380V和9.1A C．240V和5.3A D．240V和9.1A12.（20XX年高考·全国卷二新课标版21题）如图一理想变压器原副线圈的匝数分别为n1、n2，原线圈通过一理想电流表接正弦交流电，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。
假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大。
