《高考物理二轮复习题型专练 》专题09 直流电路与交流电路的分析（解析版）

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专题 09　直流电路与交流电路的分析
【要点提炼】
一、理清直流电路知识体系
二、正弦交变电流“四值”的理解与应用
三、理想变压器和远距离输电
1.明确变压器各物理量间的制约关系
2.明辨远距离输电过程的 3个问题
(1)输电线上的电流：I＝＝。
(2)电压损耗：输电线路上 I2＝IR＝I3，总电阻 R导致的电压损耗 UR＝U2－U3＝IRR。输
送电压一定时，用电器增多，则降压变压器的输出电流变大，输电线上的电流增大，电压
损耗增大。
(3)输电线上损失的功率：P损＝I2R线＝R线＝＝U损I。输电线上的损失功率必须与输电
线上的电流和电压相对应，不要把输电线上的输电电压 U和输电导线上损失的电压 ΔU相
混淆，不能用公式 P＝计算输电线上损失的功率。
【方法指导】
一、两种物理思想
1.等效思想：等效电路、等效电源；
2.守恒思想：理想变压器的输入功率等于输出功率。
二、直流电路动态分析的常用方法
　基本思路为“部分→整体→部分”。
1
命题点一：　直流电路的分析与计算
考向一　直流电路的动态分析
【典例 1】如图 1所示，电源电动势为 E，内阻为 r。电路中的 R2、R3分别为总阻值一
定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关 S
闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是(　　)
图1
A.在只逐渐增大光照强度的过程中，电阻 R0消耗的电功率变大，电阻 R3中有向上的电
流
B.只调节电阻 R3的滑动端 P2向上端移动的过程中，电源消耗的功率变大，电阻 R3中
有向上的电流
C.只调节电阻 R2的滑动端 P1向下端移动的过程中，电压表示数变大，带电微粒向下运
动
D.若断开开关 S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动
【解析】　在只逐渐增大光照强度的过程中，光敏电阻阻值减小，则通过电阻 R0的电
流增大；根据热功率公式 P＝I2R可知电阻 R0消耗的电功率变大，电容器两端电压增大，电
容器充电，电阻 R3中有向上的电流，选项 A正确；只调节电阻 R3的滑动端 P2向上端移动
的过程中，电路总电阻不变，则电源输出电流不变，电源消耗的功率不变，选项 B错误；
只调节电阻 R2的滑动端 P1向下端移动的过程中，电容器两端电压增大，电容器充电，带电
微粒所受电场力增大，微粒向上运动；电源路端电压减小，电压表示数变小，选项 C错误；
若断开开关 S，电容器放电，电容器所带电荷量变少，电容器两端电压减小，带电微粒所
受电场力减小，带电微粒向下运动，选项 D错误。
【答案】　A
考向二　含电容器电路的分析与计算
【典例 2】 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 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2
A. B.
C. D.
2
【解析】　断开 S和闭合 S后等效电路分别如图甲、乙所示。根据串联电路的电压与
电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压 U1＝E，U2＝E，C所带的电荷量 Q＝
CU，则 Q1∶Q2＝3∶5，选项 C正确。
【答案】　C
考向三　闭合电路中的能量问题
【典例 3】 某同学将一闭合电路电源的总功率 PE、输出功率 PR和电源内部的发热功率
Pr随电流 I变化的图线画在了同一坐标系中，如图 3中的 a、b、c所示，则下列判断正确的
是(　　)
图3
A.直线 a表示电源内部的发热功率随电流 I变化的图线
B.曲线 b表示电源的总功率随电流 I变化的图线
C.曲线 c表示电源的输出功率随电流 I变化的图线
D.电源的电动势 E＝3 V，内电阻 r＝2 Ω
【解析】　由电源消耗总功率 PE＝EI 和电源内部消耗功率 Pr＝I2r，可知，a是直线，
表示的是电源消耗的总功率 PE；b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率 Pr；c表示
外电阻的功率即为电源的输出功率 PR＝EI－I2r，所以选项 A、B错误，C正确；由图可知，
当短路时电流为 2 A，总功率 PE＝EI＝6 W，则解得电动势 E＝3 V，则内阻 r＝＝ Ω＝1.5
Ω，故选项 D错误。
【答案】　C
【拓展练习】
1.恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变，如图 4所示的电路中电
源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头 P向右移动时，下列说法中正确的是(　　)
图4
3
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