2016屆高考物理電磁感應與電路的分析沖刺專題復習
(3)在閉合電路中,任一電阻ri的阻值增大(電路中其余電阻不變),必將引起通過該電阻的電流ii的減小以及該電阻兩端的電壓ui的增大,反之亦然;任一電阻ri的阻值增大,必將引起與之并聯的支路中電流i并的增大,與之串聯的各電阻兩端電壓u串的減小,反之亦然.
4.幾類常見的功率問題
(1)與電源有關的功率和電源的效率
①電源的功率p:電源將其他形式的能轉化為電能的功率,也稱為電源的總功率.計算式為p=ei(普遍適用)或p=e2r+r=i2(r+r)(只適用于外電路為純電阻的電路).
②電源內阻消耗的功率p內:電源內阻的熱功率,也稱為電源的損耗功率.計算式為p內=i2r.
③電源的輸出功率p出:是指外電路上消耗的功率.計算式為p出=u外i(普遍適用)或p出=i2r=e2r(r+r)2(只適用于外電路為純電阻的電路).電源的輸出功率曲線如圖5-3所示.當r→0時,輸出功率p→0;當r→∞時,輸出功率p→0;當r=r時, pmax=e24r;當r<r 時,r增大,輸出功率增大;當r>r時,r增大,輸出功率反而減小.
圖5-3
對于e、r一定的電源,外電阻r一定時,輸出功率只有唯一的值;輸出功率p一定時,一般情況下外電阻有兩個值r1、r2與之對應,即r1<r、r2>r,可以推導出r1、r2的關系為r1r2=r.
④功率分配關系:p=p出+p內,即ei=ui+i2r.
閉合電路中的功率分配關系反映了閉合電路中能量的轉化和守恒關系,即電源提供的電能一部分消耗在內阻上,另一部分輸出給外電路,并在外電路上轉化為其他形式的能.能量守恒的表達式為eit=uit+i2rt(普遍適用)或eit=i2rt+i2rt(只適用于外電路為純電阻的電路).
⑤電源的效率:η=uiei×100%=ue×100%
對純電阻電路有:
η=i2ri2(r+r)×100%=rr+r×100%=11+rr×100%
因此當r增大時,效率η提高.
(2)用電器的額定功率和實際功率
用電器在額定電壓下消耗的電功率叫額定功率,即p額=u額i額.用電器在實際電壓下消耗的電功率叫實際功率,即p實=u實i實.實際功率不一定等于額定功率.
(3)用電器的功率與電流的發熱功率
用電器的電功率p=ui,電流的發熱功率p熱=i2r.對于純電阻電路,兩者相等;對于非純電阻電路,電功率大于熱功率.
(4)輸電線路上的損耗功率和輸電功率
輸電功率p輸=u輸i,損耗功率p線=i2r線=δui.
5.交變電流的四值、變壓器的工作原理及遠距離輸電
(1)交變電流的四值
交變電流的四值即最大值、有效值、平均值和瞬時值.交變電流在一個周期內能達到的最大數值稱為最大值或峰值,在研究電容器是否被擊穿時,要用到最大值;有效值是根據電流的熱效應來定義的,在計算電路中的能量轉換如電熱、電功、電功率或確定交流電壓表、交流電流表的讀數和保險絲的熔斷電流時,要用有效值;在計算電荷量時,要用平均值;交變電流在某一時刻的數值稱為瞬時值,不同時刻,瞬時值的大小和方向一般不同,計算電路中與某一時刻有關的問題時要用交變電流的瞬時值.
(2)變壓器電路的分析與計算
①正確理解理想變壓器原、副線圈的等效電路,尤其是副線圈的電路,它是解決變壓器電路的關鍵.
②正確理解電壓變比、電流變比公式,尤其是電流變比公式.電流變比對于多個副線圈不能使用,這時求電流關系只能根據能量守恒來求,即p輸入=p輸出.