2019年高考物理一輪復習講義：第8章 第2講《電路　電路的基本規(guī)律》(含解析).doc

1、第2講電路電路的基本規(guī)律板塊一主干梳理夯實基礎(chǔ)【知識點1】電阻的串聯(lián)、并聯(lián)1.串、并聯(lián)電路的特點2.電流表、電壓表的改裝(1)小量程電流表(表頭)工作原理：主要由磁場和放入其中可轉(zhuǎn)動的線圈組成。當線圈中有電流通過時，線圈在安培力作用下帶動指針一起偏轉(zhuǎn)，電流越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度越大，從表盤上可直接讀出電流值。三個參數(shù)：滿偏電流Ig，表頭內(nèi)阻Rg，滿偏電壓Ug，它們的關(guān)系：UgIgRg。 (2)電壓表、電流表的改裝電流表、電壓表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的。它們的改裝原理見下表：【知識點2】電源的電動勢和內(nèi)阻1.電動勢(1)定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)部從負

2、極移送到正極所做的功。(2)表達式：E。(3)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)大小的物理量。(4)特點：大小由非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，也跟外電路無關(guān)。2.內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導體組成，也有電阻，叫做電源的內(nèi)阻，常用r表示，它是電源的另一重要參數(shù)?！局R點3】閉合電路的歐姆定律1.閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。(2)公式I(只適用于純電阻電路)；EU外Ir(適用于所有電路)。2.路端電壓與外電阻的關(guān)系3.路端電壓跟電流的關(guān)系(1)關(guān)系式：UEIr。(2)用圖象表示如圖所示，其中縱軸截距為電動勢，橫軸截

3、距為短路電流，斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻。4電路的功率和效率 (1)電源的功率P總EI。 (2)電源內(nèi)部損耗功率P內(nèi)I2r。(3)電源的輸出功率P出UI。(4)電源的效率100%100%。板塊二考點細研悟法培優(yōu)考點1電路的動態(tài)分析拓展延伸1.電路的動態(tài)變化斷開或閉合開關(guān)、滑動變阻器的滑片移動、電阻增大或減小會導致電路電壓、電流、功率等的變化。2.電路動態(tài)分析的方法(1)程序法電路結(jié)構(gòu)的變化R的變化R總的變化I總的變化U端的變化固定支路變化支路。(2)“串反并同”結(jié)論法所謂“串反”，即某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大。所謂“并同”，即某一電阻增

4、大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小。即：R(3)極限法對于因滑動變阻器的滑片滑動引起電路變化的問題，可分析將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端情況，此時還要注意滑片移動引起的電路變化是否是單調(diào)變化，滑片移動過程中是否有極值情況出現(xiàn)。(4)特殊值法對于某些電路問題，可以代入特殊值進行判定，從而得出結(jié)論。例1(多選)如圖所示，四個電表均為理想電表，當滑動變阻器的滑動觸頭P向左端移動時，下列說法中正確的是()A電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大B.電壓表V1的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小C.電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大D.電壓表V2的讀

5、數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小畫出等效電路。提示：嘗試解答選BC。當滑動變阻器的滑動觸頭P向左端移動時，滑動變阻器接入電路的電阻增大，電路中的總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可知，干路中的電流減小，電源內(nèi)阻及R1分的電壓減小，電壓表V1的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小，A錯誤，B正確；由于電壓表V1的讀數(shù)增大，由部分電路歐姆定律可得通過R3的電流增大，則電流表A2的讀數(shù)增大，由I1IR3IR2可知通過R2的電流減小，則電壓表V2的讀數(shù)減小，C正確，D錯誤?？偨Y(jié)升華電路動態(tài)分析的一般步驟(1)弄清局部電路變化所引起的局部電路電阻的變化。(2)根據(jù)局部電路電阻的變化，確定整個電路的外電阻變化。(3)根

6、據(jù)閉合電路歐姆定律I總，確定電路總電流的變化。(4)由U內(nèi)I總r確定電源內(nèi)電壓的變化。(5)由UEU內(nèi)確定路端電壓的變化。(6)確定支路兩端的電壓及通過各支路的電流的變化。如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。當滑動變阻器的滑片P從左端滑到右端時，理想電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對值分別為U1和U2，干路電流為I，下列說法正確的是(燈泡電阻不變)()A.小燈泡L1、L3變暗，L2變亮B.U1與I的比值不變C.U1r時，隨著R的增大輸出功率越來越小。當Rr時，隨著R的增大輸出功率越來越大。當P出C2，由QCU知此時Q1Q2，當S閉合時，穩(wěn)定狀態(tài)下C1與R1并聯(lián)，C2與R2并聯(lián)，電路中電流I2 A，

7、此時兩電阻兩端電壓分別為U1IR16 V、U2IR212 V，則此時兩電容器所帶電荷量分別為Q1C1U13.6105 C、Q2C2U23.6105 C，對電容器C1來說，S閉合后其兩端電壓減小，所帶電荷量也減小，故B、C正確，D錯誤?？偨Y(jié)升華含容電路的分析方法(1)穩(wěn)態(tài)含容直流電路電容器處于穩(wěn)定狀態(tài)時，相當于斷路，此時的電路具有以下兩個特點：電容器所在支路無電流，與電容器直接串聯(lián)的電阻相當于一根無電阻導線；電容器上的電壓就是與含有電容器的那條支路并聯(lián)部分電路的電壓。弄清電路結(jié)構(gòu)是解決穩(wěn)態(tài)含容直流電路問題的關(guān)鍵。(2)動態(tài)含容直流電路若直流電路結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，電容器兩端的電壓往往會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，

8、從而在電路中產(chǎn)生短暫的充放電現(xiàn)象，使電容器的電荷量發(fā)生改變，試題通常要求求出這個電容器所帶電荷的電荷量的改變量及充、放電電流的方向。對于這類問題，要抓住初、末兩穩(wěn)定狀態(tài)，如果變化前后極板所帶電荷的電性相同，那么通過所連導線的電荷量等于初末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差；如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導線的電荷量等于初末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和。應(yīng)用電路的有關(guān)規(guī)律分析出電容器兩極板間的電壓及其變化情況。根據(jù)平行板電容器的電容、電量、電壓等相關(guān)知識進行分析求解。如圖所示，電源電動勢E6 V，內(nèi)阻r1 ，電阻R12 ，R23 ，R37.5 ，電容器的電容C4 F。開關(guān)S原來斷開，現(xiàn)在合上開關(guān)

9、S到電路穩(wěn)定，試問這一過程中通過電流表的電荷量是多少？答案1.92105 C解析S斷開，C相當于斷路，R3中無電流，C兩端電壓即R2兩端電壓U2R23 V。QCU212106 C，且a板帶正電，b板帶負電。S閉合，C兩端電壓即R1兩端電壓，由電路分析：U1R外1.8 V。QCU17.2106 C，且a板帶負電，b板帶正電。故通過電流表的電荷量QQQ1.92105 C?？键c4與電路相關(guān)的圖象問題的分析與計算對比分析兩種圖象的比較例4(多選)如圖所示的UI圖象中，直線為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線為某一電阻R的UI圖線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知()A.R的阻值為1.

10、5 B.電源電動勢為3 V，內(nèi)阻為0.5 C.電源的輸出功率為3.0 WD.電源內(nèi)部消耗功率為1.5 W(1)如何從電阻的UI圖線中求阻值R？提示：求斜率。(2)從電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線中如何求E和r？提示：根據(jù)UEIr，與縱軸的截距表示電動勢E，斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻r。嘗試解答選AD。電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，r1.5 ；電阻R的UI圖線的斜率等于電阻R的阻值，R1.5 ，選項A正確，B錯誤；電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線和電阻R的UI圖線交點縱、橫坐標的乘積表示電源的輸出功率，電源的輸出功率為PUI1.51.0 W1.5 W，選項C錯誤；由EI

11、PPr解得電源內(nèi)部消耗的功率為PrEIP3.01.0 W1.5 W1.5 W，選項D正確?？偨Y(jié)升華UI圖象的一般分析思路(1)明確縱、橫坐標的物理意義。(2)明確圖象的截距、斜率及交點的意義。(3)找出圖線上對應(yīng)狀態(tài)的參量或關(guān)系式。(4)結(jié)合相關(guān)概念或規(guī)律進行分析、計算。2017鄭州模擬(多選)在圖甲所示電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1100 ，R2的阻值未知，R3是一滑動變阻器，在其滑片從最左端滑至最右端的過程中，測得電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖線如圖乙所示，其中圖線上的A、B兩點是滑片在變阻器上的兩個不同端點時分別得到的，則()A電源的電動勢為20 V、內(nèi)電阻為20 B.定值

12、電阻R2的阻值為5 C.定值電阻R2消耗的最大功率為16 WD.滑動變阻器R3的最大阻值為300 答案ABD解析取UA16 V、IA0.2 A，UB4 V，IB0.8 A，利用EUIr，解得：E20 V，r20 ，A正確；當滑片滑到最右端時，R3、R1均被短路，此時外電阻為R2且對應(yīng)圖中B點，則R2 5 ，此時R2上功率最大，P2UBIB3.2 W，故B正確，C錯誤；當滑片位于R3最左端時，R3最大，此時外電阻為R 80 。又因為RR2，解得R3300 ，D正確?？键c5電路故障問題分析拓展延伸電路故障一般是短路或斷路，常見的情況有導線斷芯、燈泡斷絲、燈座短路、電阻器內(nèi)部斷路、接觸不良等現(xiàn)象，檢

13、查故障的基本方法有兩種：1.儀表檢測法(1)電壓表檢測：如果電壓表示數(shù)為零，說明電壓表上無電流通過，則可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段內(nèi)有短路。如果電壓表有示數(shù)，說明電壓表上有電流通過，則在并聯(lián)路段之外無斷路，或并聯(lián)路段內(nèi)無短路。(2)電流表檢測：當電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，可以確定故障的位置。在運用電流表檢測時，一定要注意電流表的正負極和量程。(3)歐姆表檢測：當測量值很大時，表示該處斷路；當測量值很小或為零時，表示該處短路。在運用歐姆表檢測時，外電路一定要切斷電源。2.假設(shè)法已知電路發(fā)生某種故障，尋找故障發(fā)生在何處時，可將整個電路劃分為若干

14、部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運用閉合電路或部分電路的歐姆定律進行推理。推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是發(fā)生在這部分電路；若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路，直到找出發(fā)生故障的全部可能為止，此方法亦稱排除法。例5如下圖是某同學連接的實驗實物圖，A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法進行故障檢查。(1)應(yīng)用多用電表的直流擋進行檢查，選擇開關(guān)置于10 V擋。該同學測試結(jié)果如表1所示，在測試a、b間直流電壓時，紅表筆應(yīng)接觸_(填“a”或“b”)。根據(jù)測試結(jié)果，可判定故障是_。A.燈A短路B燈B短路C.cd段斷路Ddf段斷路 (2)(多選)將開關(guān)斷開，再選擇歐姆擋測

15、試，測量結(jié)果如表2所示，那么檢查出的故障是 ()A.燈A斷路B燈B短路C.燈A、B都斷路Dd、e間導線斷路(1)紅表筆接_，由圖知_電勢高。提示：高電勢a點(2)電壓表有示數(shù)，說明什么？電壓表無示數(shù)說明什么？提示：并聯(lián)路段之外無斷路或并聯(lián)路段內(nèi)無短路并聯(lián)路段有斷路或并聯(lián)路段內(nèi)有短路。嘗試解答(1)a_D_(2)BD。(1)應(yīng)用多用電表判斷電路故障，首先要正確使用多用電表，對多用電表而言，電流應(yīng)從紅表筆流入該表內(nèi)，由題圖能看出a點接電源正極，電勢高于b點電勢，所以紅表筆應(yīng)接觸a。由表1可知，若燈A短路或燈B短路，不會造成A、B燈都不亮，選項A、B錯誤；若cd段斷路，則d、f間不會有示數(shù)，選項C錯

16、誤；d、f間有示數(shù)，則dca干電池bf間無斷路，故d、f段斷路，選項D正確。(2)由表2可知，c、d間有一定的電阻但不是很大，燈A既不短路也不斷路，選項A、C錯誤；d、e間存在很大電阻，表明d、e間導線斷路，選項D正確；e、f間電阻為零，則燈B短路，選項B正確?？偨Y(jié)升華電路中斷路與短路的故障判定首先，認真分析題意，弄清所用的儀表、儀器，然后用“假設(shè)推理法”。假設(shè)一個故障現(xiàn)象存在，然后根據(jù)電路的串、并聯(lián)規(guī)律進行分析、推理，若能得到相應(yīng)的現(xiàn)象或題目中所給的數(shù)據(jù)(如本例中表格中的測量結(jié)果)，就說明這個故障現(xiàn)象存在。在如圖所示的電路中，開關(guān)S閉合后，由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障，電壓表和電流表的讀數(shù)都增大，則可能出現(xiàn)了下列哪種故障 ()A.R1短路BR2短路C.R3短路DR1斷路答案A解析若R1短路，則R2被短路，外電路只有電阻R3接在電源兩端，電流表測量干路電流，電壓表測量路端電壓，兩表示數(shù)均增大，A符合題意；若R2短路，則R1被短路，電流表示數(shù)為零，B不符合題意；若R3短路，則電壓表示數(shù)為零，C不符合題意；若R1斷路，則電流表示數(shù)為零，D不符合題意。故正確答案為A。(12分)如圖所示，電源電動勢E15 V，內(nèi)阻r10 ，定值電阻R90 ，R0為可變電阻，在R0的阻值由零增大到400 的過程中，求：(1)可變電阻R0上消耗的電