2021新高考物理選擇性考試B方案一輪復(fù)習(xí)學(xué)案：第8章 第2講　電路　電路的基本規(guī)律

第2講電路電路的基本規(guī)律

主干梳理對(duì)點(diǎn)激活

知識(shí)點(diǎn)1電阻的串聯(lián)、并聯(lián)?

1.串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)

串聯(lián)電路并聯(lián)電路

連接形式危

-6

￡±±3—1

電流I=1011/]=h=二hI-102|-+4+…+2

電壓U=畫Ui+S+-+“U=|04|U[=Uz二二Uji

R=廚1111

電阻Ri+&+???+&正南+無(wú)+…+及

電壓分配——

然畫禽7=?i

電流分配——

於回落那回食

功率分配

2.電流表、電壓表的改裝

(1)小量程電流表(表頭)

①工作原理：主要由磁場(chǎng)和放入其中可轉(zhuǎn)動(dòng)的回線圈組成。當(dāng)線圈中有電流

通過(guò)時(shí)，線圈在安培力作用下帶動(dòng)指針一起偏轉(zhuǎn)，電流越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度回

越大,從表盤上可直接讀出電流值。

②三個(gè)參數(shù)：滿偏電流腦表頭內(nèi)阻心，滿偏電壓Ug,它們的關(guān)系：Ug=/gHg。

(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(jiàn)下表:

改裝為電壓表改裝為大量程電流表

原理串聯(lián)較大電阻分壓并聯(lián)較小電阻分流

改裝

尸，3:

原理圖?14-I*a-

?--------u--------]

U=I《Rg+R)IgRg=(J-IgrR

分壓電

所以/?=1_&=("1)&所以R=*=居

阻或分/一/gn—I

流電阻UI

〃二an=k

RRgRg

改裝后電Rv=Rg+R=〃Rg>RgRA=R+Rg=〃<Rg

表內(nèi)阻(〃為量程擴(kuò)大倍數(shù))

(〃為量程擴(kuò)大倍數(shù))

知識(shí)點(diǎn)2電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1

1.電動(dòng)勢(shì)

(1)定義：電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于畫非靜電力把1C的正電荷在網(wǎng)電源內(nèi)部從

負(fù)極移送到正極所做的功。

⑵表達(dá)式：

(3)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)大小的物理量。

(4)特點(diǎn)：大小由同非靜電力的特性決定,跟電源的體積無(wú)關(guān)，也跟外電路無(wú)

關(guān)。

2.內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成，也有電阻，叫做電源的畫內(nèi)阻,常用廣

表示，它是電源的另一重要參數(shù)。

知識(shí)點(diǎn)3閉合電路的歐姆定律II

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(dòng)勢(shì)成間正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之

和成畫反比。

(2)公式

①/二畫后(只適用于純電阻電路);

②E=畫U竺+/r(適用于所有電路)o

2.路端電壓與外電阻的關(guān)系

U=IR=ER=E

R+r.r

X+

一般情況R

當(dāng)R增大時(shí)，晌增大

①當(dāng)外電路斷路時(shí)，/=0,U=畫巨

特殊情況

②當(dāng)外電路短路時(shí)，/短=畫亨，u=o

3.路端電壓跟電流的關(guān)系

(1)關(guān)系式：U=畫互二"。

⑵用圖象表示如圖所示，其中縱軸截距為函電動(dòng)勢(shì)，橫軸截距為回香曙電

流，斜率的絕對(duì)值為|7口電源的內(nèi)阻。

4.電路的功率和效率

(1)電源的功率「總=回短。

⑵電源內(nèi)部損耗功率P內(nèi)=回區(qū)。

⑶電源的輸出功率P出=回”。

(4)電源的效率”詈乂100%=回孑X100%o

5.歐姆表的原理

⑴構(gòu)造：歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。

08'0

（2）工作原理：由閉合電路的歐姆定律/=6二石2T，可知R'與電流/相對(duì)

Kg+A+r+Kx

應(yīng)。

（3）刻度的標(biāo)定：紅、黑表筆短接（被測(cè)電阻&=0）時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使/

=&電流表的指針達(dá)到滿偏。

①當(dāng)/=/g時(shí)，R=0,在滿偏電流及處標(biāo)為“0”（圖甲）。

②當(dāng)/=0時(shí)，R~8,在/=0處標(biāo)為“8"（圖乙）。

③當(dāng)/=當(dāng)時(shí)，R=Rg+R+r,此電阻等于歐姆表的內(nèi)阻，也叫中值電阻（圖丙）。

（4）電源極性：紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極，黑表筆接內(nèi)部電源的正極。

雙基夯賣

-堵點(diǎn)疏通

1.無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，只要其中電阻變大，總電阻就變大。（）

2.電流計(jì)改裝電壓表時(shí)，串聯(lián)的電阻越大，改裝的電壓表的量程越大。（）

3.電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路無(wú)關(guān)，由電源中非靜電力的性質(zhì)決定，但與電源的

體積有關(guān)。（）

4.閉合電路中外電阻越大，路端電壓越大。（）

5.外電阻越大，電源的輸出功率越大。（）

6.電源的輸出功率越大，電源的效率越高。（）

答案1.V2.V3.X4.V5.X6.X

二對(duì)點(diǎn)激活

1.（人教版選修3-114513改編）（多選）下列關(guān)于電池的說(shuō)法正確的是（）

A.同一種干電池，舊電池比新電池的內(nèi)阻大、容量小

B.電源電動(dòng)勢(shì)E與通過(guò)電源的電流/的乘積E/表示電源內(nèi)部靜電力的功率

c.1號(hào)干電池比5號(hào)干電池的電動(dòng)勢(shì)小、容量大

D.當(dāng)通過(guò)同樣的電荷量時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為2V的蓄電池比電動(dòng)勢(shì)為1.5V的干電

池提供的電能多

答案AD

解析同一種干電池，不論是1號(hào)還是5號(hào)，其電動(dòng)勢(shì)皆為1.5V,但體積大

的電池容量較大；電池使用時(shí)間越長(zhǎng)，容量越小，內(nèi)阻越大，故A正確，C錯(cuò)誤；

電源的電動(dòng)勢(shì)表示的是非靜電力做功的本領(lǐng)，也就是電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為

電能的本領(lǐng)，非靜電力做的功大小等于電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的多少，W

=Eq,電動(dòng)勢(shì)越大，通過(guò)相同的電荷量時(shí)非靜電力做的功越多，電源提供的電能

越多，電動(dòng)勢(shì)E與通過(guò)電源的電流/的乘積以表示在電源內(nèi)部非靜電力的功率，

故B錯(cuò)誤，D正確。

2.（人教版選修3-1十5214改編）如圖是有兩個(gè)量程的電壓表，當(dāng)使用a、b兩

個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0?10V,當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為。?100V。

6?dI)be

10V100V

已知電流表的內(nèi)阻Hg為500Q,滿偏電流/g為1mA,則電阻R、&的值為（）

A.9500Q90000QB.90000Q9500Q

C.9500Q9000QD.9000Q9500Q

答案A

解析接。小時(shí)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)有R總=舟+R=卷得島*-七=9500Qo

接a、c時(shí)，同理有R總，=Ri+R2+Rg碟得及=，一Rg-R=90000C0

3.（人教版選修3-1.P63-TI改編）一個(gè)電源接8Q電阻時(shí)，通過(guò)電源的電流為

0.15A,接13。電阻時(shí)，通過(guò)電源的電流為0.10A,則電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別

為（）

A.2V1.5QB.1.5V2。

C.2V2QD.1.5V1.5Q

答案B

解析由閉合電路歐姆定律得E=/i(R+r),E=/2(/?2+r),代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得廠

=2Q,E=1.5Vo

4.如圖所示的三個(gè)電路圖，是串聯(lián)電路，是并聯(lián)電路。

答案AB、C

解析判斷電路是串聯(lián)的還是并聯(lián)的，最好的辦法是從圖中電源的正極出發(fā)，

用鉛筆輕輕地沿電流的路徑“走”上一圈，回到電源的負(fù)極。在這一圈中，如果

一直沒(méi)有“分岔”，即出現(xiàn)支路，則為串聯(lián)電路；如果“分岔”，各支路電流匯

合后又流回負(fù)極，則為并聯(lián)電路。

5.(人教版選修3-LP63-T5改編)用電動(dòng)勢(shì)為L(zhǎng)5V、內(nèi)阻為1.0Q的干電池5

節(jié)串聯(lián)，給一個(gè)“6.0V0.6W”的用電器供電。

(1)求該用電器的額定電流；

(2)若要使該用電器在額定電壓下工作，電路中還需要串聯(lián)一個(gè)阻值多大的電

阻？

(提示：串聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)等于各個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)之和；串聯(lián)電池組的內(nèi)阻

等于各個(gè)電池內(nèi)阻之和。)

答案(1)0.1A(2)10Q

解析(1)用電器的額定電流/。=會(huì)=警A=0.1A。

(2)設(shè)5節(jié)干電池串聯(lián)，總電動(dòng)勢(shì)為瓦總內(nèi)阻為r,串聯(lián)的電阻阻值為其

兩端電壓為U,貝

E=5Eo=5X1.5V=7.5V,r=5n)=5XlQ=5Q,

根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=/()(/?+r)+Uo,

代入數(shù)據(jù)解得A=10。。

考點(diǎn)細(xì)研悟法培優(yōu)

考點(diǎn)1電路的動(dòng)態(tài)分析

1.判定總電阻變化情況的規(guī)律

(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減

小)。

(2)若開(kāi)關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，電路的總電阻增大；若開(kāi)關(guān)的通、

斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，電路的總電阻減小。

(3)在如圖甲所示分壓電路中，滑動(dòng)變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R

并與用電器并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、8兩端的總電阻與R串的變化趨

勢(shì)一致。

(4)在一個(gè)定值電阻R和一個(gè)可變電阻描組成的如圖乙所示的電路中，若

RoeR,則當(dāng)兩個(gè)并聯(lián)支路的電阻值相等時(shí)，a、8兩端的總電阻最大；若Ro<R,

則兩支路電阻值越接近，b間的總電阻越大。即“阻差小，總阻大；阻差大，

總阻小”。

2.電路動(dòng)態(tài)分析的方法

(1)程序法

電路結(jié)構(gòu)的變化一A的變化-R總的變化一/總的變化—。端的變化一固定支路

［并聯(lián)分流/

士,八L一一變化支路。

［串聯(lián)分壓U

(2)“串反并同”結(jié)論法

①所謂“串反”，即某一電阻增大時(shí)，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。

②所謂“并同”，即某一電阻增大時(shí)，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。

(3)極限法

對(duì)于因滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可分析將滑動(dòng)變阻器的

滑片分別滑至兩個(gè)極端情況，此時(shí)還要注意滑片移動(dòng)引起的電路變化是否是單調(diào)

變化，滑片移動(dòng)過(guò)程中是否有極值情況出現(xiàn)。

(4)特殊值法

對(duì)于某些電路問(wèn)題，可以代入特殊值進(jìn)行判定，從而得出結(jié)論。

例1如圖所示電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器氏的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的

是()

A.A的功率增大

B.R兩端的電壓減小

C.電流表的示數(shù)變大

D.R的電流增大

0解題探究I(1)判斷電路結(jié)構(gòu)常用哪些方法?

提示：電流路徑法、節(jié)點(diǎn)法。

⑵試畫出等效電路圖。

提示：

嘗試解答選C。

當(dāng)滑動(dòng)變阻器Ri的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，其接入電路的電阻增大，外電路總電阻

增大，則干路電流/減小，路端電壓U增大，R3兩端的電壓等于路端電壓，則砧

兩端的電壓增大，通過(guò)&的電流/3增大，通過(guò)&的電流/2=/-/3,/減小，/3增

大，則〃減小，故足的功率減小，電壓U2也減??；Rl、七的并聯(lián)電壓。并=。-

U2,U增大，U2減小，則U并增大，故通過(guò)電流表的電流/A增大，電流表的示數(shù)

變大，通過(guò)島的電流人=/2-〃，/2減小，/A增大，則力減小，故只有C正確。

:國(guó)翳g）得

電路動(dòng)態(tài)分析的一般步驟

⑴弄清局部電路變化所引起的局部電路電阻的變化。

⑵根據(jù)局部電路電阻的變化，確定整個(gè)電路的外電阻如何變化。

E

⑶根據(jù)閉合電路歐姆定律/總=丁丁，確定電路總電流如何變化。

（4）由。內(nèi)=/總/?確定電源內(nèi)電壓如何變化。

（5）由內(nèi)確定路端電壓如何變化。

（6）確定支路兩端的電壓及通過(guò)各支路的電流如何變化。

[變式1-1]（2019.福建福州期末質(zhì)檢）（多選）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻

r一定，舟、R2是定值電阻，&是光敏電阻（光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度的增大而變

小），電流表和電壓表均為理想電表。閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)照射到R3的光照強(qiáng)度變化時(shí)，

R2功率變大，以下判斷正確的是（）

電流表示數(shù)一定變小

電壓表示數(shù)一定變小

C.火3的功率一定變大

D.照射到R3的光照強(qiáng)度一定增大

答案BD

解析由于R2功率變大，根據(jù)P=I-R可知通過(guò)&的電流增大，根據(jù)“串反

并同”可得R3的阻值減小，照射到心的光照強(qiáng)度一定增大，電路總電阻減小，電

路總電流增大，電源內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，所以電壓表示數(shù)減小，電流表

示數(shù)增大，故B、D正確，A錯(cuò)誤；R的阻值減小，通過(guò)合的電流增大，由于必

與八R、尺的定量關(guān)系不確定，治的功率變化無(wú)法確定，不一定變大，故C錯(cuò)

誤。

［變式1-2］如圖所示，電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值％閉合開(kāi)

關(guān)，電路穩(wěn)定后，將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，理想電壓表VhV2、V3示數(shù)變化

量的絕對(duì)值分別為△□、AS、blh,理想電流表A示數(shù)變化量的絕對(duì)值為△/,下

列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.A的示數(shù)增大B.V2的示數(shù)增大

C.與△/的比值大于rD.AUi大于AS

答案B

解析理想電壓表V|、V2、V3的示數(shù)分別是定值電阻兩端的電壓、路端電壓、

滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，理想電流表A的示數(shù)是干路中的電流?；瑒?dòng)變阻器滑片

向下滑動(dòng)，其有效電阻變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，干路中的電流增大，A

示數(shù)增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，即V2示數(shù)減小，故A正確，B錯(cuò)誤；因

為等=R,等=乙瞽二/+心故C正確；blh=Mr、At/i=A//?o又因R>r,

故△U2<AUI,故D正確。

考點(diǎn)2電路的功率和效率問(wèn)題搦

1.電源的總功率

「總=￡/=〃外/+〃內(nèi)/=2出+「內(nèi)。

￡2

若外電路是純電阻電路，則有P總=產(chǎn)伊+「）=二7

2.電源內(nèi)部消耗的功率

P內(nèi)=Fr=U內(nèi)/=尸總-P出。

3.電源的輸出功率

(1)對(duì)任意電路：Piii=UI=EI-l2r=p^-p內(nèi)。

⑵純電阻電路，則有：

2

_2UR_E

P出iR=(R+r￥=(R_r)2-°

^~十圻

由上式可以看出

①當(dāng)H=r時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm=金。

②當(dāng)「時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小。

③當(dāng)H</?時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大。

④當(dāng)產(chǎn)出<Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻吊和故,且照次2=兒

⑤p出與R的關(guān)系如圖所示。

4.電源的效率

⑴任意電路

P出u

^=-^X100%=TX100%

尸總E

⑵純電阻電路

R

-^―X100%

rj=--X100%=

'R+r

因此R越大，〃越大；當(dāng)R=r時(shí)，電源有最大輸出功率，效率僅為50%。

例2如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻為1Q,保護(hù)電阻Ro=O.5Q,

R為電阻箱。求:

(1)要使品)消耗的電功率最大，R應(yīng)取多大阻值，Ro消耗的電功率最大值為多

少？

⑵當(dāng)電阻箱R的讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R消耗的功率最大，這個(gè)最大值為多

少？

⑶當(dāng)電阻箱R的讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大，這個(gè)最大值為多少?

I解題探究Il(l)R)為定值電阻，R。消耗的功率要想最大，則電流應(yīng)滿足什么條

件？

提示：電流最大。

(2)什么時(shí)候電阻箱R消耗的功率最大？

提示：當(dāng)R=r'時(shí)，其中r'=r+/?0o

(3)什么時(shí)候電源輸出功率最大？

提示：內(nèi)阻等于外阻時(shí)。

嘗試解答(1)/?=0Poniax=8W.(2)R=1.5QPRmM=6W(3)/?=

05C尸里皿x=9_W

⑴因Ho是定值電阻P。=-Ho=

當(dāng)R=0時(shí)，Po最大P()max=(Ro+廠)2&=8W。

⑵把保護(hù)電阻R。和電源內(nèi)阻等效成內(nèi)阻，即=r+Ro=L5Q

隹

當(dāng)/?=/時(shí)，R消耗功率最大，^ax=—^7-^=6Wo

(?+r)

(3)電源的輸出功率「出=標(biāo)「)2

當(dāng)H外二廠時(shí)，P出最大，即R+R)=r

序

R=0.5。時(shí)，P出max=a=9W。

廠圖圖用翳..............................

?!

閉合電路歐姆定律中功率的最值問(wèn)題

⑴定值電阻的功率：P定=角？

R為定值電阻，戶定只與電流有關(guān)系，當(dāng)R外最大時(shí)，/最小，P定最小，當(dāng)R外

最小時(shí)，/最大，P定最大。

￡2

(2)電源的輸出功率:當(dāng)一外=「時(shí),P出最大,Pm=#

(3)變化電阻的功率的最大值

利用等效思想，把除變化電阻之外的其他的定值電阻等效成電源的內(nèi)阻「'，

則變化電阻的功率即為等效以后的電源的輸出功率，即當(dāng)式變=「'時(shí)，P變有最大

值。

［變式2-1］將一電源與一電阻箱連接成閉合回路，測(cè)得電阻箱所消耗功率P

與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖所示，由此可知()

A.電源最大輸出功率可能大于45W

B.電源內(nèi)阻一定等于5。

C.電源電動(dòng)勢(shì)為45V

D.電阻箱所消耗功率P最大時(shí)，電源效率大于50%

答案B

解析由于題述將一電源與一電阻箱連接成閉合電路，電阻箱所消耗功率P

等于電源輸出功率。由電阻箱所消耗功率「與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線可知，電

阻箱所消耗功率P最大為45W,所以電源最大輸出功率為45W,A錯(cuò)誤；由電

源輸出功率最大的條件可知，電源輸出功率最大時(shí)，外電路電阻等于電源內(nèi)阻，

所以電源內(nèi)阻一定等于5C,B正確；由電阻箱所消耗功率P最大值為45W可知，

此時(shí)電阻箱讀數(shù)為R=5Q,電流/=\K=3A,電源電動(dòng)勢(shì)E=/(H+r)=30V,

C錯(cuò)誤；電阻箱所消耗功率P最大時(shí)，電源效率為50%,D錯(cuò)誤。

［變式2-2］如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻/*=1C,定值電阻/?=R

=1C,滑動(dòng)變阻器的最大阻值由=3Qo若閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P

從右向左滑動(dòng)，已知兩電表均為理想電表，則下列說(shuō)法正確的是()

A.電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)增大

225

B.定值電阻R上消耗的功率增大，最大值為才W

C.電源輸出功率先變小后變大，電源效率一定增大

D.滑動(dòng)變阻器消耗的功率先變大后變小

答案D

解析若閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P從右向左滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入

電路的阻值增大，電路總電阻增大，干路電流減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，

電壓表示數(shù)增大，因總電流減小，且通過(guò)R的電流增大，所以電流表示數(shù)減小，A

錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，路端電壓最大，定值電阻R上消耗

R(Ri+&)R外8

的功率最大，此時(shí)外電阻/?外=方==0.8Q,路端電壓。=牛二=彳V,

所以定值電阻R消耗的功率PR=菁瑞W,B錯(cuò)誤；電源的內(nèi)阻和外電路電阻相

等時(shí)，外電路消耗的功率最大，當(dāng)滑片P從右向左滑動(dòng)時(shí)，外電路電阻的變化范

圍是0.5?0.8Q,所以電源的輸出功率一直變大，效率一定增大，C錯(cuò)誤；設(shè)R2

中電流為九，R中電流為h,則h(R\+&)=hR,E=(/i+I2)r+中R+Ri),Pi=曲2,

ER1

聯(lián)立得由此可知，可將電源(瓦廠)與R看成內(nèi)阻為r'

P2=r+R(rR)2/?2

r+R+RI+&

=緇，電動(dòng)勢(shì)舞的新電源，滑片「從右向左滑動(dòng)，當(dāng)心」'+R-L5

C時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率達(dá)到最大值，則滑動(dòng)變阻器消耗的功率先變大后變

小，D正確。

考點(diǎn)3含電容器電路的分析鐲

1.電容器的簡(jiǎn)化處理：電路穩(wěn)定后，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以把電容器所處電路作為斷

路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以將該斷路去掉，求電荷量時(shí)在相應(yīng)位置再補(bǔ)上。

2.電阻的簡(jiǎn)化處理：電路穩(wěn)定后，與電容器同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線。

3.電荷變化量的計(jì)算：電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放

電。若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電容器兩端電壓降低，電容器將

通過(guò)與它連接的電路放電。

(1)由AQ=C△。計(jì)算電容器上電荷量的變化。

(2)如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量等于初、

末狀態(tài)電容所帶電荷量之差。

(3)如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量等于初、

末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和。

例3如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì)，電容器電容為C,

電阻R：凡：/?3：&=3：2:1:1,開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，現(xiàn)將S閉合，由S閉合到電路

穩(wěn)定的過(guò)程中通過(guò)R3的電量是()

EC

A.5

3EC

C.虧D.EC

I解題探究I1(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，&中有電流通過(guò)嗎?

提示：沒(méi)有。

⑵開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電容器。與哪個(gè)電阻并聯(lián)?

提示：R\o

嘗試解答選

當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，C相當(dāng)于斷路，&、R中無(wú)電流，電容器兩端電壓為肥兩

2FC

端電壓，上端帶正電，Qi=CUi=M，開(kāi)關(guān)S閉合后，電容器與用并聯(lián)，上端

3EC

帶負(fù)電，。2=。。2=不一，則S由斷開(kāi)到閉合到電路穩(wěn)定的過(guò)程中流過(guò)R3的電量Q

=Q\+Q2=EC,故D正確。

「國(guó)爵翳圖

分析電容器所帶電荷量的變化要注意以下兩點(diǎn)

(1)把電容器當(dāng)成斷路簡(jiǎn)化電路圖，按照電路動(dòng)態(tài)分析的基本方法來(lái)分析各部

分電路電壓與電流的變化。

(2)電路穩(wěn)定時(shí)，找到與電容器并聯(lián)的電阻，而電容器兩極板的電壓等于與之

并聯(lián)的電阻兩端的電壓。

[變式3](2019?石家莊模擬)在如圖所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動(dòng)

勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r,R、&為定值電阻，取為滑動(dòng)變阻器，C為電容器，A、V

為理想電流表和電壓表。在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭尸自。端向。端滑動(dòng)的過(guò)程中，下

列說(shuō)法中正確的是()

A.電壓表示數(shù)變小

B.電流表示數(shù)變小

C.電容器C所帶電荷量增多

D.a點(diǎn)的電勢(shì)降低

答案D

解析在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自。端向匕端滑動(dòng)的過(guò)程中，變阻器接入電路

的電阻減小，外電路總電阻減小，干路電流/增大，電阻R兩端電壓增大，則電

壓表示數(shù)變大，A錯(cuò)誤；電阻R2兩端的電壓U2=E-/(Ri+r),/增大，則S變小,

電容器兩板間電壓變小，其所帶電荷量減小，C錯(cuò)誤；根據(jù)外電路中順著電流方向，

電勢(shì)降低，可知。點(diǎn)的電勢(shì)大于零，。點(diǎn)的電勢(shì)等于&兩端的電壓，。2變小，則

。點(diǎn)的電勢(shì)降低，通過(guò)R2的電流/2減小，D正確；通過(guò)電流表的電流〃I

增大，〃減小，則/A增大，即電流表示數(shù)變大，B錯(cuò)誤。

對(duì)比

考點(diǎn)4兩類U-I圖象的分析與計(jì)算分析

兩種圖象的比較

物理意義

圖象上的特征

電源U-/圖象電阻圖象

K

圖形

01

圖象表示的物理量變化電源的路端電壓隨電路電電阻兩端電壓隨電流的變

關(guān)系流的變化關(guān)系化關(guān)系

與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)

過(guò)坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒(méi)有

圖線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)勢(shì)E,與橫軸交點(diǎn)表示電源

E電壓時(shí)電流為零

短路電流：

圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)的乘

表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率

積U/

圖線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的U、表示外電阻的大小，不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值，表示

/比值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同此電阻的大小

圖線的斜率的大小內(nèi)電阻廠電阻大小

在同一坐標(biāo)系中，兩圖線交點(diǎn)坐標(biāo)（“，In）,既表示用

該電源與該電阻組成回路時(shí)的路端電壓和電路中的電

聯(lián)系

流，也表示電阻兩端電壓及其電流；P=既表示此

時(shí)電源的輸出功率，也表示此時(shí)電阻的實(shí)際功率

例4如圖所示，直線A為某電源的U-/圖線，曲線8為某小燈泡的U-/圖線,

用該電源和小燈泡組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率和電源的總功率分別是（）

A.4W,8WB.2W,4W

C.2W,3WD.4W,6W

o解題探究I(D由電源的u-/圖知電源電動(dòng)勢(shì)為多少?

提示：E=3Vo

(2)兩個(gè)U-/圖線的交點(diǎn)的意義是什么？

提示：表示電路的工作點(diǎn)，此時(shí)燈泡兩端電壓為2V,工作電流為2A。

嘗試解答選D。

電源的S/圖線A在縱軸上的截距表示電源電動(dòng)勢(shì)為E=3V,圖線A、8的

交點(diǎn)表示電路工作點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的工作電壓為U=2V,工作電流為/=2A。用該電源

和小燈泡組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率P出="=4W,電源的總功率「總=

E/=6W,D正確。

:圖翁弗露.............................

?I

解答U-/圖象相關(guān)問(wèn)題時(shí)要注意的兩點(diǎn)

(1)電源S/圖線的縱坐標(biāo)U不以零開(kāi)始的話，橫軸的截距小于短路電流，求

電源內(nèi)阻尸時(shí)可以用r=端。

(2)對(duì)于燈泡等非線性元件的閉合電路問(wèn)題，只能根據(jù)U-I圖象計(jì)算。電源和

元件的U-I圖線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)該電源與該元件組成回路時(shí)該元件的工作電壓和工作

電流。

［變式4］如圖所示，直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線，直線仄

。分別是電阻幻、&的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線，若將這兩個(gè)電阻分別接到這

個(gè)電源上，貝女)

/(>

4~2

A.Ri接在電源上時(shí)，電源的效率高

B.&接在電源上時(shí)，電源的效率高

C.吊接在電源上時(shí)，電源的輸出功率大

D.電源的輸出功率一樣大

答案A

P出UIU

解析電源的效率〃=元=荷=三,效率與路端電壓成正比，舟接在電源上時(shí)

路端電壓大，效率高，故A正確，B錯(cuò)誤。由圖線的交點(diǎn)讀出凡接在電源上時(shí)U

3131

=4^>>/=/，電源的輸出功率尸1=5=而%/。，及接在電源上時(shí)。=2^),1'

=170,電源的輸出功率P2=U'/'=*0/。，故c、D均錯(cuò)誤。

考點(diǎn)5電路故障分析栩

電路故障一般是短路或斷路，常見(jiàn)的情況有導(dǎo)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。

1.兩種常見(jiàn)電路故障的特點(diǎn)

(1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零。

(2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過(guò)電路但用電器或電

阻兩端電壓為零。

2.檢查電路故障的兩種基本方法

(1)儀表檢測(cè)法

①電壓表檢測(cè)：如果電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電壓表上無(wú)電流通過(guò)，則可能在

與電壓表并聯(lián)的路段之外有斷路，或與電壓表并聯(lián)的路段完全短路。

如果電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表上有電流通過(guò)，則在與電壓表并聯(lián)的路段之

外無(wú)斷路，且與電壓表并聯(lián)的路段內(nèi)電阻值不為零(可能無(wú)短路，也可能部分短路)。

②電流表檢測(cè)：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)量各部分電路上的電流,

通過(guò)對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置。在運(yùn)用電流表檢測(cè)時(shí)，一定要注意

電流表的正負(fù)極和量程。

③歐姆表檢測(cè)：當(dāng)測(cè)量值很大時(shí)，表示該處斷路；當(dāng)測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí),

表示該處短路。在運(yùn)用歐姆表檢測(cè)時(shí)，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(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干

部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律

進(jìn)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如圖是某同學(xué)連接的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖，A、B燈都不亮，他采用下列兩種方

法進(jìn)行故障檢查。

(1)應(yīng)用多用電表的直流擋進(jìn)行檢查，選擇開(kāi)關(guān)置于10V擋。該同學(xué)測(cè)試結(jié)果

如表1所示，在測(cè)試匕間直流電壓時(shí)，紅表筆應(yīng)接觸_______(填“優(yōu)或"”)。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，可判定故障是________o

A.燈A短路B.燈B短路

C.〃段斷路D.4段斷路

表1

測(cè)試點(diǎn)電壓示數(shù)

。、b有示數(shù)

b、c有示數(shù)

c、d無(wú)示數(shù)

d、f有示數(shù)

表2

測(cè)試點(diǎn)指針偏轉(zhuǎn)情況

c、d

d、e

e、fO

⑵將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，再選擇歐姆擋測(cè)試，測(cè)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(dǎo)線斷路

解題探究I(1)紅表筆接.電勢(shì)，由圖知電勢(shì)高。

提示：高a點(diǎn)

(2)電壓表有示數(shù)，說(shuō)明什么？電壓表無(wú)示數(shù)說(shuō)明什么？

提示：并聯(lián)路段之外無(wú)斷路且并聯(lián)路段內(nèi)電阻不為零。并聯(lián)路段之外有斷路

或并聯(lián)路段完全短路。

嘗試解答⑴。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(duì)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。點(diǎn)接電源正極，電勢(shì)高于。點(diǎn)電勢(shì)，

所以紅表筆應(yīng)接觸

由表1可知，a、8間，b、c間，d、/間均有示數(shù)，c、d間無(wú)示數(shù)，說(shuō)明d、/

之外路段無(wú)斷路，且"、/間有電阻，而燈不亮，則從/間有斷路，C錯(cuò)誤，D正

確；至于燈A、燈8是否短路，則無(wú)法判斷，A、B錯(cuò)誤。

(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，

A、C錯(cuò)誤；d、e間存在很大電阻，表明仄e間導(dǎo)線斷路，D正確；e、/間電阻

為零，則燈B短路，B正確。

廠國(guó)爵辟媽....................................

t!

電路中斷路與短路的判定

首先，認(rèn)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(gè)故障現(xiàn)象存在，然后根據(jù)電路的串、并聯(lián)規(guī)律進(jìn)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)(如本例表格中的測(cè)量結(jié)果)，就說(shuō)明這個(gè)故障現(xiàn)象

存在。

［變式5-1］（多選）如圖所示為一電路板的示意圖，a、b、c、［為接線柱，a、

d與220V的交流電源連接，ab間、兒間、cd間分別連接一個(gè)電阻?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)電路

中沒(méi)有電流，為檢查電路故障，用一交流電壓表分別測(cè)得b.d兩點(diǎn)間以及a、c

兩點(diǎn)間的電壓均為220V,由此可知（）

A.ab間電路通，cd間電路不通

B.ab間電路不通，be間電路通

C.出7間電路通，兒間電路不通

D.be間電路不通，cd間電路通

答案CD

解析電壓表接Ad兩點(diǎn)間以及c兩點(diǎn)間時(shí)，測(cè)得電壓均為220V,說(shuō)明

b、c兩點(diǎn)間不通，其他部分電路良好，C、D正確。

［變式5-2］（多選）某同學(xué)按如圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電壓表內(nèi)阻看成無(wú)限大，電

流表內(nèi)阻看成零。實(shí)驗(yàn)中由于電路發(fā)生故障，發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了（但不為零）,

若這種情況的發(fā)生是由用電器引起的，則可能的故障原因是（）

E

A.A短路B.Rp短路

C.R斷路D.&斷路

答案BD

解析若&短路，因電流表內(nèi)阻看做零，兩電壓表示數(shù)為零，與題不符，故

A錯(cuò)誤；若必短路，兩電壓表都測(cè)量后兩端電壓；示數(shù)相同而且不為零，所以B

正確；若R斷路，位測(cè)&的電壓，?測(cè)心和口串聯(lián)的電壓，?示數(shù)大于0示數(shù),

故C錯(cuò)誤；若R2斷路，??均測(cè)治的電壓，示數(shù)相同，而且都不為零，故D正

確。

啟智微專題答卷現(xiàn)場(chǎng)4“等效電源法”的應(yīng)用

幽（12分）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=15V,內(nèi)阻r=10。，定值電阻R=90Q,

R）為可變電阻，在扁的阻值由零增大到400Q的過(guò)程中，求：

⑴可變電阻R。上消耗的電功率最大的條件和最大功率;

⑵定值電阻R和電源內(nèi)阻「上消耗的功率之和的最小值;

⑶定值電阻R上消耗最大功率的條件及最大值。

試卷抽樣評(píng)析指導(dǎo)

1.失分點(diǎn)①：求定值電阻上最大功率的

方法錯(cuò)誤，扣2分

解u瓜瞰電阻處匚而把例a功中外

失分原因：等效電源法的條件沒(méi)掌握。

職俊，招電誦快視^奴電源，

當(dāng)/時(shí)，々。上功亨般人補(bǔ)償建議：等效電源法內(nèi)阻需要是一定

國(guó)匐二忌尸前"V

值。

⑴”。二碗C味包洗條小

1規(guī)范解答：R上功率最大時(shí)，即Ro=o

L二—AMl”二2075nA

時(shí)，也就是電流/最大時(shí)。

只和r3向耗覦工碑％即人彼

以漢二「伏〃2.失分點(diǎn)②：求解錯(cuò)誤

U）兌濟(jì)自電殂&二3自耗例極大訪君摳失分原因：前面方法錯(cuò)。

電滔$R,才必方4枚電箱、.X0-2

補(bǔ)償建議：選對(duì)規(guī)律方法。

*，砰及kW用，

p

灶彖大?力洋嬴工怨，什廣〃規(guī)范解答：當(dāng)R）=0時(shí)，1==0.15

K+r

X?-2

A

Pmax'=I2R=2.025W

3.將電源與和它串聯(lián)的定值電阻組成新

電源

°iI1D°-I1:°

;Erj：E'fj

(a)(b)

E'=E,r'=R\+r

高考模擬隨堂集訓(xùn)

1.（2019.江蘇高考）如圖所示的電路中，電阻H=2Q。斷開(kāi)S后，電壓表的讀

數(shù)為3V;閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V,則電源的內(nèi)阻「為（）

A.1QB.2Q

C.3QD.4Q

答案A

解析當(dāng)S斷開(kāi)后，電壓表讀數(shù)為U=3V,可知電源電動(dòng)勢(shì)E=3V;當(dāng)S

U'

閉合后，電壓表讀數(shù)為u'=2V,由閉合電路歐姆定律知E=U'+",且/=R-,

（E-U'）R

整理得電源內(nèi)阻「=—?------=1。，A正確。

2.（2016.全國(guó)卷II）阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E（內(nèi)阻可忽略）連

接成如圖所示電路。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為閉合開(kāi)關(guān)

S,電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為。2。。與。2的比值為（）

A-5

「3「2

C5D3

答案C

解析當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)等效電路如圖1所示，電容器c兩端的電壓

所帶的電荷量Q=CU=,CE；當(dāng)開(kāi)關(guān)s閉合時(shí)等效電路如圖2所示，電容器。兩

端的電壓。=1f,所帶的電荷量02=抑。所以差=|,C項(xiàng)正確。

3.（2018.海南高考）（多選）如圖，三個(gè)電阻R、&、R的阻值均為R,電源的

內(nèi)阻r<R,c為滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)。閉合開(kāi)關(guān)后，將滑動(dòng)變阻器的滑片由c點(diǎn)向。

端滑動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.R2消耗的功率變小

B.R消耗的功率變大

C.電源輸出的功率變大

D.電源內(nèi)阻消耗的功率變大

答案CD

解析滑動(dòng)變阻器的滑片由c點(diǎn)向。端滑動(dòng)，并聯(lián)部分電阻減小，總電阻減

小，總電流增大，路端電壓減小，用上的電壓增大，并聯(lián)部分電壓減小。&支路

的電阻增大，電流減小，R3消耗的功率變小，B錯(cuò)誤；因?yàn)榭傠娏髟龃?，所以R2

支路的電流增大，R2消耗的功率變大，A錯(cuò)誤；因?yàn)榭傠娏髟龃?，則電源內(nèi)阻消

耗的功率變大，D正確；當(dāng)外電阻等于電源的內(nèi)電阻時(shí)，電源的輸出功率最大，

外電阻偏離電源的內(nèi)電阻越大，電源的輸出功率越小。原來(lái)外電阻大于L5R,滑

動(dòng)變阻器的滑片由C點(diǎn)向。端滑動(dòng)，并聯(lián)部分電阻減小，總電阻減小，但一直大

于電源內(nèi)阻，所以電源輸出的功率變大，c正確。

4.（2016.江蘇高考）（多選）如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻為2Q,

四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出。閉合開(kāi)關(guān)S,下列說(shuō)法正確的有（）

A.路端電壓為10V

B.電源的總功率為10W

C.a、人間電壓的大小為5V

D.a、8間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A

答案AC