高考物理二轮细致复习典范 电路的基本规律及其应用 新人教版选修31(1).doc

电路的基本规律及其应用一、串、并联电路的特点1电阻的串联电流：i_.电压：u_.电阻：r_.电压分配：_，_.功率分配：_，_.2电阻的并联电流：i_.电压：u_.电阻：_.电流分配：_，_.功率分配：_，_.3几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率p总是等于各个电阻耗电功率之和即pp1p2pn.(4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大【答案】1.i1i2inu1u2unr1r2rn2.i1i2inu1u2un二、电源的电动势1电源是通过非静电力做功把_的能转化成_的装置2电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，e_，单位：v.3电动势的物理含义：电动势表示电源_本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压4电动势是_量，需注意电动势不是电压 【答案】1.其它形式电势能2.3.把其它形式的能转化成电势能4.标三、闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成_，跟内、外电路的电阻之和成_(2)公式(3)路端电压与外电阻的关系负载r增大i减小u内_u外_外电路断路时(r)，i0，u外e.负载r减小i增大u内_u外_外电路短路时(r0)，i_，u内e.(4)ui关系图：由ueir可知，路端电压随着电路中电流的增大而_；ui关系图线如图2所示当电路断路即i0时，纵坐标的截距为_当外电路电压为u0时，横坐标的截距为_图线的斜率的绝对值为电源的_图2【答案】(1)正比反比(2)u外u内(3)减小增大增大减小(4)减小电动势e短路电流im内阻r考点一 电路动态变化问题1.电路动态变化问题的分析(1)程序法:电路结构的变化r的变化r总的变化i总的变化u端的变化固定支路变化支路.(2)“串反并同”结论法所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大.所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小.即： (3)极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论.2.电源的输出功率和电源的效率(1)输出功率.根据闭合电路欧姆定律可以推出：当r=r时，电源的输出功率最大，最大值当r向接近r阻值的方向变化时，p出增大，当r向远离r阻值的方向变化时，p出减小，如图.(2)电源的效率.【例1】r越大，越大，当r=r时，p出最大，=50%. 可见，输出功率最大时,电源的效率并不是最高. 如图是一火警报警电路的示意图.其中r3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大.值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器.当传感器r3所在处出现火情时，显示器的电流i、报警器两端的电压u的变化情况是( )a.i变大，u变小 b.i变小，u变大c.i变大，u变大 d.i变小，u变小 【答案】选c.【详解】当传感器r3所在处出现火情时，由题意可知，r3增大，回路总电阻增大，干路电流减小，路端电压u变大，而ur2=e-i总(r+r1)，则r2两端电压增大，流过r2的电流变大，选项c正确.考点二含电容器电路的分析与计算1.电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上2.电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，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，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端可能出现电势差3.电压变化带来的电容器带电荷量的变化：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由qcu计算电容器上电荷量的变化【例2】如图所示的电路中，电源电动势e3 v，内电阻r1 ，定值电阻r13 ，r22 ，电容器的电容c100 f，则下列说法正确的是 ()a闭合开关s，电路稳定后电容器两端的电压为1.5 v b闭合开关s，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0104 c c闭合开关s，电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5104 c d先闭合开关s，电路稳定后断开开关s，通过电阻r1的电荷量为3.0104 c 【答案】ac【详解】闭合开关s，电路稳定后电流i0.5 a，电容器两端的电压为uir11.5 v，选项a正确；电路稳定后电容器带电荷量为qcu1001061.5 c1.5104 c，选项b错误、c正确；先闭合开关s，电路稳定后断开开关s，电容器c通过电阻r1放电，通过电阻r1的电荷量为1.5104c，选项d错误【2013年】1.（2012上海）7如图，低电位报警器由两个基本的门电路与蜂鸣器组成，该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报。其中（）（a）甲是“与”门，乙是“非”门（b）甲是“或”门，乙是“非”门（c）甲是“与”门，乙是“或”门（d）甲是“或”门，乙是“与”门【解析】高、低电压都可以通过甲，则甲是“或”门，；低电压通过乙后，输出为高电压使蜂鸣器导通发出警报；高电压通过乙后输出为低电压，蜂鸣器不导通，不发出警报，则乙是“非”门，选项b正确。【答案】b【2013年-2013年】1.（2013北京高考t17）如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关s闭合后，在变阻器r0的滑动端向下滑动的过程中a.电压表与电流表的示数都减小b.电压表与电流表的示数都增大c.电压表的示数增大，电流表的示数减小d.电压表的示数减小，电流表的示数增大。【答案】选a.【详解】在变阻器r0的滑动端向下滑动的过程中，滑动变阻器r0的电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，内阻压降增加，路端电压减小，电压表的示数减小，同时，定值电阻r1上的压降也增加，使得定值电阻r2两端电压降低，导致电流表的示数减小，所以a正确.2.（2013海南物理t2）如图，e为内阻不能忽略的电池，r1、r2、r3为定值电阻，s0、s为开关，v与a分别为电压表与电流表。初始时s0与s均闭合，现将s断开，则（ ）a. 的读数变大，的读数变小b. 的读数变大，的读数变大c. 的读数变小，的读数变小d. 的读数变小，的读数变大【答案】选b。当s断开时，外电阻变大，总电流变小，路端电压变大，所以电压表的示数变大；总电流变小，电阻上的电压减小，而路端电压变大，电阻上降的电压变大，所以电流表的示数变大。所以b项正确。3.（2013上海高考物理t6）右表是某逻辑电路的真值表，该电路是【答案】选d.【详解】与门电路的逻辑功能是两个输入端只要有一端是“0”，输出端就是“0”，真值表是：aby000010100111非门的输入端与输出端相反，所以，与门跟非门串联后的真值表是：aby001011101110可见d选项正确.4.（2013上海高考物理t12）如图所示电路中，闭合电键s，当滑动变阻器的滑动触头p从最高端向下滑动时，(a)电压表v读数先变大后变小，电流表a读数变大(b)电压表v读数先变小后变大，电流表a读数变小(c)电压表v读数先变大后变小，电流表a读数先变小后变大(d)电压表v读数先变小后变大，电流表a读数先变大后变小【答案】选a.【详解】电路的串并联关系是这样的：滑动变阻器的上下两部分电阻并联再与电阻r串联。当上下两部分电阻相等时，并联电路阻值最大，干路电流最小，路端电压最高，即电压表读数经历了先增大后减小的过程。所以只有a、c选项可能正确；当滑动变阻器的滑动触头p在最高端时，电流表读数为零，即电流表的读数是从零开始增加的，因此，只能是a选项不可能是c选项。5. （2013新课标19）电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中u为路端电压，i为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、.由图可知、的值分别为a、 b、 c、 d、答案：d解析：电源效率，e为电源的总电压（即电动势），根据图象可知ua=, ub=，所以选项d正确。【考点提升训练】1.(2013烟台模拟)如图所示，当滑动变阻器的滑动触头p向右移动时,三个灯泡亮度的变化情况是( )a.l1变亮,l2和l3皆变暗b.l1变亮,l2不能确定,l3变暗c.l1变暗,l2和l3变亮d.l1和l2变亮,l3变暗 【答案】选c.【详解】当p向右移动时,电阻减小,电路总电流增大,故l3变亮.路端电压减小,l3电压增大,故l1电压减小,l1变暗,l2电流增大,故l2变亮.故c正确.2.如图所示，电源电动势为e，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关s是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，g为灵敏电流计.则以下说法正确的是( )a.在将滑动变阻器滑片p向上移动的过程中，油滴向上加速运动，g中有从b到a的电流b.在将滑动变阻器滑片p向下移动的过程中，油滴向下加速运动，g中有从b到a的电流c.在将滑动变阻器滑片p向上移动的过程中，油滴仍然静止，g中有从a到b的电流d.在将s断开后，油滴仍保持静止状态，g中无电流通过 【答案】选a.【详解】滑片p向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，因u=e-i(r+r1)，可知电容器极板电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，极板电压变大，说明电容器充电，g中电流方向从b到a，a正确，c错误.滑片p向下移动,则电路电阻减小,电容器电压变小,电场力减小,油滴向下加速,而g中电流由a到b，故b错误.将s断开后，电容器放电，g中有电流，电压减小，电场力减小，油滴向下运动，d错误.3.如图所示，电源电动势为6 v，当开关接通时，灯泡l1和l2都不亮，用电压表测得各部分电压是uad=0，ucd=6 v，uab=6 v，由此可以断定( )a.l1和l2的灯丝都断了b.l1的灯丝断了c.l2的灯丝断了d.变阻器r断路 【答案】选c.【详解】由题给条件知，电路中有的地方没有电压.由uad=0，ucd=6 v可知电路是断路.由uab=6 v 和ucd=6 v可知，内电路a、b之间没有断点，外电路中的a、b和c、d之间有断点，取其公共部分可知灯l2断路，由灯l2两端电压不为零，可知灯l1与变阻器r是导通的.选项c正确.4.一电池外电路断开时的路端电压为3 v，接上8 的负载电阻后路端电压降为2.4 v，则可以判定电池的电动势e和内阻r为( )a.e=2.4 v，r=1 b.e=3 v，r=2 c.e=2.4 v，r=2 d.e=3 v，r=1 【答案】选b.【详解】因为电路断开时路端电压为3 v，所以e=3 v,当r=8 时，u=2.4 v，所以e=u+ir，所以r=2 ，故b正确5.(2013江门高三检测)在已接电源的闭合电路中，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是 ()a如果外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大b如果外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势也随内电压减小c如果外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小d如果外电压增大，则内电压减小，电源电动势始终为二者之和，保持恒定【答案】d 【详解】由闭合电路欧姆定律知：euuruir，可见电动势等于内电压和外电压之和，电动势是不变的，故d正确，a、b、c错误6. (2013北京海淀期末)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为u，额定电流为i，线圈电阻为r，将它接在电动势为e，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则 ()a电动机消耗的总功率为uib电动机消耗的热功率为c电源的输出功率为eid电源的效率为1【答案】ad【详解】本题考查了恒定电流的有关知识电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为ui，a选项正确；电动机消耗的热功率为i2r，b选项错误；电源的输出功率为ui，c选项错误，电源的效率为，d选项正确7.(2013广西联考)如图所示，电源的电动势和内阻分别为e、r，在滑动变阻器的滑片p由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为 ()a电流表的读数一直减小br0的功率先减小后增大c电源输出功率先增大后减小d电压表的读数先增大后减小【答案】bd 【详解】滑动变阻器滑片p由b向a端移动过程中，bp和ap并联，外电路总电阻先变大后变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流(电流表示数)先减小后增大，a项错；根据电功率p0i2r0，可知r0的功率先减小后增大，b项正确；当外电路总电阻与电源内阻相等时，输出功率最大，但r0与电源内阻r大小关系不能确定，故不能确定电源输出功率的变化情况，c项错；电压表所测为电源的路端电压，路端电压与外电阻变化趋势一致，故d项正确8. (2013石家庄模拟)如图,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目增多时,下面说法正确的是( )a.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小b.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变c.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变d.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小【答案】选d.【详解】由于电源内阻不能忽略,并联电灯数目增多时,总电阻变小,路端电压变小,故电灯两端的电压变小,d正确.9. (2013西城区模拟)用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的u-i图线,由图可知( )a.电池电动势的测量值为1.40 vb.电池内阻的测量值为3.50 c.外电路发生短路时的电流为0.40 ad.电压表的示数为1.20 v时,电流表的示数i=0.20 a【答案】选a、d.【详解】由全电路欧姆定律u=e-ir知当i=0时,u=e,故a正确.u-i直线的斜率表示电源的内阻,则,b错误.u轴的电压刻度不是从零开始的,u-i图线的横截距不再表示u=0时的短路电流,而是表示路端电压为1.00 v时的干路电流是0.4 a,c错误.因为=常数,从图中易知,所以i=0.20 a,故d正确.10. (2013济宁模拟)如图所示的电路中，灯泡a和灯泡b原来都是正常发光的，现在突然灯泡a比原来变暗了些，灯泡b比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( )a.r3断路b.r1短路c.r2断路d.r1、r2同时短路【答案】选c.【详解】灯泡a变暗，灯泡b变亮，说明流过灯泡a的电流减小，流过灯泡b的电流增大，若r3断路，电源的路端电压增大，流过灯泡a、b的电流均增大；若r1短路，电源的路端电压减小，流过r3的电流减小，流过灯泡a、b的电流增大；若r2断路，电源的路端电压增大，灯泡a和电阻r1两端的电压减小，电路中的总电流减小，流过r3的电流增大，流过灯泡a的电流减小，灯泡b两端的电压增大，流过灯泡b的电流增大；电阻r1、r2同时短路，灯泡b不亮.正确选项为c.11.如图所示，已知电源电动势e=20 v，内阻r=1 ，当接入固定电阻r=4