高考物理 解题思维与方法点拨专题七 解恒定电流电路问题的常见思维方法课件.ppt

解恒定电流电路问题的常见思维方法1 极限思维法极限思维法是把某个物理量推向极端 即极大和极小或极限位置 并以此作出科学的推理分析 从而给出判断或导出一般结论 当题目要求定性地判断某一具体的物理量的变化情况或变化趋势时 可假设其他变量为极端的情况 从而就能较快地弄清该物理量的变化趋势 达到研究的目的 选择题不同于其他题型 有时对结果的得出 不需要很严密的计算 只要能够大致地了解并弄清楚其结果的范围或变化趋势就行了 因此 在做选择题时 采用极限思维法极为简便且可以大大缩短做题时间 专题七 解恒定电流电路问题的常见思维方法 例1 在图甲所示的电路中 电源的电动势恒定 要想使灯泡l变暗 可以 a 增大r1的阻值b 减小r1的阻值c 增大r2的阻值d 减小r2的阻值解析 因电容器具有 隔直通交 的特征 所以其电路可等效画为图乙 当r2的阻值减小并趋于零时 l被短路 灯泡l变暗 当r1的阻值增大并趋于无穷大时 可视为断路 总电流趋于零时 灯泡l也变暗 所以选项a d正确 答案 ad 2 等效电源法 1 讨论定值电阻消耗的功率时 一般直接利用公式p i2r或p 进行求极值 2 讨论可变电阻消耗的最大功率时可用等效电源法 将其他串联电路的电阻r0与电源的内阻r之和看作新的电源内阻 再利用外电阻等于内电阻时 电源输出功率最大进行分析 例2 如图所示 r1为定值电阻 r2为可变电阻 e为电源电动势 r为电源内电阻 以下说法中正确的是 a 当r2 r1 r时 r2上获得最大功率b 当r2 r1 r时 r1上获得最大功率c 当r2 0时 r1上获得最大功率d 当r2 0时 电源的输出功率最大 解析 在讨论r2的电功率时 可将r1视为电源内阻的一部分 即将原电路等效为外电阻r2与电动势e 内阻为 r1 r 的电源 等效电源 连成的闭合电路如右图所示 r2的电功率是等效电源的输出功率 显然当r2 r1 r时 r2获得的电功率最大 选项a正确 在讨论r1的电功率时 由i 及p1 i2r1可知 r2 0时 r1获得的电功率最大 故选项b错误 选项c正确 在讨论电源的输出功率时 r1 r2 为外电阻 内电阻r恒定 由于题目没有给出r1和r的具体数值 所以当r2 0时 电源输出功率并不一定最大 故选项d错误 答案 ac 3 特殊值法 例3 如图电路中 电源相同 各电阻器阻值相等 各电流表的内阻相等且不可忽略不计 电流表 和读出的电流值分别为i1 i2 i3 i4 下列关系式中正确的是 a i1 i2b i1 i4c i2 2i1d i2 i3 i4 解析 因电流表的内阻不可忽略 采用特殊值法 设电流表内阻与各电阻器的阻值r相等 电源内阻为零 则i3 i4 e 2r i2 e 5r 3 i1 e 5r 显然有i1 i4 i3 i4 e r i2 故选项b d正确 答案 bd 4 能量守恒法 例4 某商场安装了一台倾角为30 的自动扶梯 该扶梯在电压为380v的电动机带动下以0 4m s 1的恒定速率向斜上方移动 电动机的最大输出功率为4 9kw 不载人时测得电动机中的电流为5a 若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同 则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为 设人的平均质量为60kg g取10m s 2 解析 设可同时乘载最多人数为n 此时 电动机处于最大输出功率状态 在该状态下 电动机的输出功率一方面转化为扶梯转动所需功率 另一方面转化为n个人以恒定速度向上移动所需功率 根据能量转化与守恒定律 有4900w 380 5w mngvsin30 w 解得n 25 答案 25 5 转换研究对象法 例5 如图所示 电池的内阻可忽略不计 电压表和可变电阻r串联接成通路 如果r的阻值减为原来的1 3时 电压表的读数由u0增加到2u0 则下列说法正确的是 a 流过r的电流增大为原来的2倍b r消耗的电功率增加为原来的4倍c r两端的电压减小为原来的2 3d 若r的阻值减小到零 那么电压表的示数变为4u0 解析 多数同学分析此题时选可变电阻器为研究对象 因为4个选项中都问的是有关r的问题 但r的电阻 电压 电流均非定值 判断不出各量的定量变化 若灵活地转移为分析电压表 其电阻为定值 当它的读数由u0增加到2u0时 通过它的电流一定变为原来的2倍 而r与电压表串联 故a选项正确 再利用p ui和u ir r消耗的功率p 2i 2r 3 4p 3r后来两端的电压u 2ir 3 不难得出c