高考物理一轮复习 第7章 第2讲 电路 电路的基本规律固考基教材梳理(1).doc

第2讲电路电路的基本规律11电路的串联、并联1特点对比串联并联电流ii1i2inii1i2in电压uu1u2unuu1u2un电阻rr1r2rn2.两个重要的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻值变大或变小时，串联的总电阻变大或变小(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻值变大或变小时，电路的总电阻变大或变小部分电路欧姆定律1内容导体中的电流跟导体两端的电压u成正比，跟导体的电阻r成反比2公式：i.3适用条件适用于金属导体和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路4导体的伏安特性曲线用横轴表示电压u，纵轴表示电流i，画出iu关系图线(1)线性元件：伏安特性曲线为通过坐标原点的直线的电学元件(2)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，即非线性元件电流与电压不成正比闭合电路欧姆定律1闭合电路(1)组成(2)内、外电压的关系：eu内u外2闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比(2)公式：i(只选用于纯电阻电路)3路端电压跟电流的关系(1)关系式：ueir.(2)用图象表示如图721所示(其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为内阻)图721(3)特殊情况当外电路断路时，i0，ue.当外电路短路时，i短，u0.1(多选)一个t型电路如图722所示，电路中的电阻r110 ，r2120 ，r340 ，另有一测试电源电动势为100 v，内阻忽略不计则()图722a当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是40 b当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是40 c当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压为80 vd当c、d两端接通测试电源时，a、b两端的电压为80 v【解析】当cd端短路时，r2与r3并联，总电阻为30 ，后与r1串联，a、b间等效电阻为40 ，a对；当a、b端短路时，r1与r3并联，总电阻为8 ，后与r2串联，c、d间等效电阻为128 ，b错；当a、b两端接通测试电源时，电阻r2未接入电路，c、d两端的电压即为r3两端的电压，为ucd100 v80 v，c对；当c、d两端接通测试电源时，电阻r1未接入电路，a、b两端的电压即为r3两端的电压，为uab100 v25 v，d错所以正确选项为a、c.【答案】ac2. (2014云南省玉溪质检)如图723为直流电车模型的工作示意图，电源电动势e12 v，全电路电阻等效为r1 ，电车在水平路面上以5 m/s的速度匀速行驶，电车所受阻力恒为7.2 n，则电路中电流为()图723a12 ab6 ac3 ad1 a【解析】由题意可知eii2rfvff v，代入数据可得i6 a，选项b正确【答案】b 3(2013兰州一中质检)如图724所示的电路中，电源电动势为e，内阻为r，闭合开关后，滑动变阻器滑片p向左移动，下列结论正确的是 ()a电流表读数变小，电压表读数变大 b小灯泡l变亮c电容器c上电荷量减小 d电源的总功率变大图724【解析】闭合开关后，滑动变阻器滑片p向左移动，电流表读数变小，电压表读数变大，小灯泡l变暗，选项a正确b错误电容器c上电压增大，电荷量增大，选项c错误电源的总功率变小，选项d错误【答案】a4(2014湖南省怀化市质检)如图725所示，直线a为某电源的ui图线，曲线b为某小灯泡的 ui图线的一部分，用该电源和小灯泡组成闭合电路，下例说法中正确的是()a此电源的内阻为0.5 b电源的总功率为10 wc电源的输出功率为8 wd由于小灯泡的ui图线是一条曲线，所以欧姆定律不适用图725【解析】由电源的ui图线a可知，此电源的电动势为4 v，内阻为0.5 ，选项a正确用该电源和小灯泡组成闭合电路，电源输出电流为2 a，电源的总功率为pei8 w，电源的输出功率为pui32 w6 w，选项b、c错误小灯泡的ui图线是一条曲线，但是欧姆定律仍适用，选项d错误【答案】a电路动态变化问题的分析1.电路动态变化问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化，对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串、并联电路的电压、电流关系2分析方法(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：r(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 (多选)(2014济南一中检测)如图726所示，闭合开关s后，a灯与b灯均发光，当滑动变阻器的滑片p向左滑动时，以下说法中正确的是()aa灯变亮bb灯变亮c电源的输出功率可能减小d电源的总功率增大图726【解析】当滑动变阻器的滑片p向左滑动时，a灯变亮，b灯变暗，选项a正确，b错误；由于外电路电阻增大，输出电流减小，电源的总功率减小，电源的输出功率可能减小，选项c正确，d错误【答案】ac程序法分析电路动态变化(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化(2)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻r总如何变化(3)根据闭合电路欧姆定律i总，确定电路的总电流如何变化(4)由u内i总r确定电源的内电压如何变化(5)由u外eu内确定路端电压如何变化(6)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化【迁移应用】1. (多选)(2012北京西城期末)电源、开关s、定值电阻r1、光敏电阻r2和电容器连接成如图727所示的电路，电容器的两平行板水平放置当开关s闭合，并且无光照射光敏电阻r2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的m点当用强光照射光敏电阻r2时，光敏电阻的阻值变小，则()a液滴向下运动b液滴向上运动c电容器所带电荷量减少d电容器两极板间电压变大图727【解析】当用强光照射光敏电阻r2时，光敏电阻的阻值变小，电流增大，电容器两极板间电压变大，电容器所带电荷量增大，液滴所受电场力增大，液滴向上运动，选项b、d正确【答案】bd电源的输出功率和效率1.电源的输出功率(1)任意电路：p出uieii2rp总p内(2)纯电阻电路：p出i2r.(3)输出功率随r的变化关系当rr时，电源的输出功率最大为pm.当rr时，随着r的增大输出功率越来越小当rr时，随着r的增大输出功率越来越大当p出pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻r1和r2，且r1r2r2.p出与r的关系如图728所示图7282电源的效率(1)任意电路：100%100%.(2)纯电阻电路：100%100%.因此在纯电阻电路中r越大，越大；当rr时，电源有最大输出功率，但效率仅为50%. (2014重庆一中检测)如图729所示的电路中，电池的电动势e5 v，内电阻r10 ，固定电阻r90 ，r0是可变电阻在r0由0增加到400 的过程中，求：(1)可变电阻r0上消耗热功率最大的条件和最大热功率；(2)电池的内电阻r和固定电阻r上消耗的最小热功率之和图729【解析】(1)可变电阻r0上消耗的热功率p1i2r0()2r0由上式可得：当r0100 时，p1有最大值 pm w w.(2)r和r上消耗的热功率之和p2i2(rr)100由上式可知，r0最大时，p2最小，即当r0400 时，p2有最小值p2min100 w0.01 w.【答案】(1)r0100 时，pm w(2)0.01 w【迁移应用】2. (2014西安一中检测)如图7210所示，直线a为某电源的ui图线，直线b为电阻r的ui 图线，求：图7210(1)电源的电动势和内阻分别是多大？(2)当用此电阻r和该电源组成闭合电路时，该电源的输出功率为多少？(3)若接入该电源的外电阻是一个最大阻值为2 的滑动变阻器，则滑动变阻器的阻值多大时，其消耗的功率最大【解析】(1)由图可知，e6 v，r0.5 .(2)pui5 v2 a10 w. (3) rr，即r的阻值是0.5 时，输出功率最大最大功率为pm18 w.【答案】见解析电源ui图线与电阻ui图线两种图线的比较图象上的特征物理意义电源ui图像电阻ui图像图形图像表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势e，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积ui表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的u、i比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小图线的斜率的大小内电阻r电阻大小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7211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a、b.由图可知a、b的值分别为()图7211a.、b.、c.、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uae、ube，所以选项d正确【答案】d【迁移应用】3.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻r1、r2的电压与电流的关系如图7212所示用此电源和电阻r1、r2组成电路r1、r2可以同时接入电路，也可以单独接入电路为使电源输出功率最大，可采用的接法是()a将r1单独接到电源两端b将r2单独接到电源两端c将r1、r2串联后接到电源两端d将r1、r2并联后接到电源两端图7212【解析】由ui图象可以确定电源的电动势e3 v，内阻r0.5 ，r10.5 ，r21 .由电源的输出功率特点可知当外电路电阻和内阻相等时输出功率最大，故选a.【答案】a“电桥”模型的分析应用“电桥”是一种比较特殊的电路，常用来测量电阻和研究导体的导电性能，其电路组成和分析方法如下：(1)电路组成：图7213(2)分析方法：当时，电流表中无电流通过，称作“电桥平衡”因此可以通过调节“电桥平衡”来计算未知电阻和研究导体导电性能 (2013安徽高考)用图7214所示的电路可以测量电阻的阻值图中rx是待测电阻，r0是定值电阻， 是灵敏度很高的电流表，mn是一段均匀的电阻丝闭合开关，改变滑动头p的位置，当通过电流表的电流为零时，测得mpl1，pnl2，则rx的阻值为()a.r0b.r0c. r0d. r0图7214【解析】电流表中的电流为零，表示电流表两端电势差为零(即电势相等)，则r0与rl1两端电压相等，rx与rl2两端电压相等由式得即rxr0.选项c正确【答案】c【即学即用】如图7215所示的电路中，r1、r2、r3是固定电阻，r4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强