新课标高三物理二轮复习专题课件：学案12《电路》.ppt

学案电路 知识回顾1 电阻定律 导体的电阻与导体的长度成 与横截面积成比 数学表达式为r 表示电阻率 电阻率是反映的物理量 其特点是随着温度的改变而改变 金属电阻率随温度升高而 半导体电阻率随温度升高而减小 正比 反 导体导电性能 增大 2 电功和电功率 1 电流做功的实质是电场力移动电荷做功 简称 2 从功和能的关系来认识 电流做功的过程是电能转化为能的过程 转化的能量在数值上等于 3 两种电路电功和电功率比较 1 纯电阻电路 电功w uit 电功率p ui且电功全部转化为 有w q uit t i2rt p ui i2r 电功 电功 其它形式 电热 2 非纯电阻电路 电功w uit 电功率p ui 电热q 电热功率p热 i2r 电功率热功率 即w q 故求电功 电功率只能用w uit p ui 求电热 电热功率只能用q p热 4 电源的功率和效率 1 电源的几个功率 电源的总功率 p总 i2 r r 电源内部消耗的功率 p内 i2r 电源的输出功率 p出 p总 p内 当r r时pmax i2rt 大于 i2rt i2r ei ui 2 电源的效率 100 100 100 5 闭合电路的欧姆定律 1 内容 闭合电路的电流强度与电源的电动势成正比 与整个电路的电阻成 用公式表示为i 2 实质 因为e i r r 在等式两边同乘以i即可得到三个功率的关系 对整个电路而言 此表达式本身也说明了是守恒的 反比 能量转化 3 总电流i和路端电压u随外电阻r的变化规律 当r增大时 根据i ei r r 可知i减小 根据u e ir可知u 视电源e和r为不变 当r 即断路 时 i 0 u 当r减小时 i增大 u减小 当r 0 即短路 时 i短 u 0 6 u i图象 1 对电源有 u e ir 如图1中a线 2 对定值电阻有 u ir 如图1中b线 增大 e 图1 3 图中a线常用来分析电源和的测量实验 4 图中矩形oabd ocpd和abpc的 面积 分别表示电源的总功率 功率和内电阻消耗的功率 7 交变电流的产生及表示 1 在匀强磁场里 绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是电流 2 若n匝面积为s的线圈以角速度 绕垂直于磁场方向的轴匀速转动 从中性面开始计时 其函数形式为 e 用em nbs 表示电动势最大值 则有e 其电流大小为i sin t imsin t 电动势 内电阻 输出 正弦交变 nbs sin t emsin t 8 正弦式交流电的有效值与最大值的关系式为e u i 非正弦交流电无此关系 必须根据电流的 用等效的思想来求解 9 变压器的工作原理是根据原理来改变交流电压的 热效应 电磁感应 方法点拨直流电路动态分析的思路 1 分析直流电路的动态变化情况基本思路是 局部 整体 局部 先分析电路结构未变化的 再分析变化的 2 电路中若有电表 则需根据情况首先确定是否为理想电表 一般情况下 若不特殊说明 都按电表处理 3 若电路中有电容器 则需要注意其两端电压变化时引起的电容器的充放电 4 若电路中有灯泡时 则灯泡的亮度是由其功率的大小来决定的 理想 实际 消耗 类型一直流电路动态分析例1 2009 上海松花区 如图2所示 电源内阻不能忽略 电流表 电压表都是理想电表 当滑动变阻器r的滑动头从a端滑到b端过程中 a v的示数先增大后减小 a示数减小b v的示数先增大后减小 a示数增大c v的示数先减小后增大 a示数增大d v的示数先减小后增大 a示数减小 图2 解析滑片从a b过程中 外电路总电阻先增大 后减小 所以先增大后减小 当滑片置于a点时示数为0 当滑片置于b点时 变阻器ab被短路 所以示数最大 所以b正确 答案b 解题归纳 1 程序法 基本思路是 部分 整体 部分 即从阻值变化的部分入手 由串 并联规律判断r总的变化情况 再由欧姆定律判断i总和u端的变化情况 最后再由部分电路欧姆定律判断各部分量的变化情况 即 2 极端法 即因变阻器滑动引起电路变化的问题 可将变阻器的滑动端分别滑至两个端点去讨论 预测1在如图3所示电路中 当滑动变阻器的滑动触头p向右滑动时 三个理想电流表的示数都发生变化 电流表a1 a2 a3的示数变化量的大小分别为 i1 i2和 i3 下列说法中正确的是 a 电流表a2的示数一定变大b 电流表a3的示数一定变大c i1 一定大于 i2 d i1 一定小于 i3 图3 解析滑片向右滑动 r1值减小 r1 r2 r3三者并联的总阻值减小 所以r1 r2 r3分压减小 流经r2 r3的电流减小 所以示数减小 干路电流增大 流经r1的电流增大 所以示数一定变大 i1 i3 由于减小所以 为负值 所以 i1 i3 答案bd 类型二含容电路的分析例2如图4所示 电源的电动势e 9v 内电阻r 0 5 电阻r1 5 0 r2 3 5 r3 6 0 r4 3 0 电容c 2 0 f 在电键s由与a接触变为与b接触的过程中 通过r3的电荷量是多少 图4 解析当s与a接触时 电路可简化为如下图 a 所示 此时电容器上极板带正电 由闭合电路欧姆定律得uc u1 e 5v此时电容器带电荷量qc cu1 1 10 5c当s与b接触时 简化电路如图 b 所示 此时 电容器下极板带正电 同理uc u2 e 3 5vqc cu2 0 7 10 5c流过r3的电荷量 q qc qc 1 7 10 5c 答案1 7 10 5c解题归纳 1 本题易错点有两个 一是电路简化 二是对电容器的充放电情况不了解 认为 q qc qc 2 分析和计算含有电容器的直流电路时 关键是准确地判断并求出电容器两端的电压 其具体方法是 确定电容器和哪个电阻并联 该电阻两端电压即为电容器两端电压 当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时 此电路电压即为电容器两端电压 对于较复杂电路 需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压 预测2 2009 江苏卷 5 在如图5所示的闪光灯电路中 电源的电动势为e 电容器的电容为c 当闪光灯两端电压达到击穿电压u时 闪光灯才有电流通过并发光 正常工作时 闪光灯周期性短暂闪光 则可以判定 a 电源的电动势e一定小于击穿电压ub 电容器所带的最大电荷量一定为cec 闪光灯闪光时 电容器所带的电荷量一定增大d 在一个闪光周期内 通过电阻r的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等 图5 解析若电源电动势e小于击穿电压u 则闪光灯不会闪光 a错 电源电动势e应大于击穿电压u 电容器所带的最大电荷量应为cu b错 闪光时 电容器所带电荷量应减小 c错 电荷量不能通过电容器 故d对 答案d 类型三交流电路分析例3 2009 重庆卷 18 某实物投影机有10个相同的强光灯l1 l10 24v 220w 和10个相同的指示灯x1 x10 220v 2w 将其连接在220v的交流电源上 电路如图6所示 若工作一段时间后l2灯丝烧断 则 图6 a x1的功率减小 l1的功率增大b x1的功率增大 l1的功率增大c x2的功率增大 其他指示灯的功率减小d x2的功率减小 其他指示灯的功率增大解析由串 并联电路的知识知 若l2灯丝烧断 电路的电阻值变大 电流变小 除x2两端电压变大外 其他电压变小 故选c 答案c 预测3 2009 四川卷 17 如图7甲所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为10 1 r1 20 r2 30 c为电容器 已知通过r1的正弦交流电如图乙所示 则 图7 a 交流电的频率为0 02hzb 原线圈输入电压的最大值为200vc 电阻r2的电功率约为6 67wd 通过r3的电流始终为零解析由图象可知该交流电的周期为0 02s 所以频率为50hz a错误 因为变压器输出电压最大值为20 1v 20v 所以变压器原线圈电压的最大值为20 10v 200v b错误 r2的功率p2 w 6 67w c正确 因为电容器可以通过交流电 所以电阻r3中的电流不是始终为零 d错误 答案c 类型四感应电路例4 2009 江苏南通 如图8所示 a b是完全相同的两个小灯泡 l为自感系数很大的线圈 其直流电阻小于灯泡电阻 闭合开关s 电路稳定时 b灯恰能正常发光 则 a 开关s闭合的瞬间 a比b先发光 随后b灯变亮b 闭合开关s 电路稳定时 a灯熄灭c 断开开关s的瞬间 a灯灯丝不可能被烧断d 断开开关s的瞬间 b灯立即熄灭 图8 解析电路稳定后ib il ia 断开开关时流经a的电流为il所以a灯灯丝不可能被烧断 b灯立即熄灭 a灯缓慢熄灭 所以c d正确 答案cd 解题归纳本题主要考查自感现象 在交流电路中的电容 电感的作用主要有 1 电容器 通交流 隔直流 隔直电容器 通高频 阻低频 高频旁路电容器 2 电感器 通直流 阻交流 低频扼流圈 通低频 阻高频 高频扼流圈 预测4 2009 苏锡常镇情况调查二 在实际生产中 有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈 当电路中的开关s由闭合到断开时 线圈会产生很高的自感电动势 使开关s处产生电弧 危及操作人员的人身安全 为了避免电弧的产生 在以下设计的电路中可行的是 解析对附加元件的要求是 1 电路正常工作时 不能影响电路 而b c两图中 当开关闭合 电路正常工作时 电感线圈都被短路影响了电路的正常工作 所以b c不行 2 开关断开时防止很高的自感电动势引起电弧 a图明显地在电容器或开关处仍可产生电弧 不行 d图线圈产生自感电动势时 二极管把线圈短路 避免电弧的产生 所以选d 答案d 1 2009 广东卷 10 如图9所示 电动势为e 内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接 只合上开关s1 三个灯泡都能正常工作 如果再合上s2 则下列表述正确的是 a 电源输出功率减小b l1上消耗的功率增大c 通过r1上的电流增大d 通过r3上的电流增大 图9 解析电源的内阻不计 故电源两端的电压不变 再合上s2 实际上就是将电阻r2并联入电路中 引起总电阻减小 干路总电流必然增大 由p ui知 电源的输出功率应增大 a错 r1处于干路中 c对 由于r1两端的电压u1 ir1 i增大 故u1增大 则l1两端的电压减小 由p 知l1的功率减小 b错 l3和r3两端的电压减小 通过r3的电流必减小 d错 答案c 2 2009 福建卷 16 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图10甲所示 已知发电机线圈内阻为5 0 则外接一只电阻为95 0 的灯泡 如图乙所示 则 a 电压表的示数为220vb 电路中的电流方向每秒钟改变50次c 灯泡实际消耗的功率为484wd 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24 2j 图10 解析由电动势的图象知 其最大值为220v 故有效值为220v 电压表测量灯泡两端电压u 209v a错 交流电的周期t 0 02s 方向每秒改变100次 b错 灯泡消耗的功率p i2r 5 2 95w 459 8w c错 发电机内阻每秒产生的热量q i2rt 5 2 5 1j 24 2j d对 答案d 3 2009 上海宝山模拟 如图11所示电路中 电源的电动势为e 内电阻为r 当滑动变阻器的滑片p由a向b滑动的过程中 电流表 电压表的示数变化情况是 a 电流表示数一直减小 电压表示数一直增大b 电流表示数一直增大 电压表示数一直减小c 电流表示数先增大后减小 电压表示数先减小后增大 图11 d 电流表示数先减小后增大 电压表示数先增大后减小解析滑片由a向b滑动的过程中 回路总电阻先增大后减小 所以电压表示数先增大后减小 电流表示数先减小后增大 答案d 4 2009 南京六中检测 如图12所示 a b是两个完全相同的灯泡 l是一个自感系数较大的理想电感线圈 电阻不计 c是电容较大的电容器 当s闭合时 关于a b亮度情况的说法中不正确的是 a s闭合时 a立即亮 然后逐渐熄灭b s闭合时 b立即亮 然后逐渐熄灭c s闭合足够长时间后 b发光 而a不发光d s闭合足够长时间再断开s后 b逐渐熄灭 图12 解析s闭合 a b立即亮 然后a逐渐熄灭 断开开关a b逐渐熄灭 所以b错 答案b 5 2009 南通二调 如图13所示的电路中 开关s闭合一段时间后 下列说法正确的是 图13 a 将滑片n向右滑动时 电容器放电b 将滑片n向右滑动时 电容器继续充电c 将滑片m向上滑动时 电容器放电d 将滑片m向上滑动时 电容器继续充电解析n向右滑动 c分压减小 所以放电 调节m c分压不变 所以a正确 答案a 6 2009 上海松花区 小灯泡通电后其电流i随所加电压u变化的图线如图14所示 p为图线上一点 pn为图线的切线 pq为u轴的垂线 pm为i轴的垂线 下列说法中正确的是 图14 a 随着所加电压的增大 小灯泡电阻增大b 对应p点 小灯泡的电阻为r c 对应p点 小灯泡的电阻为r d 对应p点 小灯泡的功率为图中矩形pqom所围面积解析由图线及欧姆定律知a b正确 c错 由功率p ui知d正确 答案abd 7 2009 中山模拟 如图15所示 理想变压器原 副