高考物理 热点题型和提分秘籍 专题7.2 电路的基本规律及应用（含解析）.doc

专题7.2 电路的基本规律及应用【高频考点解读】1.熟练掌握串、并联电路的特点，并能分析、计算2.理解闭合电路欧姆定律，并能进行电路的动态分析和计算【热点题型】题型一 电阻的串、并联例1(多选)一个t形电路如图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cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 b当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 c当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 vd当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 v答案：ac【提分秘籍】 1串、并联电路的特点电路特点串联电路并联电路电流ii1i2inii1i2ini1r1i2r2inrn电压u1u2un总电阻r总r1r2rn功率分配p1r1p2r2pnrn2几个有用的结论(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变大时，总电阻变大。(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率p总等于各个电阻消耗的电功率之和。【举一反三】 求解并联电路中的电阻值是电学中比较常见的问题，但是在有的问题中常规方法会比较繁琐，若合理应用一些结论，会有“柳暗花明又一村”的感觉。尝试一下下面这个问题：有两个电阻r18.45 ，r241.57 ，若将它们并联，其并联电阻可能是()a4 b10 c7 d50 解析：选c两电阻并联总电阻小于最小电阻，b、d错；若r1r28 ，则r4 ，但r1、r2都大于8 ，故r大于4 ，a错，c对。题型二 电路的动态分析例2、如图725所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器r2的滑动触头p移动时，关于两个电压表v1与v2的示数，下列判断正确的是()图725ap向a移动，v1示数增大、v2的示数减小bp向b移动，v1示数增大、v2的示数减小cp向a移动，v1示数改变量的绝对值小于v2示数改变量的绝对值dp向b移动，v1示数改变量的绝对值大于v2示数改变量的绝对值答案：ac【提分秘籍】 1判定总电阻变化情况的规律(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。(3)在如图723所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段r并与用电器并联，另一段r串与并联部分串联。a、b两端的总电阻与r串的变化趋势一致。图7232分析思路【举一反三】 如图724所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片p向右端移动时，下面说法中正确的是()图724a电压表v1的读数减小，电流表a1的读数增大b电压表v1的读数增大，电流表a1的读数减小c电压表v2的读数减小，电流表a2的读数增大d电压表v2的读数增大，电流表a2的读数减小【答案】ad【方法规律】电路的动态分析技巧解决电路的动态问题一定要遵循“部分整体部分”的程序，逐一判断。同时，尽量先分析串联电阻，后分析并联电阻；先分析定值电阻，后分析可调电阻；既要关心每一电阻的电压，又要关心其电流。例如，本题中利用“总电流增大”、“r3的分流减小”可以判断通过r2的电流增大。题型三 闭合电路的功率及效率问题 例3、如图727所示，已知电源电动势为6 v，内阻为1 ，保护电阻r00.5 ，求：当电阻箱r读数为多少时，保护电阻r0消耗的电功率最大，并求这个最大值。图727【答案】r0p0max8 w 【提分秘籍】 电源总功率任意电路：p总eip出p内纯电阻电路：p总i2(rr)电源内部消耗的功率p内i2rp总p出电源的输出功率任意电路：p出uip总p内纯电阻电路：p出i2rp出与外电阻r的关系电源的效率任意电路：100%100%纯电阻电路：100%由p出与外电阻r的关系图像可知当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外电阻r1和r2，且r1r2r2。【举一反三】 如图728所示，电源电动势e2 v，内阻r1 ，电阻r02 ，可变电阻的阻值范围为010 。求可变电阻为多大时，r上消耗的功率最大，最大值为多少？图728方法二：采用等效电源法分析，把定值电阻等效到电源的内部，即把电源和定值电阻看作电动势为ee，内阻为r的电源，当rr时，电源对外电路r的输出功率最大pr。把数值代入各式得：e等ee v；r等r 。所以：pr w。答案：r p w题型四 两类ui图像的比较与应用例4、在如图729所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻r的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻r相连组成闭合电路。由图像可知()图729a电源的电动势为3 v，内阻为0.5 b电阻r的阻值为1 c电源的输出功率为2 wd电源的效率为66.7%【答案】abd【易错提醒】电源ui图线中纵坐标(u)不以零开始的话，横轴的截距小于短路电流，但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻。【提分秘籍】两种图像的比较电源ui图像电阻ui图像图形物理意义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截距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坐标u、i的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标u、i的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，表示此电阻的大小斜率(绝对值)电源电阻r电阻大小【举一反三】 如图7210所示为两电源的ui图像，则下列说法正确的是()图7210a电源的电动势和内阻均比电源大b当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等c当外接相同的电阻时，两电源的效率可能相等d不论外接多大的相同电阻，电源的输出功率总比电源的输出功率大题型五 含电容器的电路例5、如图7212所示，c16 f，c23 f，r13 ，r26 ，电源电动势e18 v，内阻不计。下列说法正确的是()图7212a开关s断开时，a、b两点电势相等b开关s闭合后，a、b两点间的电流是2 ac开关s断开时c1带的电荷量比开关s闭合后c1带的电荷量大d不论开关s断开还是闭合，c1带的电荷量总比c2带的电荷量大【答案】bc【方法规律】含容电路问题的分析技巧(1)电容器在直流电路中的作用，可分两种情况，即：稳定时有电压无电流；充、放电过程中电压变化，有电流。(2)电容器电容c。 【提分秘籍】(1)通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程。(2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路。(3)电路稳定时，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，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压。(4)在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。【举一反三】 如图7213所示，r1、r2、r3、r4均为可变电阻，c1、c2均为电容器，电源的电动势为e, 内阻r0。若改变四个电阻中的一个阻值，则()图7213a减小r1，c1、c2所带的电量都增加b增大r2，c1、c2所带的电量都增加c增大r3，c1、c2所带的电量都增加d减小r4，c1、c2所带的电量都增加【高考风向标】【2015北京19】如图所示，其中电流表a的量程为0.6a，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02a；的阻值等于电流表内阻的；的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表a的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是a将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04ab将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02ac将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06ad将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01a【答案】c (2014天津理综)如图所示，电路中r1、r2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器c的极板水平放置。闭合电键s，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一条件，油滴仍能静止不动的是()a增大r1的阻值b增大r2的阻值c增大两板间的距离d断开电键s【答案】b【解析】本题考查了电路的动态分析和带电粒子在电场中的平衡，解答关键是分析电容器两端电压变化情况。带电粒子原来平衡mg。当增大r1阻值时，电路的总电阻增大，电路总电流减小，内压减小，路端电压u增大，带电粒子向上加速，a错，增大r2，路端电压不变，油滴仍静止，b正确；增大两板间距离，mg，油滴向下加速，c错；断开电键s后，电容器放电，油滴只受重力，向下加速，d错。电路的动态分析步骤：分支路电阻变总电阻变总电流变内压变路端电压各支路。【高考押题】 1电阻r1与r2并联在电路中，通过r1与r2的电流之比为12，则当r1与r2串联后接入电路中时，r1与r2两端电压之比u1u2为()a12b21c14 d41解析：选b由并联特点可知：，又由串联电路特点可得：，故b正确。2用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表a1、a2，若把a1、a2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图1(a)、(b)所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是()图1a图(a)中的a1、a2的示数相同b图(a)中的a1、a2的指针偏角相同c图(b)中的a1、a2的示数和偏角都不同d图(b)中的a1、a2的指针偏角相同3.如图2所示的电路中，电源电动势为e，内电阻为r。开关s闭合后，电灯l1、l2均能发光。现将滑动变阻器r的滑片p稍向上移动，下列说法正确的是()图2a电灯l1、l2均变亮b电灯l1变亮，l2变暗c电流表的示数变小d电源的总功率变小解析：选b将滑动变阻器r的滑片p稍向上移动，电流表的示数变大，电灯l1变亮，l2变暗，电源的总功率变大，选项b正确，a、c、d错误。4(多选)如图3所示电路中，r1、r2为定值电阻，电源的内电阻为r。闭合开关s，电压表显示有读数，调节可变电阻r的阻值，电压表示数增大量为u。对此过程，下列判断正确的是()图3a可变电阻r阻值增大，流过它的电流增大b电阻r2两端的电压减小，减小量小于uc通过电阻r2的电流减小，减小量等于d路端电压一定增大，增大量小于u5有一个电动势为3 v、内阻为1 的电源。下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 w，且使该电源的效率大于50%的是()a0.5 b1 c1.5 d2 解析：选c由闭合电路欧姆定律得i，电源效率100%，电阻的功率pi2r。将四个选项代入分析得，只有c符合题目要求，故c正确。6(多选)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17如图4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，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()图4a4 w,8 w b2 w,4 wc2 w,3 w d4 w,6 w解析：选d用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是ui22 w4 w，电源的总功率是ei32 w6 w。选项d正确。8(多选)如图5所示，直线a、b分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，设两个电源的内阻分别为ra和rb，若将一定值电阻r0分别接到a、b两电源上，通过r0的电流分别为ia和ib，则()图5ararbbiaibcr0接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低dr0接到b电源上，电源的输出功率较小，电源的效率较低解析：选abc在电源路端电压与电流的关系图像中斜率表示电源内阻，rarb，a正确。在图像中作出定值电阻r0的伏安特性曲线，与电源的伏安特性曲线交点表示电路工作点，iaib，b正确。r0接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低，r0接到b电源上，电源的输出功率较小，但电源的效率较高，c正确，d错误。9.如图6所示电路中，4个电阻阻值均为r，开关s闭合时，有质量为m、带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间。现断开开关s，则下列说法不正确的是()图6a小球带负电b断开开关后电容器的带电量减小c断开开关后带电小球向下运动d断开开关后带电小球向上运动10在如图7所示的电路中，当闭合开关s后，若将滑动变阻器的滑片p向下调节，则正确的是()图7a电压表和电流表的示数都增大b灯l2变暗，电流表的示数减小c灯l1变亮，电压表的示数减小d灯l2变亮，电容器的带电量增加解析：选c据题意，从图可知，电压表与滑动变阻器并联，电流表与滑动变阻器串联，灯泡l1与滑动变阻器串联，灯泡l2与滑动变阻器并联，电容器c与滑动变阻器并联，当滑片向下移动时，滑动变阻器的阻值减小，据结论“串反并同”可得：电流表示数增加而电压表示数减小，a选项错误；灯泡l2上的电流减小，灯泡变暗，但电流表示数增加，b选项错误；灯泡l1电流增加，灯泡变亮，而电压表示数减小，故c选项正确；电容器电压减小，据qcu，则电荷量