012  电路-（核心知识查漏）（教师版）

核心知识查漏012电路一、交变电流的产生及直、交流电路的动态分析1．思维导图2．电路动态分析方法（1）程序法：基本思路是“部分→整体→部分”。即从阻值的变化入手，由串、并联规律判定R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况。（一般应用于干路的分析）（2）结论法——“串反并同”（应用于支路的分析）“串反”：指某一电阻增大（减小）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（增大）；“并同”：指某一电阻增大（减小）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（减小）。（3）极限分析法：因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片滑到两端、中间等特殊位置，对特殊位置进行分析讨论，从而得到所研究物理量的变化规律。3．分析远距离输电问题的三个“要点”理清三个回路抓住两个联系回路1和回路2的联系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2回路2和回路3的联系：eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4明确三个关联式功率关联式：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔUI线＝I线2R线＝eq\f(ΔU2,R线)电压关联式：U2＝ΔU＋U3电学实验实验1、基本仪器的使用及读数游标卡尺1．分类：根据游标上的分度数分为10分度、20分度和50分度三种。2．精度计算：精度：p=EQ\F(1,n)mm（n为分度数）3．读数规则：（1）读数时不需要估计数字；（2）整毫米数：以游标零刻度线位置为准，在主尺上以游标零刻度线左侧读取最大值即为整毫米数；（3）毫米以下小数：观察上下刻度线，数出游标上第m条与主尺对齐，则毫米以下小数为m/n毫米；（4）总的读数为整毫米数加上毫米小数。螺旋测微器（千分尺）1．精度：因为鼓轮每转动一周，鼓轮前进或后退0.5mm，所以精度为0.01mm。2．读数规则：（1）以鼓轮边缘为准在固定刻度上读出整（或半）毫米数。（2）从可动刻度上读出格数（必须估读）再乘以0.01mm即为毫米以下小数；（3）总的读数为二者之和。3．读数秘诀：主尺读数要看清，整毫米线分上下；半毫米线露脸否，露则加半反取整；数格数千万小心，末位莫忘估计数；两者相加看单位，两全齐美皆相宜。电流表和电压表的读数规则量程精确度读数规则电流表0～3A0.1A与刻度尺一样，采用eq\f(1,10)估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可电压表0～3V0.1V电流表0～0.6A0.02A估读位与最小刻度在同一位，采用eq\f(1,2)估读电压表0～15V0.5V估读位与最小刻度在同一位，采用eq\f(1,5)估读多用电表的读数及使用(1)电流的流向：电流从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进黑出”．(2)“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。(3)欧姆表刻度不均匀的原因：当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig＝eq\f(E,Rg＋R0＋r)，此时中值电阻R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx时，I＝eq\f(E,Rg＋R0＋r＋Rx)，电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀。实验2、电表的改装及校对类型电路图原理把电流表改装为电压表U＝Ig(Rg＋R)扩大电流表量程I＝Ig＋eq\f(IgRg,R)把电流表改装为欧姆表R内＝R中＝eq\f(E,Ig)Rx＝eq\f(E,I)－R内校准电路实验3、以欧姆定律为原理的研究电阻实验1．实验器材的选择(1)电源的选择：一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。(2)电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流值选择电流表；电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏左右。2．电流表内接法与外接法的选择比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大测量结果R测＝eq\f(U,I)＝RA＋Rx＞Rx电阻的测量值大于真实值R测＝eq\f(U,I)＝eq\f(RV,RV＋Rx)·Rx＜Rx电阻的测量值小于真实值适用条件Rx≫RA，大电阻Rx≪RV，小电阻3．分压电路与限流电路的选择以小控大用分压，相差无几用限流，即当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压电路；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采用限流电路。另外，必须采用分压电路的情况有三种：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；③要求获取有区分度的多组数据。若两种电路均可，则采用限流式，因为限流式损耗功率小。实验4、以闭合电路欧姆定律为原理研究电源的实验测量方法伏安法（电流表内接和外接）安阻法伏阻法电路图实验原理U＝E−IrU＝E−IrE＝IR＋IrE＝U＋eq\f(U,R)r真实值与测量值I真＝I测＋eq\f(U,RV)U真＝U测＋IRA误差分析E测<E真，r测<r真(r测＝eq\f(RV·r,RV＋r))E测＝E真，r测>r真(r测＝r＋RA)E测＝E真；r测＞r真(r测＝r＋RA)E测＜E真；r测＜r真(r测＝eq\f(RV·r,RV＋r))1．（2024·上海闵行·统考一模）五、变阻器变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电流和电压，达到控制电路的目的。（1）在测量金属丝的电阻率的实验中，电路如图所示。若被测电阻丝的电阻在30Ω左右，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为A．0~1Ω

B．0~50Ω

C．0~500Ω

若有一根长为L、直径为d的金属丝，测得其阻值为R，则电阻率。（2）如图（b）所示电路，在滑动变阻器的滑片P向左端滑动过程中，电压表、电流表的示数变化情况为（）A．两表示数均增大 B．电压表示数增大，电流表示数减小C．两表示数均减小 D．电压表示数减小，电流表示数增大（3）变阻器可以改变电源的输出功率及用电器功率，在图（c）电路中电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，两个滑动变阻器变化范围均为0~10Ω，则当R1=Ω、R2=Ω时可使R2有最大功率。【答案】（1）B（2）D（3）02【解析】（1）电路图滑动变阻器采用限流接法，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值与待测电阻阻值接近的；若被测电阻丝的电阻在30Ω左右，实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为0~50Ω。故选B。（2）根据电阻定律可得又联立可得电阻率为（2）D（3）0，22．（2024·上海虹口·高三一模）四、测量电源的电动势和内阻实验某小组做“测量电源的电动势和内阻”实验，可提供的器材有：待测干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于1Ω）；电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω）；滑动变阻器R（最大阻值20Ω，允许通过电流2A）；定值电阻R1（阻值2Ω）；定值电阻R2（阻值5Ω）；开关一个；导线若干。（1）按图连接电路，移动变阻器的滑片P使电流表示数逐渐增大。读取数据发现：电流表的示数从不足0.1A增大到0.6A的过程中，电压表的指针偏转范围很小。该现象的主要原因是（）

A．电压表分流B．干电池内阻较小C．电流表内阻较小D．滑动变阻器最大阻值较小（2）对此问题，同学们在提供器材的基础上改进了实验方案。在图中用笔画线代替导线，补齐改进后的连线。

正确连接电路，闭合电键后，移动变阻器滑片，

发现电压表、电流表始终不偏转（已知电池无故障）。同学们猜测可能是某导线断路，为确认猜测是否正确，小王同学找到一只数字式多用电表，将表笔插入插孔，选择开关拨到图的位置，你认为他的选择是（选填“合理”或“不合理”）的。若他将选择开关逆时针从图位置旋转到下一档，再将黑表笔接电源负极a，红表笔分别接c、e，电表读数均为1.49V，则断路的导线是。（3）更换故障导线后，重新实验，测得数据记录在下表，并在U—I图上描出对应的数据点，如图所示。

序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52①请在图中，依据所描的数据点，画出该电池的伏安特性曲线。②由实验数据可知，所选定值电阻为（填“R1”或“R2”）。【答案】（1）B（2）见解析

不合理ae（3）见解析

R1【解析】（1）移动变阻器的滑片P使电流表示数逐渐增大，电流表的示数从不足0.1A增大到0.6A的过程中，电压表的指针偏转范围很小，根据闭合电路欧姆定律可知，则该现象的主要原因是干电池内阻较小，使得电压表示数U始终接近于干电池的电动势E。故选B。（2）为使电压表示数变化明显，可将一个定值电阻与干电池串联，所得电路如下图所示

干电池为直流电源，选择开关拨到图的位置为交流电压挡位，所以选择是不合理的。他将选择开关逆时针从图位置旋转到下一档，即为直流电压挡，此时相当于电压表。再将黑表笔接电源负极a，红表笔分别接c、e，电表读数均为1.49V，即约为电源电动势的大小，则断路的导线是ae。（3）依据所描的数据点，画出该电池的伏安特性曲线，如下图所示

根据闭合电路欧姆定律有结合图像可得，则所选的定值电阻为R1。3．（2024·上海虹口·高三一模）五、无线充电宝无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。

某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（）

A．无线充电的平均电流较大B．有线充电的平均电流较大C．无线充电与有线充电平均功率的比值约为D．无线充电与有线充电平均功率的比值约为【答案】BC【解析】由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过程中通过某一截面的电荷量q相同，则根据可知，有线充电的时间t较短，所以有线充电的平均电流较大，故A错误，B正确；由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过程中所做的功相同，则根据可知，无线充电与有线充电平均功率的比值约等于90min比150min，即为，故C正确，D错误。故选BC。4．（2024·上海黄浦·高三一模）用电磁发射卫星上海宇航系统工程研究所公开了一种在临近空间用电磁发射卫星的发明专利。飞艇在离地面高度20～100km范围内的临近空间稳定飞行。飞艇单次携带批量的微小型卫星，利用太阳能结合布置于飞艇下方的长直电磁发射装置，将卫星发射至低地球轨道。飞艇的上表面覆有一层柔性薄膜太阳电池阵为储能装置充电。某小组利用如图(c)所示的电路，研究太阳能电池的伏安特性。连接电路后，闭合开关S。在温度不变的情况下，先用一弱光照射太阳能电池，调节滑动变阻器R的阻值，记录电压U和电流I的示数，并多次重复该过程，将实验数据描在图(d)的U-I图中得到曲线A。改用一强光照射重复实验，在U-I图中得到曲线B。

（1）当光（选填“弱”或“强”）照射时，该太阳能电池的输出功率更大。（2）当滑动变阻器的电阻为某值时，用弱光照射时外电压为1.5V，若改用强光照射，外电路消耗的电功率为W（保留2位有效数字）【答案】（1）强（2）（或）【解析】（1）应U-I图像的截距等于电源电动势，斜率等于电源内阻，则光越强，电动势越大，内阻越小，则根据，可知，当强光照射时，该太阳能电池的输出功率更大。（2）当滑动变阻器的电阻为某值时，用弱光照射时外电压为1.5V，则此时做出外电阻的U-I图像可知图像与电源的U-I图像的交点为电路的工作点，若改用强光照射，则此时U=2.1V，I=100μA=10-4A，外电路消耗的电功率为P=IU=2.1×10-4W5．（2024·上海四区统考一模）小李做了关于太阳能电池和电容器的两个实验，实验中太阳能电池的电动势在3V左右，电容器的电容大于1000μF。小李设计的电路如图甲所示（图中电源为太阳能电池，定值电阻R0=4Ω）。（1）电路中R0的作用是。（2）小李调节滑动变阻器测得多组数据，描绘出光照一定情况下电压U与电流I的关系，如图乙，由图像知当输出电流0≤I≤150mA时，U与I成线性关系。则电池电动势E＝V，在满足U与I成线性关系的条件下，该电池的内阻r＝Ω。（均保留两位有效数字）（3）当电流大于150mA时，随着电流增大，电池的电阻（选填“增大”、“减小”或“不变”）；当电压表的示数为0.5V时，电池的输出功率为W（保留两位有效数字）。小李设计图1所示电路来观察电容器的放电过程，电源电压6.0V，小李先将单刀双掷开关S接通2，一段时间后，把开关再改接1得到电流随时间的变化关系如图2所示。（4）曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的；A．电压

B．电容

C．电量

D．电阻（5）由图2可估算出当电容器两端电压为6.0V时该电容器所带的电荷量Q约为C，从而算出该电容器的电容约为F；（结果均保留2位有效数字）（6）【多选】小李改变电流传感器的位置，进一步观察电容器充放电现象，在下列四个图像中，表示电容器充放电过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像和两极板间的电压随时间变化的图像，其中正确的有。【答案】（1）保护电路（2）2.93.3（3）增大0.43（4）C（5）（6）AC/CA【解析】（1）为防止滑动变阻器接入电路阻值为零时电路电流过大而损坏电路元件，电路图中R0的作用是保护电路。（2）根据可知，（3）当电流大于150mA时，随着电流增大，图像斜率变大，所以内阻增大，当电压表的示数为0.5V时，电流为270mA，电池的输出功率为（4）根据q=It，若把时间分成无数段，则图象与坐标轴围成的面积表示在微小时间内的电荷量，所以曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的电量。故选C。（5）每一小格的电量为约36个格，所以该电容器所带的电荷量Q约为该电容器的电容约为（6）充电电流方向与放电电流方向相反，且随着充电进行，电容器两端电压变大，充电电流增加的变慢，电量积累变慢，根据可知，电压增加变慢，放电时图像斜率同样减小，故AC正确BD错误。故选AC。6．（2024·上海青浦·高三一模）随着科技的不断发展和环境保护意识的崛起，中国的新能源汽车市场正迅速壮大。相比传统燃油车发动机的效率约10%-40%（随着发动机的工作状态变化），新能源车中纯电动汽车的电机效率高达约90%（行驶过程中几乎不变）。汽车在平坦道路上保持匀速行驶受到来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻力。滚动阻力的大小与汽车重量成正比Ff=crmg，其中cr为滚阻系数。空气阻力的大小与汽车和速度的平方成正比f=kv2，其中k为常量，和空气密度，汽车的迎风面积等有关。（1）新能源纯电动汽车所用的电能和传统燃油车所用的汽油（

）A．都是一次能源B．都是二次能源C．都是新能源D．都是不可再生能源（2）某电动汽车的能耗总功率P和速度v的关系如图b所示，该汽车电池容量W为，则该汽车以60km/h的速度行驶时，能够行驶的里程x为km；通常纯电动汽车驾驶员有这样一个经验：“一上高速，续航减半“。即纯电动汽车的行驶里程x随着匀速行驶速度v的增大而减小，试利用图像解释这一现象：。【答案】（1）B（2）667km见解析【解析】（1）新能源纯电动汽车所用的电能和传统燃油车所用的汽油都是二次能源。故选B。（2）汽车以60km/h的速度行驶时，汽车的能耗总功率P为6.75kW，又汽车电池容量W为，则汽车可行驶的时间为则汽车能够行驶的里程为汽车的行驶里程为，其中k为能耗总功率P和速度v的关系图像中，速度为v时图像上对应的点和原点连线的斜率。随着v的增大，k增大，故当W一定时，减小，即随着速度的增加，电车续航将减小。7．（2024·上海宝山·高三一模）六、力传感器力传感器是一种将力信号转变为电信号的电子元件。图中的金属丝是一种“应变片”，它将金属片在力F作用下的形变转换成电阻的变化。

（1）金属丝电阻大小的变化遵循了（

）A．欧姆定律 B．电阻定律C．楞次定律 D．焦耳定律（2）有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图所示，主要由三部分构成：受压板、力传感器R和显示重量的仪表G（实质上是电流表）。不计受压板的质量，已知电流表的测量范围为0~3A，内阻不计；电源电动势为12V，内阻为1Ω；电阻R随压力F变化的函数式为R=35−0.01F（F和R的单位分别是N和Ω）。

当F在允许的测量范围内增大时，流过电流表的电流将（选择：A．变大

B．不变

C．变小）；该秤能测量的最大重量是A．3500N

B．3400N

C．3200N

D．3100N该秤将电流表的电流刻度I转换成重量刻度G，试问G的刻度是否均匀变化？请说明理由？【答案】（1）B（2）ACG的刻度不均匀变化见解析【解析】（1）由图可知，金属丝电阻大小的变化是通过改变长度等来改变电阻的大小的，同样遵循了电阻定律。故选B。（2）由电阻R随压力F变化的函数式R=35−0.01F可知当压力F增大时，电阻R减小，则流过电流表的电流将变大。故选A。当该秤测量的重量为最大时，压力F最大，则电阻R最小，电流表示数最大为3A，此时根据闭合电路欧姆定律有可得此时电阻R的阻值为则根据电阻R随压力F变化的函数式R=35−0.01F可得，此时的压力为即该秤能测量的最大重量是3200N。故选C。由闭合电路欧姆定律有根据电阻R随压力F变化的函数式R=35−0.01F联立可得即压力F和电流I不是线性关系，所以G的刻度不均匀变化。7．（2024·上海浦东·高三一模）变化的电流当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。电流既有稳恒电流，又有变化的电流。指出下图所示的家庭电路中存在的三个安全隐患：①；②；③。【答案】S1应该接在火线上三孔插座的接地线接到了零线上立式空调没有接地线。8．（2024·上海松江·高三一模）“绿色、低碳、节能”采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。（1）广泛应用且属于清洁能源的是（选涂：A．太阳能

B．煤炭

C．天然气）。（2）下列做法不符合节能要求的是（）A．电脑使用完毕后关机并切断电源 B．长时间外出需要切断热水器电源C．电视机长时间处于待机状态 D．手机充电结束后拔掉充电器【答案】（1）A（2）C【解析】（1）太阳能属于可再生资源，并且它们的使用也不会对环境及大气造成污染，属于清洁能源，煤炭和天然气燃烧后产生有害气体属于非清洁能源，故选A。（2）电脑使用完毕后关机并切断电源，有利于节省电能，故A不符合题意；长时间外出需要切断热水器电源，有利于放止热水器反复加热而浪费电能，故B不符合题意；电视机长时间处于待机状态，也会消耗电能，故C符合题意；手机充电结束后拔掉充电器，有利于节省电能，故D不符合题意。故选C。8．（2024·上海松江·高三一模）机器人机器人（Robot）是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。机器人能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务。（1）某机器人工作的额定电压为15V，额定功率为30W，充电时额定电压为24V，额定电流为0.5A，电池容量为，则下列说法正确的是（）A．从零开始充满电大约需要4hB．指电池储存的电能C．正常工作时的电流为2AD．充满电后可连续正常工作的时间约为1h（2）研究机器人中导电材料Z的导电规律：为了测量通过Z的电流随电压从零逐渐增大过程中的变化规律，设计的如图1的电路图存在错误，请在图上予以纠正；上述实验测得Z的电流与电压的关系，作出如图2的图线；温度传感器得到Z的电阻随温度的变化规律如图3。根据图像可判断Z的电阻随电流变大而（选涂：A．增大

B．不变

C．减小）；某同学设计制作了如图4的测温电路。已知电源电动势E=1.5V、内阻r=5Ω、R0=10Ω。闭合开关，电压表示数为0.5V，求：（简答）①此时Z的温度（结果保留3位有效数字）；②若环境温度改变，Z的电功率将如何变化。【答案】（1）ACD（2）C减小【解析】（1）充电电流为0.5A，电池容量为，从零开始充满电大约需要，A正确；指电池储存的电荷量，B错误；正常工作时的电流为，C正确；正常工作时的电流为2A，充满电后可连续正常工作的时间约为，D正确。故选ACD。（2）为了测量通过Z的电流随电压从零逐渐增大过程中的变化规律，电路应选择分压式，如图由图可知图像上任一点与原点连线的斜率逐渐增大，根据欧姆定律可知，导体的电阻不断减小，可判断Z的电阻随电流变大而减小。故选C。由闭合电路欧姆定律解得由图3可知②Z消耗的功率可表示为当时，Z消耗的功率最大，故若环境温度改变，Z的电功率将减小。9．（2024·上海金山·高三一模）二、通电螺线管用如图所示的电路研究通电螺线管的磁场（虚线框内是螺线管）。用磁传感器测量螺线管内外的磁感应强度分布。（1）用数字式多用表测量电池两端的电压，如图所示。在闭合电键前，应将黑色表笔插入，功能旋钮旋转至。（2）（计算）移动滑片，多次测量通过螺线管的电流强度I、通电螺线管内部正中间磁感应强度B和电池两端电压U，以此绘出B-I和B-U图线。求电源电动势。【答案】（1）标有“-”号的插孔直流电压档（2）4.5V【解析】（1）使用多用电表测电压，应让电流