第7章 第2单元电路的基本规律

1、,核心考点导学,师说： 本节知识点是高考考查的重点和热点，主要集中在对电路规律和电路动态分析的考查，与实际相联系的新颖题不断出现题型主要是选择题，有时也会出现计算题，分值一般是3分14分左右，难度一般为中等 分析近三年的高考试题和考试说明可以预测，在今后的高考中仍将是这一出题模式，考试题型和分值基本维持不变，复习中应高度重视与实际相联系的新颖题型的训练，含电容器电路的分析与计算可能会涉及.,串、并联电路的特点,I1I2In,U2Un,R1R2Rn,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

2、意一个电阻变大时，总电阻变大 (3)无论电阻怎样连接，每一段电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和,1有四盏灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220 V100 W”字样，L3和L4都标有“220 V40 W”字样，把电路接通后，最暗的是() AL1BL2 CL3 DL4,答案：C,1电动势和内阻 (1)电动势： 定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的 在电源内从 移送到 所做的功,正电荷,负极,正极,内阻,正比,反比,U外U内,(3)UI关系图：由UEIr可知，路端电压随着电路中电流的增大而 ；UI关系图线如图所示 当电路断路即I0时，纵坐标的截距为 当外电路电压为U0

3、时，横坐标的截距为 图线的斜率的绝对值为电源的 ,减小,电动势,短路电流,内阻,对于UI图象中纵坐标(U)不从零开始的情况，图线与横坐标的交点坐标小于短路电流，但直线的斜率大小仍等于电源的内阻,3路端电压与外电阻的关系,0,E,0,1电路图的简化 (1)原则 无电流的支路除去 电势相等的各点合并 理想导线任意长短,理想电流表可以视为短路、理想电压表可视为断路 电表不能看作理想电表时的处理技巧： 在这种场合下，要考虑到电表内电阻对原电路的影响可把电流表和电压表分别看作能显示电流值和电压值的电阻 电容器稳定时可以视为断路,(2)方法 电流分支法：先将各节点用字母标上，判定各支路元件的电流方向(若无

4、电流可假设在总电路两端加上电压后判定)，按电流流向，自左到右将各元件、节点、分支逐一画出，加工整理即可 等势点排列法：标出节点字母，判断出各节点电势的高低(电路无电压时可先假设加上电压)，将各节点按电势高低自左到右排列，再将各节点间的支路画出，然后加工整理即可注意以上两种方法常常结合使用,2如图所示，电阻R110 ，R23 ，R36 ，R44 ，电压U24 V，问：,(1)若在a、b间接入一个内阻很大的电压表，它的读数是多少？ (2)若在a、b间接入一个内阻很小的电流表，它的读数是多少？ 解析：(1)a、b间接入电压表由于a、b间相当于断路，其等效电路如图甲所示,(2)ab间接入电流表 这时a

5、b间相当于短路，电流表测量的是经R4和R3的电流和，其等效电路如图乙所示,方法归纳：此类题目要注意电路的分析，有必要时要画出等效电路图,(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,3半导体材料的导电性能受外界条件的影响很大，有的半导体在温度升高时其电阻减小得非常迅速，利用这种半导体材料可以制成体积很小的热敏电阻如图所示是火警报警系统的部分电路，其中RT为热敏电阻，电流表A为值班室的显示器，a、b之间接报警器当热敏电阻RT所在处出现火情时，电流表A的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(),AI变大，U变大BI变大，U变小 C

6、I变小，U变大 DI变小，U变小,由U端EIr内可知路端电压减小，电压表测量路端电压，因此U变小，排除A、C选项；因干路电流I增大，R1两端的电压增大，而外电路的电压减小，故R2和RT两端的电压会减小，因此电流表示数会减小，D正确 答案：D,EIU外IU内I,I2(Rr),I2rU内I,4如图所示，电源电动势E3 V，内阻r3 ，定值电阻R11 ，滑动变阻器R2的最大阻值为10 ，求： (1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？,(2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率是多少？ (3)当变阻器的阻值为多大时，电源

7、输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？ (4)三种情况下，电源的效率分别为多大？,方法提炼：分析闭合电路中的功率问题时就注意以下三个问题： (1)电流发生变化时，路端电压发生变化，功率比较与计算时不要忘记这一点 (2)利用当外电阻等于内阻时输出功率最大这一结论，必要时要将某一电阻看作内阻，作等效电源处理 (3)注意所求功率是电路中哪部分电路的功率，不同部分电路分析思路不同,考向案例研究,例12012上海单科，17直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的() A总功率一定减小 B效率一定增大 C内部损耗功率一定减小 D输出功率一定先增大后减小,如果外阻R外的最大值小于r，则输出

8、功率随R增大而增加，如果外阻R外的最大值大于r，则输出功率先增大后减小本题由于不知道R外的最大值与r的关系，也不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判定P输的变化情况，D错,(三)调用所学解题(ABC) (四)一语道破天机 (1)理清各个基本概念，熟练运用各个公式并明确其适用条件 (2)应用图象挖掘有效信息,(五)同类跟踪训练 12010新课标全国卷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(),答案D,(二)名师分析

9、解题 当S断开时，外电阻变大，总电流I变小，路端电压U外变大，所以电压表的示数变大；总电流变小，电阻R1上的电压U1减小，而路端电压变大，则电阻R3上的电压变大，所以电流表的示数变大所以B项正确,(2)直观法：即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论 任一电阻R阻值增大，必引起该电阻中电流I的减小和该电阻两端电压U的增大 任一电阻R阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电路两端电压U串的减小,(3)极限法：即因变阻器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去讨论 (4)特殊值法：对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论,(

10、五)同类跟踪训练 22011上海高考如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时(),通过它的电流I上减小，而通过电流表的电流I下II上，所以通过电流表的电流增大，综上分析可知，整个过程中，通过电流表的电流增大，选项A正确 答案A,例32010安徽高考如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是(),A保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大 B保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小 C保持R2不变，缓慢增

11、大R1时，F将变大 D保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小,(一)解读审题视角 解答本题关键是，电路稳定时，电容器对电路作用是断路，R1两端电压为零，故电容器两端电压等于R0两端的电压，所以可根据R0两端电压的变化分析小球所受电场力的变化，进而分析F的变化,(三)调用所学解题(B) (四)一语道破天机 含容电路的分析方法 (1)直流电路中的电容：只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路,(2)极板间的电压：电容器跟与它并联的用电器的电压相等，与电容器串联的电阻不分压即电阻两端电压为零 (3)充放电电流方向：在充放电时，电容器两根引线上的电流方

12、向总是相反的，所以一般根据正极板电荷变化情况来判断电流方向 (4)计算带电量的变化：如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和,(五)同类跟踪训练 3如图所示，在A、B两点间接一电动势为E4 V，内电阻为r1 的直流电源，电阻R1、R2、R3的阻值均为4 ，电容器的电容为C30 F，电流表的内阻不计，当电键S闭合时，求：,(1)电流表的读数； (2)电容器所带的电荷量； (3)断开电键S后，通过R2的电荷量 分析电路中电流表将电阻R1和R2短路，外电路只有电阻R3与电

13、容器并联当断开开关S后，电路结构发生改变，需要重新绘制电路结构图,(3)当电键断开，电容器相当于电源，外电路变为电阻R1、R2并联后与R3串联，如图所示由于各电阻阻值相同，故通过R2的电荷量为Q0.5 Q4.8105C. 答案(1)0.8 A(2)9.6105 C(3)4.8105 C,例4在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表的示数减小U(电压表为理想电表)，在这个过程中(),A通过R1的电流减小，减少量一定等于U/R1 BR2两端的电压增加，增加量一定等于U C路端电压减小，减少量一定等于U D通过R2的电流增加，但增加量一定大于U/R2,(一)解读审题视

14、角 本题考查闭合电路欧姆定律及动态电路的分析方法，解题时要抓住不变量内外增减守恒，即EU内U外 (二)名师分析解题 由串反并同结论或者通过动态电路分析方法可知，当R减小时并联部分电压减小，电压表示数减小，与其并联的R1的电流也减小，与其串联的电阻R2的电压增大，由欧姆定律得R1两端电压减小UIR1，则A对；由闭合电路欧姆定律知EUIr，电阻R2与r电压共增加了U，B、C错，通过R2的电流增加，增加量一定小于U/R2，D错,(三)调用所学解题(A) (四)一语道破天机 解决动态电路问题要注意两点，第一是通过闭合电路欧姆定律可知电路中各个元件的电压之和一定等于电源电动势，即EU内U外，第二是路端电

15、压与干路电流的关系，即UEIr，外电路电压的变化量与电流变化量的绝对值之比一定等于电源内阻值，且不变,(五)同类跟踪训练 42013西安五校联考如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2，下列说法中正确的是(),A小灯泡L1、L2变暗，L3变亮 B小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 CU1U2 DU1U2,解析滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小与电阻串联的灯泡L1、L2电流增大，L1、L2变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，L3变暗，故A错误B正确U1减小，U2增大，而路端电压

16、UU1U2减小，所以U1的变化量大于U2的变化量，故C、D错误 答案B,单元精彩视窗,【选题典型秀】 示例1在如图所示的电路中，灯泡A和B都是正常发光的，后来由于电路中某个电阻发生断路，忽然灯泡B比原来变暗了一些，而灯泡A比原来亮了一些下列说法中正确的是() AR2断路 BR1断路 CR3断路 D无法判断,命题探究本题属于典型的电路故障判断问题，可以用排除法解决 解析先假设R1所在的支路断路，则外电阻总阻值增大，A、B两灯的电压均增大，两灯消耗的电功率也增大，两灯都应变亮，这与题设现象不符合，可见R1支路完好假设R2所在支路断路，则A灯所在的并联支路的电阻增大，导致外电路总阻值增大，干路中电流

17、变小，电源的路端电压U增大，则流过R1的电流I1增大，由I2I总I1可知，A灯所在支路电流I2减小,答案A,示例2如图所示，电灯L标有“4 V,1 W”，滑动变阻器R的总电阻为50 .当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时理想电流表示数为0.45 A由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时理想电流表示数变为0.5 A，理想电压表示数为10 V若导线完好，电路中各处接触良好试问：,(1)发生的故障是短路还是断路？发生在何处？ (2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？ 分析题干中的电路故障只有两种情况，要么是短路要么是断路对短路和断路分别分析，再与题干所给的现象进行对比，从而判断故障原因 解析(1)电路发生故障后，电流表示数增大，所以路端电压UU2I2R2也增大，因此外电路总电阻增大，一定在R2以外电路某处发生断路由于电流表有读数，R2不可能发生断路，电压表也有读数，故滑动变阻器R也不可能断路，只有电灯L可能发生断路,【备考角度说】 No.1角度：综合分析 电路故障分析是综合考查学生电路知识、电流表、电压表特点以及电路中的物理量的规律等知识的一种类型题，也是考查学生解决实验中可能遇到的实际问题的能力的好形式电路故障常见的情况是断路和短路，下面以只存在一处故障为例说明故障判断的方法,No.2角度：电路故障状态特点,No.3角度：故障分析方法 (1)仪器检测法 断点故障