高二物理电路专题.doc

高二物理系列讲座之二——电路
题型一、对电流的理解
例 1、如图所示在NaCl水溶液中，如在t秒内分别有n1和n2个正负离子通过液体的横截面S，试问：溶液中的电流方向如何？电流强度多大？

例2、来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2=_______。
L
4L
质子源
v1 v2

题型二、对伏安特性曲线的理解
例 1、一个标有“220V、60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用图象表示，题中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是（　）

说明：本题的难点在于①是对 U—I图的物理意义的理解；②是由计算的电阻值只是灯泡正常发光的阻值，而不是整个过程中的阻值。
题型三：对电路认识与电路的简化。
对一个复杂的电路，画出等效电路图，是一项基本功，也是电路分析和计算的基础。在复杂电路中，当导体间串、并联的组合关系不很规则时，要进行电路的简化，简化电路方法较多，这里介绍两种常用的方法：（1）分支法；（2）等势法。（3）注意：① 对于复杂电路的简化可交替用分支法和等势法； 理想的电流表可视作短路；③ 理想的电压表和电容器可视作断路；④ 两等势点间的电阻可省去或视作短路。
例1、一个T型电路如图所示，电路中的电, 。另有一测
试电源，电动势为100V，内阻忽略不计。则
A. 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 V
D. 当cd两端接通测试电源时， ab两端的电压为80 V
点拨：恒定电流常见一些比较复杂的电路，分析时需要画出等效电路图。注意电流表的分析认为是短路，电压表认为是断路，若问某两点间的电压，千万别给该两点间臆想上一段之路。
题型四：分析动态电路的有关问题

例1、电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是
A．电压表和电流表读数都增大
B．电压表和电流表读数都减小
C．电压表读数增大，电流表读数减小
D．电压表读数减小，电流表读数增大
点拨：电路的动态变化问题是高考出镜率最高的电学问题之一，其求解关键是先弄清部分电路的
电阻变化，再弄清全电路的电阻变化，再是全电路电流与电压变化，然后才是分析部分电路的情
况。
例2、 如图8所示，由于某一电阻断路，致使电压表和电流表的示数均比该电阻未断时要大，则这个断路的电阻可能是（ ）
A. R1 B. R2 C. R3 D. R4

【例4】如图所示，直线AOC为某一电源的总功率P总随电流i变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图象．若A、B对应的横坐标为2A，那么线段AB表示的功率及I=2A时对应的外电阻是（ ）．
A．2W，0．5Ω； B．4W，2Ω；C．2W，lΩ；D．6W，2Ω；
例4、如图所示的电路中R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r0.设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U.当R5的滑动触点向图中a端移动时（　）

A．I变大，U变小　　　　　　　B．I变大，U变大
C．I变小，U变大　　　　　　　D．I变小，U变小
　　　评注：在讨论电路中电阻发生变化后引起电流、电压发生变化的问题时，应根据电路的结构，由局部到整体的思路，得到总电流的变化情况，然后再到局部分析出电压和支路电流的变化情况。
题型五：.纯电阻电路规律的综合考查------------电路中的能量关系的处理

U端
UR
rL
rL
I
＋
－
ε
例1、在图中，发电机的内阻r=0.1Ω，每根连接导线的电阻r1=0.1Ω，负载电阻R=22Ω，电路中的电流强度I=10A，求：（1）负载两端的电压UR；（2）外电路上的电压U端；（3）发电机的电动势；（4）整个外电路上消耗的功率P外；（5）负载上消耗的功率；（6）导线上消耗的功率；（7）发电机内部消耗的功率；（8）发电机的功率．

例2、 如图10所示，电路中电池的电动势E=5V，内电阻r=10Ω，固定电阻R=90Ω，R0是可变电阻，在R0从零增加到400Ω的过程中，求：
（1）可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率
（2）电池的电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和

本题关键：写出P0、P小表达式，进行数学变换。一定要养成先写表达式，再求极值的良好解题习惯，否则就容易出错
例3、某一电源对外供电电路如图，已知R1=6Ω，电源内阻r=1Ω，滑动变阻器的电阻R2变化范围为0～4Ω。

　　（1）当闭合开关S后，将变阻器的电阻调到有效电阻R2=2Ω时，电源消耗的总功率为16W，电源输出功率为12W，求灯泡电阻RL的阻值。
　　（2）若将开关S断开，此时灯泡L消耗的功率为多少？
　　（3）在开关S断开的情况下，仍要使灯泡消耗的功率和S闭合时相同，应将滑动变阻器的滑动片向哪边移动？移动到使其有效电阻值R2′等于多少的位置？
题型六：会解非纯电阻电路问题
非纯电阻电路是指电路含有电动机、电解槽等装置，这些装置的共同特点是可以将电能转化为机械能、化学能等其他形式的能量。
例1、汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了 （ ）
A．35.8 W B．43.2 W　
C．48.2 W D．76.8 W

点拨：（1）审题要仔细，不要把“车灯的电功率降低了”误理解为“车灯的电功率降为了”；（2）要知道电动机是非线性元件，欧姆定律不适用。
例2、 如图27所示，电阻R1=20Ω，电动机绕线电阻R2=10Ω，当电键S断开时，电流表的示数是I1=0.5A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是（ ）
A. I=1.5A B. I<1.5A C. P=15W D. P<15W

例3、 某一用直流电动机提升重物的装置，如图28所示，重物的质量m=50kg，电源电动势E=110V，不计电源电阻及各处摩擦，当电动机以V=0.90m/s的恒定速度向上提升重物
时，电路中的电流强度I=5A，由此可知，电动机线圈的电阻R是多少?（g=10m/s2）

题型七：含电容器电路的分析与计算

例1、如图电路中，电源内阻不计.为使电容器的带电量增大，可采取以下哪些方法（）
A.增大R1; B.增大R2; C.增大R3 D.减小R1
R2
R1
S
C
R3
E r
例2、如图所示，E＝10 V, r＝1Ω, R1＝R3＝5 Ω, R2＝4Ω，C＝100μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：
(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
(2)S闭合后流过R3的总电荷量。
1
I/A
U/V
0
2
3
4
4
8
12

题型八：电路.图象问题
例1、如图是某一半导体器件的U-I图， 将该器件与
标有“9V，18W”的用电器串联后接入电动势为
12V的电源两端，用电器恰能正常工作，求此时电
源的输出功率是多少？若将该器件与一个阻值为1.33的电阻串联后接在此电源两端，则该器件消耗的电功率约为多少？
点拨：本题的第二问，如果想不到以下的问题，是根本无法求解的。把串联的1.33的电阻也作为电源的内阻，把原来的电源作为一个新电源看待，且要作出新电源的图线，两图线的交点坐标分别是半导体元件两端的电压和流过的电流，根据交点两坐标相乘求半导体元件的功率
例2、如图所示，直线AOC为某一电源的总功率P总随电流i变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图象．若A、B对应的横坐标为2A，那么线段AB表示的功率及I=2A时对应的外电阻是（ ）．
A．2W，0．5Ω； B．4W，2Ω；C．2W，lΩ；D．6W，2Ω；

U
R1
R2
U2
U1
I2
I1
例3、将电阻和分别接到同一电池组的两极时消耗的电功率相同．电池组向两个电阻供电时的电流分别是和，电池组内阻消耗的功率分别为和，电池组的效率分别是和，电阻两端的电压分别是和．若已知电流，则有
（A）　（B）　（C）　　（D）