20192012版高中物理全程复习方略配套课件:选修3-1.7.2电路电路的基本规律(沪科版).ppt
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1、,1. 关于电源的电动势,下列说法正确的是( ) A.电源的电动势等于电源两端的电压 B.电源不接入电路时,电源两极间的电压大小等于电动势 C.电动势的国际单位是安培 D.常见的铅蓄电池电动势为1.5V,【解析】选B.电源电动势等于电源路端电压与内电压之和,只有外电路是断路时,电源两端的电压等于电源电动势,A错,B对;电动势的国际单位是伏特,C错;常见铅蓄电池的电动势为2 V,D错.,2.(2011福州模拟)在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换,为了延长电灯泡的使用寿命,一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡,下列说法正确的是( ) A.两个灯泡串联 B.两个灯泡并联 C.每个灯泡实际消耗的功率
2、是其额定功率的四分之一 D.每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一,【解析】选A.两个灯泡串联,每个灯泡承担的电压为 低于额定电压,灯泡不易损坏,A对B错;由 U变为原来的 由于灯丝较正常发光时温度偏低,故灯丝电阻较正常发光时小,所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一,C、D错误.,3.(2011泉州模拟)如图所示,用甲、乙、丙三个电动势E相同而内电阻r不同的电源,分别给定值电阻R供电.已知甲、乙、丙三个电源内阻的大小关系为r甲r乙r丙,则将R先后接在这三个电源上时的情况相比较,下列说法中正确的是 ( ),A.接在甲电源上时,通过R的电流最大 B.接在乙电源上时,通过R的电
3、流最大 C.接在乙电源上时,电阻R消耗的电功率最大 D.接在丙电源上时,电阻R消耗的电功率最大,【解析】选D.由 知,当r越小时,I越大,故A、B错.又由P=I2R可知,I越大,P越大,故C错,D对.,4.如图所示是一实验电路图.在滑动触头由a端滑向b端的过程中,下列表述正确的是( ) A.路端电压变小 B.电流表的示数变大 C.电源内阻消耗的功率变小 D.电路的总电阻变大,【解析】选A.滑动触头由a滑向b的过程中,总电阻变小,D错误;干路电流变大,路端电压变小,A正确;内阻消耗功率变大,C错误;定值电阻R3上电压降低,电流表示数变小,B错误.,5.如图所示为汽车蓄电池与 车灯(电阻不变)、电
4、动机组 成的电路、蓄电池内阻为 0.05 ,电流表和电压表 均为理想电表.只接通S1时, 电流表示数为10 A,电压表示数为12 V,再接通S2,电动机工作时,电流表示数变为8 A,则此时通过电动机的电流是多少?,【解析】根据闭合电路欧姆定律EUIr,只接通S1时, 电流表示数为10 A,电压表示数为12 V,得 EU+Ir=12.5 V,车灯电阻 接通S2时,电动机工作,电流表示数变为I1=8 A,车灯 电压U1I1R9.6 V,电源内电压为U内EU12.9 V, 通过电源的电流 通过电动机的电流I2I总I150 A. 答案:50 A,一、电源的有关功率和效率 1.电源的总功率 (1)任意电
5、路:P总=EI=U外I+U内I=P出+P内. (2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)= 2.电源内部消耗的功率 P内=I2r=U内I=P总-P出. 3.电源的输出功率 (1)任意电路:P出=UI=EI-I2r=P总-P内. (2)纯电阻电路:,(3)输出功率随R的变化关系 当R=r时,电源的输出功率最大为 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可能的外电阻 R1和R2,且R1R2=r2.,P出与R的关系如图所示.,4.电源的效率 (1)任意电路: (2)纯电阻电路: 因此在纯电阻电路中R越大,越大;当R=r时,电源
6、有 最大输出功率时,效率仅为50%.,(1)当电源的输出功率最大时,效率并不是最大,只有50%;当R时,100%,但此时P出0,无实际意义. (2)对于内、外电路上的固定电阻,其消耗的功率根据 PI2R来判断,与输出功率大小的判断方法不同.,【例证1】(2011盐城模拟) (14分)如图所示,电阻R1= 2 ,小灯泡L上标有“3 V, 1.5 W”,电源内阻r=1 ,滑 动变阻器的最大阻值为R0(大小 未知),当触头P滑动到最上端a时,电流表的读数为1 A,小灯泡L恰好正常发光,求: (1)滑动变阻器的最大阻值R0. (2)当触头P滑动到最下端b时,求电源的总功率及输出功率.,【标准解答】(1
7、)当触头P滑动到最上端a时,流过小灯泡 L的电流为: (2分) 流过滑动变阻器的电流: (2分) 故: (2分),(2)电源电动势为: E=UL+IA(R1+r)=3 V+1(2+1)V=6 V. (2分) 当触头P滑动到最下端b时,滑动变阻器和小灯泡均被短路. 电路中总电流为: (2分) 故电源的总功率为:P总=EI=12 W (2分) 输出功率为:P出=EI-I2r=8 W (2分) 答案:(1)6 (2)12 W 8 W,【规律方法】闭合电路中的功率求解应注意的问题: (1)电流发生变化时,路端电压发生变化,进行功率比较与计算时一定要重视这一点. (2)利用当外电阻等于内阻时输出功率最大
8、这一结论,必要时要将某一电阻看做内阻,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. 若R是定值电阻,通过电流越大,功率越大. 当R是变化电阻时,把其他电阻等效为电源内阻处理.,【变式训练】(2011潍坊模拟)如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则( ),A.R1接在电源上时,电源的效率高 B.R2接在电源上时,电源的效率高 C.R1接在电源上时,电源的输出功率大 D.电源的输出功率一样大,【解析】选A.电源的效率 由于UBUC,故R1接在电源上时,
9、电源的效率高,A项正确, B项错误;将电阻接在电源上,电阻的U-I图象与电源两端 电压与电流关系图象的交点,表示将这个电阻接到此电源 上的输出电压和电流,从图象中只可看出电流的数值, 由于图线的斜率等于电阻的阻值,由图象可知,R2与电源 的内阻相等,所以接在电源上时,R2比R1消耗功率大, 故C、D错.,二、电路的动态分析 1.电路的动态分析问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化,某处电路变化又引起其他电路的一系列变化;对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律,部分电路欧姆定律,串、并联电路中电压和电流的关系.,2.分析这类问题的一般步骤是: (1)明确局部电路
10、变化时所引起的局部电路电阻的变化. (2)根据局部电阻的变化,确定电路的外电阻R外总如何变化. (3)根据闭合电路欧姆定律 确定电路的总电流如何变化. (4)由U内I总r确定电源的内电压如何变化.,(5)由U外EU内确定电源的外电压如何变化. (6)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化. (7)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化. 由以上步骤可以看出,解决此类问题,基本思路是“局部整体局部”,同时要灵活地选用公式,每一步推导都要有确切的依据.,电路的动态分析问题还可以用极限法来分析,即遇到因变阻器滑动触头滑动引起电路变化的问题时,可将变阻器的滑动触头分别
11、滑至两个极端去讨论.,【例证2】(2011广州模拟)如图所示,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器R的滑动片向下滑动时,两灯的变化是 A.A灯变亮,B灯变亮 B.A灯变暗,B灯变亮 C.A灯变暗,B灯变暗 D.A灯变亮,B灯变暗,【解题指导】解答本题时可按以下流程分析:,【自主解答】选C.当变阻器的滑片向下滑动时,接入电路的电阻减小,根据串、并联电路特点可知电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得干路电流I增大,内阻分担电压增大,路端电压U减小,A灯两端电压减小,亮度变暗;另一支路电流I=I-IA增大,U1=IR1增大,故R与B灯的并联支路电压UB=U-U1减小,B灯变暗,C正确.,【变式训练】(
12、2011厦门模拟)在如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时( ) A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变大 C.电压表示数变大,电流表示数变大 D.电压表示数变小,电流表示数变小,【解析】选B.当R3的滑片P向b端移动时,R3电路的总 电阻R总总电流I总= 内阻上的电压U内=I总r 路端电压U外=(E-U内),即电压表示数变小.I总电阻 R1上的电压 =I总R1电阻R2上的电压 通过R2的电流 通过电流 表的电流 ,即电流表示数变大.故选项 B正确.,三、含电容器电路的分析与计算 1.电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时,把电容器处的电路视为断
13、路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上. 2.电路稳定时电容器的处理方法:电路稳定后,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,但电容器两端可能出现电势差.,3.电压变化带来的电容器的变化:电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电. 若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电,可由Q=CU计算电容器上电荷量的变化. 4.含电容器电路的处理方法:如果电容器与电源并联,且电路中有电流通过,则电容器两端的电压不是电源电动势E,而是路端电压U.,在含容电路中,当电路发生变化时,除了要判断和计算电容器两端的电压
14、外,还必须要判断电容器极板上极性的变化,防止出现电容器先放电后反向充电的现象.,【例证3】(10分)如图所示的电路中,E10 V, R14 ,R26 ,电池内阻不计,C1C230 F.先闭合开关S,待电路稳定后再断开S,求断开S后通过电阻R1的电荷量.,【解题指导】解答本题时,应按如下思路进行: (1)S闭合前后,计算C1、C2上的电压,并判断极板极性是否变化. (2)计算S闭合前后C1、C2上电量的变化量Q1、Q2. (3)流过R1的总电荷量QQ1+Q2.,【自主解答】S闭合时, (2分) 由于C2被S短路,其两端电压 S断开待电路稳定后,由于电路中无电流, 故 (2分),电容器C2上增加的
15、电荷量为: Q2C2( 0) 3010610 C3104 C. (2分) 电容器C1上增加的电荷量为: Q1C1( )301064 C 1.2104 C. (2分) 通过R1的电荷量 QQ1+Q24.2104 C. (2分),【互动探究】若将开关S与电阻 R2调换,如图所示,先闭合开关 S,待电路稳定后再断开S,求断 开S后通过电阻R1、R2的电荷量.,【解析】S闭合时, Q1=Q2= =301066 C1.8104 C S断开后, Q1 3104 C Q2 0 故Q1Q1Q11.2104 C Q2Q2Q21.8104 C 即通过R1的电荷量为1.2104 C,通过R2的电荷量为 1.8104
16、 C 答案:1.2104 C 1.8104 C,【例证4】如图所示的电路中,灯泡A和B原来都是正常发光.忽然灯泡B比原来变暗了些,而灯泡A比原来变亮了些,试判断电路中什么地方出现断路的故障?(设只有一处出现了故障),【标准解答】依题意,整个电路只有一处发生了断路,下面分别对不同区域进行讨论: (1)若R1断路,电路中总电阻变大,总电流变小,路端电压升高,A、B两灯均变亮,不合题意. (2)若R3断路,B与R3并联,该段电路中电阻变大,总电流减小,R1电压增大、电流增大,A灯、R2电流都变小,A灯变暗,并联电压减小,而B灯电压升高,B中的电流增大,B灯变亮,不合题意.,(3)若R2断路,同(2)
17、分析过程,可知A灯变亮,B灯变暗,符合题意. (4)A、B灯所在支路或其他部分发生断路,则两灯均不会发光,或其中一个不发光,不合题意. 答案:R2出现断路,对图象中截距理解不清楚导致错误 如图所示是某电源的伏安特性曲线,则下列结论正确的是 ( ) A.电源的电动势为6.0 V B.电源的短路电流为0.5 A C.电流为0.2 A时的外电阻是40.4 D.电源的内阻为12 ,【易错分析】对易错选项及错误原因具体分析如下:,【正确解答】图线在U轴的截距为电源的电动势,故A对; 图线斜率的绝对值为电源的内阻, 故D错;电流为0.2 A时的外电阻是 故C错;电流为0.5 A时的路端电压为5.2 V,此
18、时并非 是短路电流,故B错. 正确答案:A,1.(2010上海高考)在如图所示的闭合电路中,当滑片向右移动时,两电表读数的变化是( ) A.变大,变大 B.变小,变大 C.变大,变小 D.变小,变小,【解析】选B.当滑片P向右移动时,滑动变阻器电阻变大,导致干路电流变小,内电压减小,路端电压变大,B正确.,2.(2010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.
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- 20192012 高中物理 全程 复习 方略 配套 课件 选修 1.7 电路 基本 规律 沪科版
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