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1、專題四電路與電磁感應專題四電路與電磁感應第一部分第一部分專題突破方略專題突破方略專題四電路與電磁感應專題四電路與電磁感應專題四電路與電磁感應專題四電路與電磁感應專題四電路與電磁感應專題四電路與電磁感應第第1講直流電路講直流電路重點知識歸納重點知識歸納一、電路基本概念的理解一、電路基本概念的理解1對電流的三種表達式的理解對電流的三種表達式的理解 公公式式區(qū)別區(qū)別 IInqSvI含義含義電流的定電流的定義式義式電流的決電流的決定式定式反映了導體中的電反映了導體中的電流與導體兩端的電流與導體兩端的電壓和電阻的關(guān)系壓和電阻的關(guān)系理解理解I與與q、t無無關(guān)關(guān)由由I 可導出可導出I由由U、R共同決定共同決
2、定2.正確理解正確理解R 和和R 的區(qū)別的區(qū)別 公式公式區(qū)別區(qū)別RR含義含義電阻的決定式電阻的決定式電阻的定義式電阻的定義式理解理解R由由、l、S共同決共同決定定R與與U、I均無關(guān)均無關(guān)適用條件適用條件任何導體任何導體金屬和電解液金屬和電解液3.純電阻電路和非純電阻電路純電阻電路和非純電阻電路純電阻電路純電阻電路非純電阻電路非純電阻電路元件特點元件特點電路中只有電電路中只有電阻元件阻元件除電阻外還包括能除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器形式能的用電器歐姆定律歐姆定律服從歐姆定律服從歐姆定律I不服從歐姆定律：不服從歐姆定律：UIR或或I能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化電流做功全部電流
3、做功全部轉(zhuǎn)化為電熱轉(zhuǎn)化為電熱電流做功除一部分轉(zhuǎn)電流做功除一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外還有一部化為內(nèi)能外還有一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的分轉(zhuǎn)化為其他形式的能能電功與電電功與電熱的關(guān)系熱的關(guān)系WQ即即UItI2Rt tWQ即即UItI2Rt元件舉例元件舉例電阻、電爐絲、電阻、電爐絲、白熾燈白熾燈電動機、電解槽、日電動機、電解槽、日光燈光燈二、直流電路中常見的幾個圖象二、直流電路中常見的幾個圖象1U端端R圖象圖象U端端 R ，可見，可見U端端隨外電阻隨外電阻R的增大而增大，如圖的增大而增大，如圖411所示所示圖圖4112UI圖象圖象(1)對電源有：對電源有：UEIr，如圖，如圖412中中a線線(2)對定值電阻有：對
4、定值電阻有：UIR，如圖，如圖412中中b線線圖圖412說明：說明：圖中圖中a線常用來分析電源電動勢和內(nèi)線常用來分析電源電動勢和內(nèi)電阻的測量實驗電阻的測量實驗圖中矩形圖中矩形OABD、OCPD和和ABPC的的“面積面積”分別表示電源的總功率、輸出功率和內(nèi)電阻消分別表示電源的總功率、輸出功率和內(nèi)電阻消耗的功率耗的功率3P出出R圖象圖象圖圖413P出出 R ，可見，當，可見，當Rr時，時，電源的輸出功率最大，且為電源的輸出功率最大，且為P出出max，如圖，如圖413所示但效率不是最大，只有所示但效率不是最大，只有50%.熱點題型示例熱點題型示例直流電路的動態(tài)分析直流電路的動態(tài)分析1明確引發(fā)變化的原
5、因明確引發(fā)變化的原因(1)滑動變阻器滑片的位置改變滑動變阻器滑片的位置改變(2)電路中開關(guān)的閉合、斷開，甚至換向電路中開關(guān)的閉合、斷開，甚至換向(3)非理想電表對電路的測試非理想電表對電路的測試(4)電容器結(jié)構(gòu)的改變電容器結(jié)構(gòu)的改變(5)電路故障電路故障(斷路、短路斷路、短路)(6)電路中有傳感器的敏感元件電路中有傳感器的敏感元件2閉合電路動態(tài)分析的兩種方法閉合電路動態(tài)分析的兩種方法(1)程序分析法：流程如下程序分析法：流程如下(2)利用結(jié)論法：即利用結(jié)論法：即“串反并同串反并同”法法所謂所謂“串反串反”，即某一電阻增大，即某一電阻增大(減小減小)時，與時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩
6、端電壓它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓都減小都減小(增大增大)；所謂；所謂“并同并同”，即某一電阻增大，即某一電阻增大(減小減小)時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓都增大兩端電壓都增大(減小減小) 如圖如圖414所示，當滑動變阻器的滑片所示，當滑動變阻器的滑片向下滑動時，電流表和電壓表示數(shù)和電阻向下滑動時，電流表和電壓表示數(shù)和電阻R3上上消耗功率的變化情況是消耗功率的變化情況是()A電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)減小，R3消消耗的功率減小耗的功率減小B電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)
7、增大，R3消消耗的功率增大耗的功率增大C電流表和電壓表示數(shù)都增大，電流表和電壓表示數(shù)都增大，R3消耗的功消耗的功率減小率減小D電流表和電壓表示數(shù)都減小，電流表和電壓表示數(shù)都減小，R3消耗的功消耗的功率增大率增大圖圖414【自主解答】【自主解答】法一：程序法：當圖中滑動變阻器法一：程序法：當圖中滑動變阻器的滑片向下滑動時的滑片向下滑動時電阻電阻R4閉合電路的總電阻閉合電路的總電阻R總總總電流總電流I總總內(nèi)電壓內(nèi)電壓U內(nèi)內(nèi)路端電壓路端電壓U外外電壓表示數(shù)減小，電流電壓表示數(shù)減小，電流 I3R3消耗的功率增大消耗的功率增大法二：法二：“串反并同串反并同”法：當法：當R4減小時，與減小時，與R4串串聯(lián)
8、的聯(lián)的R3上的電流就增大，上的電流就增大，R3消耗的功率增大；消耗的功率增大；與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的R1、R2支路及電壓表兩支路及電壓表兩端電壓減小，電流表示數(shù)減小端電壓減小，電流表示數(shù)減小圖圖415【答案答案】D強化訓練強化訓練1(2011年高考海南卷年高考海南卷)如圖如圖415所示，所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定為定值電阻，值電阻，S0、S為開關(guān)，為開關(guān)，V與與A分別為電壓表和電分別為電壓表和電流表初始時流表初始時S0與與S均閉合，現(xiàn)將均閉合，現(xiàn)將S斷開，則斷開，則()AV的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變小的讀數(shù)變小BV的讀數(shù)變
9、大，的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大的讀數(shù)變大CV的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變小的讀數(shù)變小DV的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變大的讀數(shù)變大解析：選解析：選B.當當S斷開時，斷開時，R2所在支路斷路，總電所在支路斷路，總電阻阻R變大，根據(jù)變大，根據(jù)I 知，干路電流知，干路電流I變變小，根據(jù)小，根據(jù)UEIr知，路端電壓變大，即知，路端電壓變大，即V 讀數(shù)讀數(shù)變大；根據(jù)變大；根據(jù)UIR知，知，R1兩端電壓兩端電壓U1IR1變小，而變小，而UU1U3，所以，所以R3兩端的電壓兩端的電壓U3UU1要變大，要變大，通過通過R3的電流的電流I3變大，即變大，即A的讀數(shù)變大，所以的讀數(shù)變大，所以B正確正確直流
10、電路的圖象直流電路的圖象1在恒定電流單元中要注意以下幾個重要圖象：在恒定電流單元中要注意以下幾個重要圖象：電源輸出功率電源輸出功率PR圖象、圖象、PI圖象、圖象、UR圖象、圖象、UI圖象等，這些都是高考命題的熱點之一圖象等，這些都是高考命題的熱點之一2應用圖象信息解題時應注意：應用圖象信息解題時應注意：(1)搞清圖象研搞清圖象研究的是什么，并根據(jù)題目所反映的物理規(guī)律確定究的是什么，并根據(jù)題目所反映的物理規(guī)律確定物理量之間的函數(shù)關(guān)系物理量之間的函數(shù)關(guān)系(2)明確圖象的物理意義：明確圖象的物理意義：識別橫坐標、縱坐標所代表的物理量及其物理意識別橫坐標、縱坐標所代表的物理量及其物理意義，明確物理圖象
11、的中點、線段、截距、峰值、義，明確物理圖象的中點、線段、截距、峰值、斜率、斜率、“面積面積”等的物理意義等的物理意義(3)對圖象進行分對圖象進行分析、比較、判斷，找出規(guī)律得出結(jié)論析、比較、判斷，找出規(guī)律得出結(jié)論 (2011年高三押題卷年高三押題卷)如圖如圖416甲所示電路，甲所示電路，在滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，在滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙中兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙中AC、BC兩直線所示，不考慮電表對電路的影響，兩直線所示，不考慮電表對電路的影響，則：則：圖圖416(1)電壓表電壓表V1、V2的示數(shù)隨電
12、流表示數(shù)的變化的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖象分別為圖象分別為UI圖象中的哪一條直線？圖象中的哪一條直線？(2)定值電阻定值電阻R0、滑動變阻器的總電阻分別是、滑動變阻器的總電阻分別是多少？多少？(3)試求出電源的電動勢和內(nèi)阻試求出電源的電動勢和內(nèi)阻(4)滑動變阻器滑片從一端滑到另一端的過程滑動變阻器滑片從一端滑到另一端的過程中，滑動變阻器消耗的最大電功率為多大？中，滑動變阻器消耗的最大電功率為多大？【自主解答自主解答】(1)I變大時，變大時，U2IR0相應變大，相應變大，而而U1EIr則變小，故則變小，故V1表的示數(shù)隨電流表示表的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖線對應數(shù)的變化圖線對應BC直線，直線，V2
13、表的示數(shù)隨電流表的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖線對應表示數(shù)的變化圖線對應AC直線直線(2)R0 3 ，在，在R取最大值時，取最大值時，Imin0.5 A，此時，此時U17.5 V，故，故RmaxR0 ，即即Rmax12 .(3)由題意知：由題意知：7.5E0.5r和和6E2r，得，得r1 ，E8 V.(4)當滑動變阻器阻值當滑動變阻器阻值RR0r4 時，滑動變阻時，滑動變阻器消耗的功率最大，器消耗的功率最大，Pmax 4 W.【答案】【答案】(1)見自主解答見自主解答(2)3 12 (3)8 V1 (4)4 W強化訓練強化訓練2圖圖417(2010年高考新課標全國卷年高考新課標全國卷)電源的效率電
14、源的效率定義為外電定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比在測電源電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比在測電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖動勢和內(nèi)電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖417所示，圖中所示，圖中U為路端電壓，為路端電壓，I為干路電流，為干路電流，a、b為圖線為圖線上的兩點，相應狀態(tài)下電源的效率分別為上的兩點，相應狀態(tài)下電源的效率分別為a、b.由圖由圖可知可知a、b的值分別為的值分別為()含容電路的分析含容電路的分析1分析含容電路的基本思路分析含容電路的基本思路(1)明確電路的連接方式，必要時畫出等效電路明確電路的連接方式，必要時畫出等效電路圖電容器充、放電結(jié)束后，沒有電
15、流通過電容器，圖電容器充、放電結(jié)束后，沒有電流通過電容器，因此相當于斷路，可先將其去掉，以便于分析因此相當于斷路，可先將其去掉，以便于分析(2)確定電容器兩端的電壓與哪部分電路確定電容器兩端的電壓與哪部分電路(或電阻或電阻)兩兩端的電壓相同端的電壓相同(3)明確電容器所處的狀態(tài)，是充電還是放電過程，明確電容器所處的狀態(tài)，是充電還是放電過程，還是處于充電完畢的狀態(tài)還是處于充電完畢的狀態(tài)(4)電容器是以電場的形式儲存電能，其宏觀表現(xiàn)是電容器是以電場的形式儲存電能，其宏觀表現(xiàn)是電容器帶電，兩極板間存在電勢差電容器帶電，兩極板間存在電勢差2含容電路的基本類型含容電路的基本類型(1)和電容器相關(guān)的物理量
16、的分析與計算和電容器相關(guān)的物理量的分析與計算(2)電容器內(nèi)帶電粒子的動力學問題及功能關(guān)電容器內(nèi)帶電粒子的動力學問題及功能關(guān)系系圖圖418 (2011年大連市高三質(zhì)檢年大連市高三質(zhì)檢)如圖如圖418所示，所示，兩個相同的平行板電容器兩個相同的平行板電容器C1、C2用導線相連，用導線相連，開始都不帶電現(xiàn)將電鍵開始都不帶電現(xiàn)將電鍵S閉合給兩個電容器充閉合給兩個電容器充電，待充電平衡后，電容器電，待充電平衡后，電容器C1兩板間有一帶電兩板間有一帶電微粒恰好處于平衡狀態(tài)再將電鍵微粒恰好處于平衡狀態(tài)再將電鍵S斷開，把電斷開，把電容器容器C2兩板稍錯開一些兩板稍錯開一些(兩板間距離保持不變兩板間距離保持不變
17、)，重新平衡后，下列判斷正確的是重新平衡后，下列判斷正確的是()A電容器電容器C1兩板間電壓減小兩板間電壓減小B電容器電容器C2兩板間電壓增大兩板間電壓增大C帶電微粒將加速上升帶電微粒將加速上升D電容器電容器C1所帶電荷量增大所帶電荷量增大【自主解答自主解答】充電完畢后電容器充電完畢后電容器C1、C2并聯(lián)，并聯(lián)，且電壓相等，都等于電源電壓，斷開且電壓相等，都等于電源電壓，斷開S后，電容器后，電容器C2兩板稍錯開一些，即兩板正對面積兩板稍錯開一些，即兩板正對面積S減小，則電減小，則電容減小，根據(jù)容減小，根據(jù)C ，可知兩板間電壓增，可知兩板間電壓增大，大，此時此時U2U1，則電容器，則電容器C2又
18、開始給又開始給C1充電，直到充電，直到兩電容器電壓再次相等，此時兩者的電壓比原來電兩電容器電壓再次相等，此時兩者的電壓比原來電壓都增大，故壓都增大，故A錯誤，錯誤，B正確；電容器正確；電容器C1所帶電荷所帶電荷量增大，故量增大，故D正確；電容器正確；電容器C1電壓增大，根據(jù)電壓增大，根據(jù)EU/d可知：可知：C1兩板間電場強度增大，則帶電微粒受兩板間電場強度增大，則帶電微粒受到的電場力增大，將加速向上運動，故到的電場力增大，將加速向上運動，故C正確正確【答案】【答案】BCD強化訓練強化訓練3(2011年南昌高三調(diào)研年南昌高三調(diào)研)在如圖在如圖419所示的電路中，所示的電路中，R1、R2、R3均為
19、可變電阻當開關(guān)均為可變電阻當開關(guān)S閉合后，兩平行閉合后，兩平行金屬板金屬板M、N中有一帶電液滴正好處于靜止狀態(tài)為中有一帶電液滴正好處于靜止狀態(tài)為使帶電液滴向上加速運動，可采取的措施是使帶電液滴向上加速運動，可采取的措施是()A增大增大R1的阻值的阻值B減小減小R2的阻值的阻值C減小減小R3的阻值的阻值D增大增大M、N間距間距圖圖419解析：選解析：選B.因為因為R1與平行板電容器串聯(lián)，故無與平行板電容器串聯(lián)，故無論論R1阻值變大還是變小，電容器兩極板間的電阻值變大還是變小，電容器兩極板間的電壓都等于壓都等于R3兩端電壓，故選項兩端電壓，故選項A錯誤；當錯誤；當R2阻值阻值減小時，電路的電阻變小
20、，則電路的總電阻變減小時，電路的電阻變小，則電路的總電阻變小電流變大，小電流變大，R3的分壓變大，電容器兩極板間的分壓變大，電容器兩極板間的電壓變大，所以電場力變大，液滴向上運動，的電壓變大，所以電場力變大，液滴向上運動，故選項故選項B正確；當減小正確；當減小R3的阻值時，電路的電流的阻值時，電路的電流也變大，因此內(nèi)電壓和也變大，因此內(nèi)電壓和R2的分壓變大，則的分壓變大，則R3的的分壓變小，所以電場力變小，液滴向下運動，分壓變小，所以電場力變小，液滴向下運動，故選項故選項C錯誤；當增大極板間的距離時，由錯誤；當增大極板間的距離時，由E ，電場強度變小，故電場力變小，液滴，電場強度變小，故電場力變小，液滴向下運動，選項向下運動，選項D錯誤錯誤
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