2020高考物理 專(zhuān)題8直流電路和交流電路熱點(diǎn)分析與預(yù)測(cè)

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1、2020高考物理熱點(diǎn)分析與預(yù)測(cè)專(zhuān)題8·直流電路和交流電路 一、2020大綱解讀 本專(zhuān)題包含的內(nèi)容有直流電路、交流電路的分析以及電磁感應(yīng)現(xiàn)象與電路的綜合應(yīng)用等，涉及的考點(diǎn)較多，考綱對(duì)這一部分的要求，除了電阻率與溫度的關(guān)系和電阻、半導(dǎo)體及其應(yīng)用，超導(dǎo)及其應(yīng)用、電感和電容對(duì)交變電流的作用、電能的輸送，這幾部分知識(shí)點(diǎn)為I級(jí)要求，《2020大綱》中定為Ⅱ級(jí)要求的知識(shí)點(diǎn)有：電流、歐姆定律、電阻和電阻定律；電阻的串聯(lián)、并聯(lián)，串聯(lián)電路的分壓作用，并聯(lián)電路的分流作用；電功和電功率，串聯(lián)、并聯(lián)電路的功率分配；交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理，正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式，最大值與有效值，周期與頻率；變

2、壓器的原理，電壓比和電流比． 直流電路的分析與計(jì)算是高考的熱點(diǎn)，可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)的分析進(jìn)行考查，重點(diǎn)考查歐姆定律的應(yīng)用及功率的求解．交流電路部分由于與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活緊密結(jié)合，在近幾年的高考中考查的頻度較高，重點(diǎn)考查交流電有效值、變壓器的有關(guān)知識(shí)．電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題是綜合性較強(qiáng)的高考熱點(diǎn)之一，該內(nèi)容一般綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、直流電路知識(shí)、磁場(chǎng)知識(shí)等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，還可以結(jié)合圖象進(jìn)行考查，解答過(guò)程中對(duì)考生的綜合應(yīng)用能力要求較高． 二、重點(diǎn)剖析 電路這一部分以部分電路歐姆定律為中心，包括六個(gè)基本物理量（電壓、電流、電阻、電功、電功率、電熱），三條定律（部分電路歐姆定律、電阻定律和焦

3、耳定律），以及若干基本規(guī)律（串、并聯(lián)電路特點(diǎn)等）；其二是以閉合電路歐姆定律為中心，討論電動(dòng)勢(shì)的概念，閉合電路中的電流、路端電壓以及閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化；其三，對(duì)高中物理所涉及的三種不同類(lèi)別的電路進(jìn)行比較，即恒定電流電路、變壓器電路、遠(yuǎn)距離輸電電路，比較這些電路哪些是基本不變量，哪些是變化量，變化的量是如何受到不變量的制約的,其能量是如何變化的。 本題專(zhuān)題的重點(diǎn)內(nèi)容有： （1）動(dòng)態(tài)直流電路的分析：電路中某些元件（如滑線變阻器的阻值）的變化，會(huì)引起電流、電壓、電阻、電功率等相關(guān)物理量的變化，解決這類(lèi)問(wèn)題涉及到的知識(shí)點(diǎn)多，同時(shí)還要掌握一定的思維方法。 （2）非純電阻電路的分析與計(jì)算。非純電阻電

4、路是指電路含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等裝置，這些裝置的共同特點(diǎn)是可以將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等其他形式的能量。 （3）穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)阻容電路的分析與計(jì)算。此類(lèi)問(wèn)題往往較難，但卻是高考考查的重點(diǎn)。由于此類(lèi)問(wèn)題能夠考查考生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，對(duì)靈活運(yùn)用知識(shí)的能力要求較高，所以可能成為近幾年考查重點(diǎn)。 （4）非線性電路的分析與求解。非線性電路包括含二極管電路和白熾電燈電路，由于這類(lèi)元件的伏安特性不再是線性的，所以求解這類(lèi)問(wèn)題難度更大。 （5）交流電的產(chǎn)生，變壓器的原理、電壓比電流比公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用，遠(yuǎn)距離輸電中的電能損失等在高考中時(shí)常出現(xiàn)。 三、考點(diǎn)透視 考點(diǎn)一：直流電路的分析和計(jì)算 例1。一個(gè)T型

5、電路如圖所示，電路中的電, 。另有一測(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100V，內(nèi)阻忽略不計(jì)。則（ ） A.當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40 B. 當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40 C. 當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)， cd兩端的電壓為80 V D. 當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)， ab兩端的電壓為80 V 例2．電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖所示的電路。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( ) A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大 B.電壓表和電流表讀數(shù)都減小 C.電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小

6、 D.電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大 答案：A 解析觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，外電路總電阻R總增大，干路電流I減小，故電源內(nèi)部壓降Ur、定值電阻R1上壓降UR1減小，路端電壓U、并聯(lián)電路電壓U′增大，即電壓表、電流表示數(shù)均增大。 點(diǎn)撥：電路中某些元件的變化，會(huì)引起電流、電壓、電阻、電功率等相關(guān)物理量的變化，解決這類(lèi)問(wèn)題涉及到的知識(shí)點(diǎn)多，同時(shí)還要掌握一定的思維方法，能很好的考查考生的綜合應(yīng)用能力，在近幾年高考中已多次出現(xiàn)。 考點(diǎn)二：交流電路的分析與計(jì)算 例3．某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比如圖8－2所示．負(fù)載中每個(gè)電阻均為110．若輸入電壓為220V，則輸入電流和功率分別是（

7、 ） A．5A，1100W B．5A，880W C．4A，1100W D．4A，880W 解析：當(dāng)兩電阻串聯(lián)時(shí)，總電阻為2R，此時(shí)兩端的電壓為440V，所以W，而W，所以W，A． 考點(diǎn)三：電磁感應(yīng)中的電路綜合計(jì)算 例4．如圖所示，水平放置的金屬細(xì)圓環(huán)半徑為0.1m，豎直放置的金屬細(xì)圓柱（其半徑比0.1m 小得多）的端面與金屬圓環(huán)的上表面在同一平面內(nèi)，圓柱的細(xì)軸通過(guò)圓環(huán)的中心O，將一質(zhì)量和電阻均不計(jì)的導(dǎo)體棒一端固定一個(gè)質(zhì)量為10g的金屬小球，被圓環(huán)和細(xì)圓柱端面支撐，棒的一端有一小孔套在細(xì)軸O上，固定小球的一端可繞軸線沿圓環(huán)作圓周運(yùn)動(dòng)，小球與圓環(huán)的摩擦因素為0.1，圓環(huán)處于磁感應(yīng)

8、強(qiáng)度大小為4T、方向豎直向上的恒定磁場(chǎng)中，金屬細(xì)圓柱與圓環(huán)之間連接如圖電學(xué)元件，不計(jì)棒與軸及與細(xì)圓柱端面的摩擦，也不計(jì)細(xì)圓柱、圓環(huán)及感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，開(kāi)始時(shí)S1斷開(kāi)，S2拔在1位置，R1=R3=4Ω，R2=R4=6Ω，C=30uF，求： （1）S1閉合，問(wèn)沿垂直于棒的方向以多大的水平外力作用于棒的A端，才能使棒穩(wěn)定后以角速度10rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)？ （2）S1閉合穩(wěn)定后，S2由1拔到2位置，作用在棒上的外力不變，則至棒又穩(wěn)定勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，流經(jīng)R3的電量是多少？ 解析：（1）金屬細(xì)圓柱產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為V，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)由功能關(guān)系得，代入數(shù)據(jù)解得F=0.41N． （2）S1閉合，S2拔到

9、2位置，穩(wěn)定后的金屬細(xì)柱的解速度為ω′，由對(duì)整個(gè)系統(tǒng)由功能關(guān)系得，代入數(shù)據(jù)解得ω′=ω=10rad/s．S2拔1穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為V，且上板帶正電S2拔2穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為V，且上板帶負(fù)電．電容器上的電量變化為C，所以流過(guò)R3的電量為C． 答案：（1） 0.41N （2） C 點(diǎn)撥：本題解答關(guān)鍵在于正確確定各電鍵在斷開(kāi)與閉合時(shí)對(duì)應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖． 四、熱點(diǎn)分析 熱點(diǎn)三：交流電的四值 例5、一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖8－3所示。由圖可知（ ） A．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin(25t)V B．該交流電的頻率為25 Hz C．

10、該交流電的電壓的有效值為100 D．若將該交流電壓加在阻值R＝100 Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率時(shí)50 W 本題簡(jiǎn)介：本題考查交流電的瞬時(shí)值、有效值、最大值的理解，正確理解有效值的熱效應(yīng)定義。 解析：從圖象上可得交流電的電壓的最大值為100V，周期為，得頻率為25 Hz， 所以得電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin(50t)V；交流電的電壓的有效值為50；計(jì)算電阻消耗的功率用有效值，由。 答案：BD 反思：正確理解交流電的瞬時(shí)值、有效值、最大值是解題的關(guān)鍵，在復(fù)習(xí)時(shí)，特別注意對(duì)交流電有效值的理解和計(jì)算。 熱點(diǎn)四：變壓器的動(dòng)態(tài)分析 例6.如圖8－4所示，電路中的變壓器為理想變

11、壓器，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。P是滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭，U1 為加在原線圈兩端的交變電壓，I1、I2 分別為原線圈和副線圈中的電流。下列說(shuō)法正確的是（　　?。? A．保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則R上消耗的功率減小 B．保持P的位置及U1不變，S由a切換到b，則I2 減小 C．保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則I1增大 D．保持U1不變，S接在b端，將P向上滑動(dòng)，則 I1減小 本題簡(jiǎn)介：本題考查理想變壓器的工作原理，變壓器電路的原、副線圈的功率、電流、電壓的關(guān)系；對(duì)于變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題要弄清那些是不變量。 解析：當(dāng)S由b切換a時(shí)，副線圈匝數(shù)增多，即n2增大，根據(jù)可知

12、，輸出電壓U2增大，R1消耗的功率也增大，所以A錯(cuò)；由變壓器功率關(guān)系可知，其輸入功率也增大，故I1增大，所以C對(duì)；S由a切換b時(shí)，副線圈匝數(shù)n2減少，則輸出電壓U2也減小，由得，I2 減小，所以B對(duì)；P向上滑動(dòng)時(shí)，R減小，由得I2 增大，由電流與匝數(shù)的關(guān)系可知，I1增大，故D錯(cuò)；所以選BC。 答案：BC 反思：如果對(duì)變壓器工作原理理解不透徹，對(duì)原副線圈中哪些是變量，哪些是不變量分不清楚，或不能清楚的知道各量間"誰(shuí)決定誰(shuí)"的關(guān)系，就不能正確解題。 4. 電路功率的分析與計(jì)算 例7、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)向燈電路（如圖所示），其中L為指示燈，L1、L2分別為左、右轉(zhuǎn)向燈，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，E為

13、電源.當(dāng)S置于位置1時(shí)，以下判斷正確的是（ ） A. L的功率小于額定功率 B. L1亮，其功率等于額定功率 C. L2亮，其功率等于額定功率 D. 含L支路的總功率較另一支路的大 解析:當(dāng)S置于位置1時(shí)，由電路圖知，L與L2串聯(lián)再與L1并聯(lián)，由于含L支路的電阻較大，由知，消耗的功率較另一支路的小，故D錯(cuò).因?yàn)殡娫吹碾妱?dòng)勢(shì)為6V,且內(nèi)阻為1，所以三盞燈兩端的電壓均小于6V（額定電壓）,消耗的功率均小于額定功率，故A選項(xiàng)正確。 答案：A 反思：本題考查的是閉合電路歐姆定律、電功率，其誤區(qū)在于B、C選項(xiàng)的判斷，正正確電源電動(dòng)勢(shì)、閉合電路歐姆定律、電功率，是解決本題的關(guān)鍵。

14、5.閉合電路歐姆定律 例8、汽車(chē)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車(chē)燈會(huì)瞬時(shí)變暗，如圖8－5所示,在打開(kāi)車(chē)燈的情況下，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為10A，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為58A，若電源電動(dòng)勢(shì)為12.5 V、內(nèi)阻為0.05, 電流表內(nèi)阻不計(jì), 則因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，車(chē)燈的電功率降低了( ) A. 35.8W B. 43.2W C. 48.2 W D. 76.8 W 6.電路故障的判斷問(wèn)題 例9、如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為6V,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測(cè)得各部分的電壓是Uab=6V,Uad=0V,Ucd=6V,由此可斷定（ ） A．L1

15、和 L2的燈絲都燒短了 B．L1燈絲燒短了 C．L2的燈絲燒斷了 D.變阻器R斷路 解析：由Uab=6V可知，電源完好，燈泡都不亮，說(shuō)明電路當(dāng)中出現(xiàn)斷路故障，且在a、b之間。由Ucd=6V可知，燈泡L1與變阻器R是通的，斷路故障出現(xiàn)在c、d之間，故燈L2斷路。所以選（C）正確。 反思：（1）斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時(shí)，說(shuō)明電源正常。再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷點(diǎn)；（2）短路故障的判斷：電流表有示數(shù)而用電器不工作則該支路短路，用電壓表與該部分并聯(lián)，若有電壓時(shí)，未短路；若電壓則該兩點(diǎn)間可能短路，或被短路。 熱點(diǎn)六：用

16、電路知識(shí)探究實(shí)際問(wèn)題 例10、環(huán)保汽車(chē)將為2020年奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館服務(wù)．某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車(chē)，總質(zhì)量m = 3×103 kg, 當(dāng)它在水平路面上以v =36 km/h的速度勻速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流I =50A, 電壓U =300V, 在此行駛狀態(tài)下 (1)求驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P電； (2)若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0％轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī) , 求汽車(chē)所受阻力與車(chē)重的比值 (g取10m/s2 )； (3)設(shè)想改用太陽(yáng)能電池給該車(chē)供電，其他條件不變, 求所需太陽(yáng)能電池板的最小面積. 結(jié)合計(jì)算結(jié)果, 簡(jiǎn)述你對(duì)該設(shè)想的思考． 已知太陽(yáng)輻射的總功率P0 = 4×

17、1026 W，太陽(yáng)到地球的距離r=1.5×1011m，太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中大約有30％的能量損耗, 該車(chē)所用太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為 l5％. 解析 (1) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P電= U I =1.5×104 W． (2)在勻速行駛時(shí) P機(jī)=0.9P電 , P機(jī)=F v =f v , 得 f =0.9P電 /v, ∴汽車(chē)所受阻力與車(chē)重之比 f/mg = 0.9P電 /mgv =0.045． (3)當(dāng)陽(yáng)光垂直P(pán)電 入射時(shí), 所需板面積最小, 設(shè)其為S , 距太陽(yáng)中心為r的球面面積 , 若沒(méi)有能量損耗, 太陽(yáng)能電池板接收到的太陽(yáng)能功率為P', 則, 設(shè)太陽(yáng)能電池板實(shí)際接收到

18、的太陽(yáng)能功率為為P, P =(1-30％)P, , 由于P電 =15％P，所以電池板的最小面積 =101m2. 分析可行性并提出合理的改進(jìn)建議如下：由于所需太陽(yáng)能電池板面積過(guò)大，遠(yuǎn)超過(guò)一般汽車(chē)的面積，因此只有大幅度提高電池板的效率, 才可以投入實(shí)際應(yīng)用． 答案 (1) 1.5×104W (2)f/mg=0.045 (3) 電池板的最小面積101m2, 分析可行性并提出合理的改進(jìn)建議見(jiàn)解析． 反思：本題涉及電機(jī)的功率、能量守恒、效率概念、平衡條件等知識(shí), 考查考生運(yùn)用電路知識(shí)解決聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題的能力.第（3）問(wèn)“結(jié)合計(jì)算結(jié)果, 簡(jiǎn)述你對(duì)該設(shè)想的思考”, 考查了考生 “分析與論證”和“

19、自主探究”的能力. “科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)”（STS）教育是世界各國(guó)教育改革中形成的一股潮流，它主張教育中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)科學(xué)技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用, 新課程改革體現(xiàn)了這一理念,《考試大綱》明確提出：要求考生“了解自然科學(xué)發(fā)展的最新成就和成果及其對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響，并能與已學(xué)的知識(shí)結(jié)合起來(lái)解決問(wèn)題”, 近年高考試卷上出現(xiàn)了許多結(jié)合社會(huì)實(shí)際和科技前沿的好題，這些試題比較真實(shí)和全面地模擬現(xiàn)實(shí), 復(fù)習(xí)中要關(guān)注這些社會(huì)熱點(diǎn)，關(guān)注科技前沿的發(fā)展及其應(yīng)用，并注意這些命題背景與《考試大綱》的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力要求的聯(lián)系. 五、能力突破 例1.如圖8－6所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖，其中R3為用半導(dǎo)體

20、熱敏材料制成的傳感器，值班室的顯示器為電路中的電流表，a、b之間接報(bào)警器.當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是（ ） A、I變大，U變大 B、I變大，U變小 C、I變小，U變小 D、I變小，U變大 解析：當(dāng)出現(xiàn)火情、溫度升高，對(duì)于半導(dǎo)體熱敏電阻，其電阻減小，所以顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U均減小。 答案：C 反思：本題與實(shí)際相聯(lián)系，考查了半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的規(guī)律及電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題，能很好地考查同學(xué)們的分析問(wèn)題的能力，提高學(xué)習(xí)物理的興趣。 例2.高溫超導(dǎo)限流器被公認(rèn)為目前最好的且唯一行之有效的短路故障電流限制裝置

21、。中國(guó)科學(xué)院電工研究所完成了一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高溫超導(dǎo)限流器樣機(jī)的研制工作，超導(dǎo)限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖8－7所示.超導(dǎo)部件有一個(gè)超導(dǎo)臨界電流Ic，當(dāng)通過(guò)限流器的電流I＞Ic時(shí)，將造成超導(dǎo)體失超，從超導(dǎo)態(tài)(本題認(rèn)為電阻為零)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(本題認(rèn)為是一個(gè)純電阻)，以此來(lái)限制電力系統(tǒng)的故障電流。已知超導(dǎo)部件的正常態(tài)電阻為R1=3Ω，超導(dǎo)臨界電流Ic=1.2A，限流電阻R2=6Ω，小燈泡L上標(biāo)有“6V6W”，電源電動(dòng)勢(shì)E=8V，內(nèi)阻r=2Ω.原來(lái)電路正常工作，現(xiàn)L突然發(fā)生短路，則（ ） A、短路前通過(guò)R1的電流為2/3A B、超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài) C、短路

22、后通過(guò)R1的電流為4/3A D、短路后通過(guò)R1的電流為2A 反思：本題以新情景下考查了閉合電路的歐姆定律及部分電路的歐姆定律的知識(shí)，同學(xué)們要能從長(zhǎng)篇的背景介紹中提取有用的解題信息。 例3.如圖8－8所示是實(shí)驗(yàn)時(shí)用的原、副線圈都有中間抽頭的理想變壓器，在原線圈上通過(guò)一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與一只安培表連接，在副線圈上通過(guò)另一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與一個(gè)定值電阻相連接，通過(guò)、可以改變?cè)⒏本€圈的匝數(shù)，在原線圈上加一電壓為U的交流電后，①當(dāng)接a，接c時(shí)，安培表的示數(shù)為；②當(dāng)接a，接d時(shí)，安培表的示數(shù)為；③當(dāng)接b，接c時(shí)，安培表的示數(shù)為；④當(dāng)接b，接d時(shí)，安培表的示數(shù)為，則（ ） A、＝

23、 B、＝ C、＝ D、＝ 解析：設(shè)變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為、，所接交流電的電壓，理想變壓器在原線圈上的輸入功率與在副線圈的輸出功率相同，即，①當(dāng)接a，接c時(shí)，在定值電阻上消耗的功率而在原線圈的輸入功率，∴，又∵， ∴ ②當(dāng)接a，接d時(shí)，不變，，∴ ③接b，接c時(shí)，即，； ④，當(dāng)接b，接d時(shí)，即，，∵ 答案：B U/V I/A 0 2 4 6 8 0.2 0.4 0.6 圖8－9 反思：本題的情況多，物理量也多，同學(xué)們要能分步進(jìn)行分析，對(duì)于變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題要注意誰(shuí)決定誰(shuí)的問(wèn)題。 例4.圖1中所示為一個(gè)電燈兩端的電壓與通過(guò)它的電流的變化關(guān)系

24、曲線，可見(jiàn)兩者不成線性關(guān)系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故.參考這根曲線，回答下列問(wèn)題(不計(jì)電流表和電池的內(nèi)阻). (1)若把三個(gè)這樣的電燈串聯(lián)后，接到電動(dòng)勢(shì)為12V的電源上，求流過(guò)燈泡的電流和每個(gè)燈泡的電阻. (2)如圖8－10所示，將兩個(gè)這樣的電燈并聯(lián)后再與10Ω的定值電阻串聯(lián)，接在電動(dòng)勢(shì)為8V的電源上，求通過(guò)電流表的電流值及各燈泡的電阻值. A R0 圖8－10 解析：(1)由于三個(gè)電燈完全相同中，所以每個(gè)電燈兩端的電壓UL=12/3V=4V，在圖3中畫(huà)出U=4V的直線，得到和曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(4V，0.4A)，所以流過(guò)電燈的電流為0.4A，此時(shí)每個(gè)電燈的電

25、阻值為. U/V I/A 0 2 4 6 8 0.2 0.4 0.6 圖8－11 (2)設(shè)此時(shí)電燈兩端的電壓為U，流過(guò)每個(gè)電燈的電流為I，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=2IR0+U，代入數(shù)據(jù)得：U=8-20I. 在圖8－9上畫(huà)出此直線，得到如圖8－11所示的圖象，可求得到直線和曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(2V，0.3A)，即流過(guò)電燈的電流為0.3A，流過(guò)電流表的電流強(qiáng)度為0.6A，此時(shí)電燈的電阻為. 反思：題中的電阻變化是非線性的，所以其電阻值不能直接求得，只能從圖象上得出電流和電壓再求之，另外要注意圖象中交點(diǎn)的物理意義。 例5.如圖8－12所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)

26、阻r=1Ω，電阻R1=3Ω，R2=6Ω，電容器的電容C=3.6μF，二極管D具有單向?qū)щ娦裕_(kāi)始時(shí)開(kāi)頭S1閉合，S2斷開(kāi). (1)合上S2，待電路穩(wěn)定以后，求電容器C上電量變化了多少？ (2)合上S2，待電路穩(wěn)定以后再斷開(kāi)S1，求斷開(kāi)S1后，流過(guò)R2的電量是多少？ 解析：s1閉合，s2斷開(kāi)時(shí)，電容器兩端電壓：U1=I1R1==4.5V S2閉合后有：I2==2A 電壓U2=I2=4V 電容器上電量變化了ΔQ=(U2-U1)C=-1.8×10-6C (2)合上S2后電容器上的電量Q=CU2=1.44×10-6C 斷開(kāi)s1后，R1，R2并聯(lián)，電阻與電流成反比，又q=It，因此流過(guò)的

27、電量與電阻成反比， 流過(guò)R2的電量Q2=Q=4.8×10-6C 反思：含容電路和分析是高考的熱點(diǎn)，解決此類(lèi)問(wèn)題要明確電容器兩極板的電壓是多少，有時(shí)還需注意極板帶電的電性。 例6.如圖甲所示為一個(gè)燈泡兩端的電壓與通過(guò)的電流的關(guān)系曲線，參考這根曲線回答下列問(wèn)題（不計(jì)電流表和電池的內(nèi)阻）． （1）若把三個(gè)這樣的燈泡串聯(lián)后，接到電動(dòng)勢(shì)為12 V的電源上，則流過(guò)燈泡的電流為????????? A，每個(gè)燈泡的電阻為??????????? Ω． （2）如圖乙所示，將兩個(gè)這樣的燈泡并聯(lián)后再與l 0Ω的定值電阻串聯(lián)，接在電動(dòng)勢(shì)為8V的電源上，求通過(guò)電流表的電流為????????? A，各燈泡的電阻值為

28、?????????? Ω． U/V I/A 0 2 4 6 8 0.2 0.4 0.6 解析：（1）因三個(gè)燈泡的電阻相同，故每個(gè)燈泡的電壓也相同，都為4V．結(jié)合燈泡的伏安特性曲線可知，此時(shí)流過(guò)燈泡的電流為0.4A，每個(gè)燈泡的電阻為10Ω． （2）設(shè)每盞燈的電壓為U，電流為I．則有： ，，作圖線如圖所示．解得 V，，故通過(guò)電流表的電流為0.6A，各燈泡的電阻值為6.7Ω． 答案：（1）0.4A? 10Ω?? （2）0.6A??? 6.7Ω 反思：不能通過(guò)圖象的轉(zhuǎn)換，巧妙利用圖象交點(diǎn)的物理含義求解． 例2．在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一個(gè)半徑r

29、0=50 cm的圓形導(dǎo)軌，上面擱有互相垂直的兩根導(dǎo)體棒，一起以角速度ω=103 rad/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．圓導(dǎo)軌邊緣和兩棒中央通過(guò)電刷與外電路連接，若每根導(dǎo)體棒的有效電阻為R0=0.8 Ω，外接電阻R=3.9 Ω，如圖所示，求： （1）每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)． （2）當(dāng)電鍵S接通和斷開(kāi)時(shí)兩電表示數(shù)分別為多少？（假定兩電表均為理想電表）． 解析：（1）每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E1=Bl=Bl2ω=×０.4×103×（0.5）2 V=50 V． （2）兩根棒一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每半根棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同、方向相同（從邊緣指向中心），相當(dāng)于四個(gè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻相同的電池并聯(lián)，得總的

30、電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻：為E=E1=50 V，r=R0=0.1 Ω． 當(dāng)電鍵S斷開(kāi)時(shí)，外電路開(kāi)路，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，為50 V． 當(dāng)電鍵S′接通時(shí)，全電路總電阻為：R′=r+R=（0.1+3.9）Ω=4Ω．由全電路歐姆定律得電流強(qiáng)度（即電流表示數(shù)）為：I= A=12.5 A．此時(shí)電壓表示數(shù)即路端電壓為：U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V（電壓表示數(shù)）或U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V． 答案：（1）50V?? （2）電鍵S斷開(kāi) 0A 50V 電鍵S′接通 12.5 A 48.75 V 反思：本題在求解兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)

31、時(shí)容易出錯(cuò)，不能正確理解各電源的連接關(guān)系。 六、規(guī)律整合： 1．等效簡(jiǎn)化電路：電路等效簡(jiǎn)化的方法是：無(wú)電流的支路除去，電勢(shì)相等的點(diǎn)合并，理想導(dǎo)線任意長(zhǎng)度，可伸可縮；理想的電流表視為短路，理想的電壓表和電壓穩(wěn)定時(shí)的電容器視為斷路。 2．電路故障問(wèn)題的分析：一般若用電壓表測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間有讀數(shù)，表明從兩測(cè)量點(diǎn)到電源部分的電路部分無(wú)斷路，若讀數(shù)等于電源的電動(dòng)勢(shì)，表明兩測(cè)量點(diǎn)之間有斷路。 3．電路分析法：在恒定電流電路中，如果題目不加特殊強(qiáng)調(diào)，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻是基本不變量，在外電阻改變時(shí)其他量的變化受到基本不變量的制約。歐姆定律將這些物理量聯(lián)系起來(lái)。在變壓器電路中，如果題目不加特殊強(qiáng)調(diào)，變壓

32、器的輸入電壓不變，其他量改變時(shí)受到這個(gè)基本不變量的制約．在遠(yuǎn)距離輸電電路中，如果題目不加特殊強(qiáng)調(diào)，發(fā)電廠輸出的電功率不變，其他量改變時(shí)受到這個(gè)基本不變量的制約． 4．能量守恒法：在電路這一部分內(nèi)容中，不論是直流電路，還是交流電路，也要學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度去解決這些問(wèn)題．例如在純電阻電路中，電路消耗的電能，當(dāng)然只能在電阻上轉(zhuǎn)化為熱能．如果電路中接有電動(dòng)機(jī)、蓄電池等非純電阻元件，電能大部分就要轉(zhuǎn)化成機(jī)械能輸出對(duì)外做功，或者轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池中，對(duì)整個(gè)電路來(lái)說(shuō)歐姆定律就不再適用了。 七、高考預(yù)測(cè) 本專(zhuān)題內(nèi)容主要討論了恒定電流的產(chǎn)生，電源的作用，電路的組成，電流、電壓、功率以及能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，還有閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路等等內(nèi)容，與實(shí)際聯(lián)系緊密，象超導(dǎo)現(xiàn)象及其在生產(chǎn)、科技方面的應(yīng)用，該知識(shí)點(diǎn)與高科技，日常生活的聯(lián)系較大，貼近生活． 符合現(xiàn)代高考的對(duì)知識(shí)應(yīng)用和能力的考查，本專(zhuān)題的內(nèi)容在2020年高考中大約占總分的百分之十五左右，以單獨(dú)命題占多數(shù)，也可以與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量和能量、電磁感應(yīng)相結(jié)合，基本題型是以選擇題、實(shí)驗(yàn)題或計(jì)算題出現(xiàn)。如以選擇題出現(xiàn)難度一般不大，若以實(shí)驗(yàn)題和計(jì)算題出現(xiàn)，則屬于較難的題。