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1、高三物理（人教版）第二轮专题辅导讲座第三讲 电磁感应与电路的综合问题分析电路是由电源、用电器和导线组成。由于电源的不同，电路可以分为直流电路、交流电路和感应电路.一、 直流电路（一）重点知识回放：1电流强度：I=q/t注意：（1）如果是正、负离子同时定向移动形成电流，q应是两种电荷量的绝对值之和；（2）I有大小，有方向，但是标量。 2部分电路欧姆定律.（1）公式I=U/R 注意：当R一定时，IU；I一定时，UR；U一定时，I1/R；但R与I、U无关.（2）适用范围：适用于金属、液体导电，不适用于气体导电.（3）伏安特性曲线： IU图线、UI图线是过原点的直线。注意：在IU图线中，R = cot
2、 = 1/k斜率，斜率越大，R越小；在UI图线中，R = tan = k斜率，斜率越大，R越大.3电阻定律（1）数学表达式：R=L/S注意：对某一导体，L变化时S也变化，LS=V恒定（2）电阻率：=RS/L注意：电阻率与物体的长度L、横截面积S无关，和物体的材料、温度有关.有些材料的电阻率随温度的升高而增大，有此材料的电阻率随温度的升高而减小，也有些材料的电阻率几乎不受温度的影响.二、 直流电路（一）重点知识回放：1电流强度：I=q/t注意：（1）如果是正、负离子同时定向移动形成电流，q应是两种电荷量的绝对值之和；（2）I有大小，有方向，但是标量。 2部分电路欧姆定律.（1）公式I=U/R 注
3、意：当R一定时，IU；I一定时，UR；U一定时，I1/R；但R与I、U无关.（2）适用范围：适用于金属、液体导电，不适用于气体导电.（3）伏安特性曲线： IU图线、UI图线是过原点的直线。注意：在IU图线中，R = cot = 1/k斜率，斜率越大，R越小；在UI图线中，R = tan = k斜率，斜率越大，R越大.3电阻定律（1）数学表达式：R=L/S注意：对某一导体，L变化时S也变化，LS=V恒定（2）电阻率：=RS/L注意：电阻率与物体的长度L、横截面积S无关，和物体的材料、温度有关.有些材料的电阻率随温度的升高而增大，有此材料的电阻率随温度的升高而减小，也有些材料的电阻率几乎不受温度的
4、影响.4电功、电功率、电热（1）电功： W=qU=IUt，如果是纯电阻电路还可写成：W=U2t/R=I2Rt；（2）电热：Q=I2Rt，如果是纯电阻电路还可写成：Q=IUt=U2t/R（3）电功率：P=W/t=IU，如果是纯电阻电路还可写成：P=I2R=U2/R.（4）额定功率：即是用电器正常工作时的功率，当用电器两端电压达到额定电压Um时，用电器达到额定功率Pm， Pm=ImUm，如果是纯电阻电器还可写成：Pm=U2m/R=I2mR.5串、并电路的特点和性质（1）串联电路两个基本特点：U=U1=U2=U3=，I=I1+I2+I3三个重要性质：R=R1+R2+R3+ U/R=U1/R1=U2/
5、R2； P/R=P1/R1=P2/R2=Pn/Rn=I2.（2）并联电路两个基本特点：U=U1=U2=U3=I=I1+I2+I3三个重要性质：1/R=1/R1+1/R2+1/R3+，IR=I1R1=I2R2=I3R3=InRn=UP/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=Pn/Rn=U2.熟记：n个相同电阻R并联，总电阻R总R/n；两个电阻R1、R2并联，总电阻R总R1R2/(R1+R2)；某一支路电阻变大(其它支路电阻不变)，总电阻必变大，反之变小；并联支路增多，总电阻变小，反之增大； 并联电路总电阻小于任一支路电阻。6.闭合电路欧姆定律（1）三种表达式：I=E/(R+R)；E=U外+U内
6、；U端EIR（2）路端电压U和外电阻R外关系讨论：R外增大，I变小，U端变大；R外减小时，I变大，U外变小当R外(断路)时，I0，U端E(最大)；当R外0(短路)时，U端0(最小) ，IE/R(最大).(电源被短路，是不允许的).（4）几种功率：电源总功率P总E.I (消耗功率)； 输出功率P输出U端I (外电路功率)；电源损耗功率P内损I2R(内电路功率).（二）典型题型分析：1、动态直流电路的分析题型特点：由于电路中某些元件如滑动变阻器的滑片移动或开关的断开、闭合，导致电路电阻的变化，会引起电流、电压、电功率等相关物理量的变化.AV1V2V3R1R2PS,R图1分析基本方法：（1）分析电路
7、的结构，（2）电路的阻值变化，（3）由闭合电路欧姆定律判断总电流、路端电压变化，（4）再根据电路特点和电路中电压、电流分配原则判断各部分电流、电压的变化情况.注意：分析这类题时，要紧紧抓住由局部整体局部的思想，先由局部的电阻变化，分析整体的电阻、电流、电压的变化，然后再回到局部讨论相差物理量的变化.链接高考：例1（06上海）在如图1所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示下列比值正确的是（ ） （A）U1/I不变，U1/I不变 （B）U2/I变大，U2/
8、I变大 （C）U2/I变大，U2/I不变 （D）U3/I变大，U3/I不变 【解析】：，由于R1不变，故不变，不变，同理，R2，由于R2变大，所以变大.但是，所以不变.而，所以变大.由于，所以不变.故选项 A、C、D 正确.同型题：VSRR1R2R321ES1图21（06天津卷）如图2所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为R，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同.在电键S处处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则（ B ）A电压表的示数变大 B电池内部消耗的功率变大C电阻R2两端的电压变大 D电池的效率变大2、稳态直流电阻电路的分析与计算题型特点：在电路中，是由电阻元件或纯电阻
9、元件构成的回路，要求计算某电阻的电压，电功或电功率等.分析的基本方法：正确认识和判断电路的结构，应用闭合电路的欧姆定律求回路中的电流，在应用相关的公式求解.会应用数学知识分析物理问题.链接高考：例2（06重庆卷）三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和2.5 V，它们的额定电流都为0.3 A.若将它们连接成如图3和如图4所示电路，且灯泡都正常发光，(1) 试求图3电路的总电流和电阻R2消耗的电功率;(2) 分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能.图3L1L2L3SR1R2R=0.5E=3.0V图4L2L3L1E/=6.0VR/=0.5R3S【解析】： (1
10、)由题意，在图3电路中：电路的总电流：I总IL1+ IL2+ IL3=0.9 A=E- I总R=2.55 VUR2= U路程- UL3=0.05 VIR2= I总=0.9A电阻R2消耗功率PR2= IR2 UR2=0.045 W（2）图3电源提供的电功率：P总= I总E=0.93 W=2.7W图4电源提供的电功率：P总= I总 E0.36W1.8 W由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而P总 P总所以图4电路比题电路节能.3、非纯电阻电路的分析与计算题型特点：在直流电路中含有电动机、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.MRU图5 求解的基本方法
11、：分清电能的转化途径.例3、直流电动机线圈的电阻很小，起动电流很大，这对电动机本身和接在同一电源上的其他电器都产生不良的后果.为了减小电动机起动时的电流，需要给电动机串联一个起动电阻R，如图5所示.电动机起动后再将R逐渐减小.如果电源电压U=220V，电动机的线圈电阻R0=2,那么，（1）不串联电阻R时的起动电流是多大？（2）为了使起动电流减小为20A，起动电阻应为多大？【解析】：（1）起动时电动机还没有转动，电机等效为一个纯电阻，所以不串联R时的起动电流为： （2）为了使起动电流为20A，电路的总电阻应为 电动机S图6故起动电阻应为同型题：2、某一用直流电动机提升重物的装置，如图6所示，重物
12、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).答案：R=92.4、含容电路的分析与计算题型特点：在直流电路中含有一个或多个电容器. 会涉及直流电路中电容器和带电粒子在电场中的运动问题。求解的基本方法：（1）在分析电路的特点时，把电容器支路看成断路.即去掉该支路.（2）凡是与电容器串联的电阻均用导线代替.因为电阻与电容器的阻值比较忽略不计.图7（3）电容器两端的电势差与并联的电阻两端的电压相等. （4）对带电粒子在复合场中的运动，关键是分
13、析清楚带电粒子的运动情况和受力情况，还要善于挖掘题目中隐含条件，由功能关系求解.链接高考：例4（06四川）如图7所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm.电源电动势E=24V,内电阻R=1 ，电阻R=15 .闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间.若小球带电量为q=110-2 C,质量为m=210-2 kg,不考虑空气阻力.那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？(取g=10 m/s2)【解析】（1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零.设两板间电压
14、为UAB由动能定理得： mgdqUAB=0 滑动变阻器两端电压 ： U=UAB=8V 设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得：I= 滑动变阻器接入电路的电阻： (2)电源的输出功率 ： PI2(R R)=23 W 5、实际生活中的电路问题分析题型特点：以人们日常生活中所用到的电路知识为背景，或以现实生活中使用的家用电器立意命题设置物理问题.求解的基本方法：把生活中的问题转化为常见的物理模型，应用相关的电路知识求解.。将涉及电功、电功率、欧姆定律等知识，属容易题.链接高考：例5（06广东大综）保护自然环境，开发绿色能源，实现旅游与环境的协调发展.某植物园的建筑屋顶有太阳能发电系统，用来满足园内用电需要.已知该发电系统的输出功率为1.0105W，输出电压为220V.求：按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？该太阳能发电系统除了向10台1000W的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏功率为100W，额定电压为220V的照明灯正常工作？由于发电系统故障，输出
