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1、电路分析考纲要求与例题 高中物理知识块系列复习 知识要求 类电阻率与温度的关系半导体及其应用 超导现象 超导的研究和应用 类电流 欧姆定律 电阻和电阻定律 电阻的串联 并联 串联电路的分压作用 并联电路的分流作用 电功 电功率 串联并联电路的功率分配 电源的电动势和内电阻 闭合电路的欧姆定律 路端电压 电流 电压和电阻的测量 电流表 电压表 多用表的使用 伏安法测电阻 技能要求 1 闭合电路中电流 电压 电功率随电阻变化的判断2 电路的故障分析3 电路中的能量转化问题 含容电路 例题一 2002沪 在如图所示电路中 当变阻器器的滑动头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
2、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 例题分析与解答 当变阻器器的滑动头P向b端移动时 总电阻减少 总电流增大 路端电压减小 电压表的读数变小 R1两端电压增大 R2两端电减小 U总 UR1 UR2 R2中的电流变小 I2 I总 IA 电流表的读数增大 正确选项是B 例题二 手电筒里的两节干电池 已经用过较长时间 灯泡只发很微弱的光 把它们取出来用电压表测电压 电压表示数很接近3V 再把它们作为一台式电子钟的电源 电子钟能正常工作 下面说法中正确的是 A这两节干电池的电动势减小了很多B这两节干电池的内电阻增加了很多C这个台式电子钟的额定电压一定比
3、手电筒小灯泡额定电压小D这个台式电子钟正常工作时的电流一定比小灯泡正常工作时的电流小 例题分析与解答 因为用电压表测量两节干电池的电压接近3V 电子钟的额定电压应接近3V 因为电子钟的额定电流很小 所以路端电压与总电动势近似相等 所以还能正常工作 小电珠的额定电流较大 路端电压远小于总电动势 小电珠得到的电压远小于额定电压 所以不能正常工作 正确选项是BD 例题三 定值电阻R1和一热敏电阻R2串联后与一内阻不计的电源组成闭合电路 开始时R1 R2 现先后对R2加热 冷却 则下列关于R2的电功率变化情况正确的是 A 加热时增加B 加热时减少C冷却时增加D冷却时减少 例题分析与解答 因电源内电阻不
4、计 可以把R1看作电源内电阻 当R2 R1时 R2上的电功率最大 最大值为E2 4R1 给热敏电阻加热其电阻减小 使之冷却其电阻增大 结果都是R2的电功率变小 正确选项为BD 电源的输出功率随外电阻变化的图象如下 R外 P出 0 r 例题四 某同学按如图所示电路进行实验 实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示将电压表内阻看作无限大 电流表内阻看作零 1 电路中E r分别为电源的电动势和内阻 R1 R2 R3为定值电阻 在这五个物理量中 可根据上表中的数据求得的物理量是 不要求具体计算 2 由于电路发生故障 发现两电压表示数相同了 但不为零 若这种情况的发生是由用电
5、器引起的 则可能的故障原因是 例题分析与解答 1 R2的电压由电压表V2直接读出 其电流由A1的读数减A2的读数得到 R3的电流由A2直接读出 其电压由V1直接读出 故R2R3的值可求得 2 若R2断了 电压表V1V2的读数相等 若R2和R3都断了 电压表V1V2的读数都相等 注意到R1断了则V1V2的读数均为零 这不符合题意 正确的解是 R2断了或者是R2和R3都断了 例题五 如图所示是民用220V电源的电路 开关S闭合时电灯不亮 但a b两点均能使测电笔的氖管发光 则故障的可能原因是 只出现一处故障 A a b两点间短路B 灯丝断了C 零线断了D 火线断了分析与解答能使测电笔氖管发光的条件
6、是测电笔与火线联通所以故障的原因只能是零线断了正确选项是C 例题六 如图所示 电阻R3 4 电表为理想表 开始时R1 R2 R3中都有电流通过 电压表示数为2V 电流表示数为0 75A 后来三个电阻中有一个发生断路 使电压表示数变为3 2V 电流表示数变为0 8A 1 哪个电阻断路 2 求电阻R1 R2的阻值各为多少 3 电源电动势和内阻各为多少 分析与解答 1 三电阻中有一个发生断路后 电流表读数增大 说明R2没有断 电压表读数增大 说明R3没有断 肯定是R1断了 续例题六分析与解答 2 0 8R2 3 2R2 4 R2 0 75 3 I3R3 3 2 1V I3 0 25AR1 2 I3
7、2 0 25 8 3 E 3 2 0 8rE 3 0 75 0 25 r得E 4V r 1 例题七 将一个标有 24V 48W 的电灯接在电动势 36V 内阻r 2 的直流电源上使用 今有 2 50W 的定值电阻R若干只可供选用 请设计两种简单电路使电灯能正常发光 1 定值电阻与电灯串联作分压电阻使用 2 定值电阻与电灯并联作分流电阻使用 写出设计根据要点 画出电路图 3 在你设计的两种电路中 哪种方法较好 说明理由 例题分析与解答 1 用两个定值电阻与电灯串联 R灯 12 I 2A 2 用三个定值电阻先串联再与电灯并联 I总 6AU内 12V 3 第一种办法较好 因为这种电路的发光效率较高
8、例题八 如图所示的电路中 U 10V 电阻R1 3 R2 2 R3 5 电容器的电容C1 4 F C2 1 F 求 1 当K闭合时间足够长时 C1和C2所带的电量各是多少 2 然后把K打开 K打开后通过R2的电量是多少 例题分析与解答 1 关键是计算电容器两端的电压 I 2AU2 IR2 4V Q2 10 CU1 I R1 R2 10V Q1 16 C 2 两个电容放电的电量都要经过R2 且最终两电容的带电量均为零 故通过R2的电量Q 26 C 例题九 1996年清华大学和香港大学的学生合作研制一辆太阳能汽车 车上电池的太阳能接收面积是8m2 它正对太阳时电池能够产生120V的电压 并对车上电
9、动机提供10A的电流 电动机的直流电阻为4 而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1 0 103W m2 1 该车的太阳能电池的效率是多少 电动机把电能转化为机械能的效率是多少 2 若太阳辐射的总功率为3 90 1026W 且太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的途中有28 的能量损耗 请根据这些资料计算太阳到地球的距离 例题分析与解答 1 UI W 120 10 8 103 15 机 E Ir I EI 120 40 120 2 3 66 7 2 4 r2 103 3 90 0 72 1026r 1 5 1011m 作业1 一太阳能电池板 测得它的开路电压为800mV 短路电流为40mA
10、 若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路 则它的路端电压是 A 0 20VB 0 10VC 0 40VD 0 30V分析 开路电压等于电源电动势 E 0 8V短路电流Im E r r 0 8 0 04 20 R r U E 2 0 4V C 作业2 某电源以0 5A的电流向电路供电 在1min内将180J的化学能转化为电能 则该电源的电动势为 A 180VB 120VC 12VD 6V分析 P EI 180 60 3E 6V D 作业3 如图所示 AB为两个相同的电灯 当滑动变阻器的滑片向下滑动时 两灯的亮度变化情况是 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
11、变暗D A灯变亮 B灯变暗分析 滑片向下滑动则总电阻减小总电流增大 路端电压减小A灯的电压减小 A灯变暗IA减小则IR2增大 因为IA IR2 I总UR2 UB U总 故UB减小B灯变暗 C 作业4 如图所示电路中接有两个电流表和两个相同的电压表 已知电流表A1的示数为100mA 电流表A2的示数为99mA 电压表V1的示数为10V 则电压表V2的示数应为 A 0 01VB 0 1VC 1VD 10V分析 V1与A1串联 V1中的电流为100mAV2与A2并联 V2中的电流为1mA电压表的读数与通过电压表的电流成正比V2的读数是0 01V A 作业5 如图所示的电路中 闭合开关 灯L1 L2正
12、常发光 由于电路出现故障 突然发现灯L1变亮 灯L2变暗 电流表的读数变小 根据分析 发生的故障可能是 A R1断路B R2断路C R3断路D R4短路分析 先画此电路图的等效电路图 R1断路 路端电压增大 总电流减小 右半部的电阻不变 左半部电阻增大 L1分得的电压增大故变亮 L2分得的电流因总电流减小而减小 L2变暗 R2或R3断路则L2变亮 R4短路则电流表读数增大 A 作业6 在一个微安表G上并联一个电阻R 就改装成一块安培表 今将该表与标准安培表串联后去测电流 发现该表的示数总比标准表的示数小 修正的方法为 A 在R上并联一个小电阻B 在R上并联一个大电阻C 将R的阻值变大些D 将R
13、的阻值变小些分析 安培表的结构图如右 安培表示数偏小说明R中分流过多 C 作业7 如图所示电路中 电源的电动势 1 5V 内电阻r 1 变阻器可调范围是0 10 当滑片C从A滑向B的过程中 下述物理量总是减小的有 A 电源电动势B 路端电压C 电源输出功率D 电源的效率分析 电源的电动势不变电源的路端电压始终变小电源的输出功率先增大后减小电源的效率等于路端电压与电动势的比值 故始终变小 BD 作业8 理发用的电吹风机中有电动机和电热丝 电动机带动风叶转动 电热丝给空气加热 得到热风将头发吹干 设电动机线圈的电阻为R1 它与电热丝的电阻R2相串联 接到直流电源上 电吹风机两端电压为U 电流为I
14、消耗的电功率为P 则有 A IU PB P I2 R1 R2 C IU PD P I2 R1 R2 分析 电吹风不是纯电阻元件 故电功大于电热 P UI对任何元件都成立 I2 R1 R2 仅是发热功率故P I2 R1 R2 CD 作业9 俄罗斯 库尔斯克 号核潜艇在巴伦支海遇难后 救援人员在 库尔斯克 号发现了纪录潜艇各种信息的 黑匣子 其某一部件外壳上三个电压表的示数为U1 U2 U3 三个电流表的示数分别为I1 I2 I3 它内部的电路结构如图所示 试分别写出U1 U2 U3之间的数学关系表达式和I1 I2 I3之间的数学关系表达式 分析 由图可知电流的流动情况 所以I1 I2 I3 U1
15、是R1的电压 U2是R2的电压 U3是R1和R2的总电压 所以U1 U2 U3 作业10 在如图所示的电路中 电源电动势为E 6V 内电r 1 电阻R1 9 R2 2 电容器的电容C 2 F 开始时开关S闭合 且电路处于稳定状态 现将开关S断开 求在S断开后 待电路再次达到稳定状态的过程中 1 通过R1的电量 2 电源释放的能量 1 S闭合时I 0 5A UC 1V Q1 2 C S断开后UC2 6V Q2 12 C 通过R1的电量 Q 10 C 10 5C 2 电源释放的能量W E Q 60 J 6 0 10 5J 作业11 如图所示的电路中 两个电源的电动势均为60V 内阻均为2 R1 8
16、 R2 2 虚线方框内是由一个6 电阻和一个8 电阻组成的电路 当只接通S1 S2时 回路中电流为6A 当只接通S2 S3时 回路中电流为5A 求只接通S1 S3时回路中的电流 分析 只接通S1 S2时 120 4 8 2 RX 6RX 6 只接通S2 S3时 60 2 2 RY 5 RY 8 8 只接通S1 S3时 I 60 24 2 5A 作业12 如图所示 R3 3 电压表读数为2V 电流表读数为4 3A 在某段电路发生故障后 两表读数分别为4 5V和1 5A 若两电表对电路的影响忽略不计 1 问电路哪部分发生了故障 是何种故障 2 求R1 R2 E和r的值 1 电流表有示数R1没有断 R1短路电流表要烧毁 电压表有示数R2没有断 R2短路则电流表示数要减小 R3短路电压表示数为零 只可能是R3断了 2 E 4 5V 1 5rE 4 3 2 3 r R外 R1 4 5 1 5 3 R2 3 E 6V r 1 作业13 AB两地间铺有通讯电缆 长为L 它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的 通常称为双线电缆 在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏 导致两导线之间漏电
