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1、5、电路故障分析、电路故障分析电路故障分析来源于生产生活实际，意义重大，是高考命题的一个热点，故障一般是 断路或短路。断路和短路各有特点。（1）电路中发生断路，表现为电源电压不为零，而电流为零；断路后，电源电压将全 部降落在断路之处。若电路中某两点间电压不为零，等于电源电压，则过这两点间有断点， 而这两点与电源连接部分无断点；若电路中某两点间电压为零，说明这两点间无断点，而 这两点与电源连接部分有断点。（2）电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压为 0。明确电路故障的这些特点是正确分析电路故障问题的基础。6、电路问题的分析和计算技巧、电路问题的分析和计算技巧（1）电路的综
2、合分析和计算应掌握的六种等效处理方法：电表的等效处理若不考虑电表的内阻对电路的影响，即把电表看成是理想的电表。这样，可把理想电 流表看成是能测出电流的导线，把理想电压表看成是能测出电压的阻值为无穷大的电阻 （即电压表处可看成断路） ，若要考虑内阻对电路的影响时，电表都应等效为一个电阻。滑动变阻器的等效处理滑动变阻器在电路中起改变电流的作用，在电路计算中，一般把它当作两个电阻分开 进行处理。电容器的等效处理电容器具有“隔直流，通交流”的性质，这个性质决定了它在恒定电路中具有断路的 特点。当电容器处于充、放电时，有电流通过电容器；当电容器充、放电结束时，即电路 达到稳定状态时，无电流通过电容器，此
3、时，它在电路中相当于一个阻值为无穷大的元件， 在简化时可把它作断路（或去掉）等效处理。电动机的等效处理电动机是一种非纯电阻性用电器，它把电能转化为机械能和内能，在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻和无电阻的转动线圈 D 串联而成，如图所示。电流通过时把电能转化为内能，而线圈 D 把电能转化为机械能。无电流通过的电阻的等效处理在电路中，当通过某一电阻的电流为零时，则它两端的电压为零，即电阻两端的电势 相等，可把这样的电阻用一段无电阻的导线来等效。多个电阻的等效处理（2）电路分析和计算的常用方法典型的电路分析和计算问题，涉及两个欧姆定律、电功、电功率、电热、串并联电路 的特点等知识点
4、，要确切理解每个物理概念和物理规律的内涵、适用条件及有关知识的联 系和区别，同时可以在学习中总结、归纳方法和技巧，使复杂问题得到简化。有关电路计算常用的方法：比例法和分析法；等效法（等效电阻、等效电源法） ；节点电流分析法；解析法；内电路切入法等。特别提醒：特别提醒：复杂电路简化方法：无电流的支路可以除去；电势相等的点可以合并；理想导 线可任意长、短。：如图所示，已知电源内阻 r=2，定值电阻=0.5，求：（1）当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻消耗的功率最大？（2）当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？（3）当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？解析：解析：（1）定值电阻消耗的电功
5、率，可见，变阻器阻值 =0 时，消耗功率最大。（2）将电阻等效到电源内部，则当变阻器阻值=2.5 时，变阻器消耗的功率最大。（3）当时，电源输出功率最大，=1.5。典型例题透析典型例题透析 题型一题型一对电动势、路端电压的理解对电动势、路端电压的理解（1）电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，它定义为：电源提供的电能与通过电源的电荷量之比，即，数值上等于为移送单位电荷量（1C）的电荷所提供的电势能，其单位为 V，与电压单位相同，但反映的物理过程是不同的。电压 的数值等于单位电荷量的电荷通过电路时消耗的电势能。（2）路端电压 U：外电路两端的电压，即电源的输出电压，。1、下列关于
6、电源电动势的说法正确的是（）电动势是用来比较电源将其他形式能转化为电能本领的大小的物理量外电路断开时的路端电压就是电源电动势用内阻较大的电压表直接测量电源正负极之间的电压值约等于电源的电动势外电路的总电阻越小，则路端电压越接近电动势A B C D解析：解析：电源电动势与路端电压是两个不同的概念，只能说其大小值存在相等或 不等的关系，故不对。由闭合电路的欧姆定律可知外电阻 R 越大，路端电压越接 近电源电动势，故正确，错。答案：答案：C总结升华：总结升华：电动势的本质是反映电源将其他形式的能转化为电能的本领的物理量。在 闭合电路中，外电路电阻上有电流是因为电阻两端存在着电压，而在电源内部正电荷由
7、负 极到正极，是通过非静电力做功完成的，而非静电力做功的过程中，电源将其他形式的能 转化为电能，这些电能又在外电路和电源内电阻上通过电流做功转化为其他形式的能。举一反三举一反三【变式变式】关于电源电动势的说法，正确的是（ ）A电动势是表征电源把其他形式的能转变为电能的本领的一个物理量B电动势在数值上等于外电路断开时两极间的电压，亦等于电路中通过 1C 电荷量时， 电源所提供的能量C外电路接通时，电源电动势等于内、外电路上的电压之和D由于内外电路上的电压随外电路电阻的改变而改变，因此，电源电动势跟外电路 电阻有关答案：答案：ABC解析：解析：电源电动势是表征电源特性的物理量，其数值反映了在两极间
8、移动 1C 电荷量 时把其他形式的能转换成电能的大小，也等于外电路断开时两极间的电压，或者在外电路 接通时，内外电路上电压之和，它不随内外电路的阻值变化而变化。题型二题型二闭合电路的动态分析闭合电路的动态分析在讨论电路中电阻发生变化后引起电流、电压发生变化的问题时，要善于把部分电路 和全电路结合起来，注意思考的逻辑顺序，使得出的每一个结论都有依据，这样才能有助 于培养严密的推理能力，作出科学的判断。2、在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，和均为定值电阻，为滑动变阻器。当的滑动触点在 a 端时合上开关 S，此时三个电表、和V 的示数分别为、和 U。现将的滑动触点向 b 端移动，
9、则三个电表示数的变化情况是（ ）A增大，不变，U 增大B减小，增大，U 减小C增大，减小，U 增大D减小，不变，U 减小思路点拨：思路点拨：本题可采用“局部整体局部”的思路分析，思维流 程如图：解析：解析：当向 b 移动时变小变小变大变小，即总电流增大，路端电压减小。变大，变小变小变大，而减小，所以增大，B 正确。答案：答案：B 总结升华：总结升华：该题难度适中，考查了闭合电路中电流和电压随电阻的变化关系。这类问题的解题规律是：由题中一个电阻的变化总电阻总电流内电压路端电压各支路电流、电压及电阻等。要根据欧姆定律以及串、并联电路中电压和电流的分配关系求解。举一反三举一反三【变式变式】在如图所示
10、的电阻中，和皆为定值电阻，为可变电阻，电源的电动势为，内阻为 r。设电流表 A 的读数为 I，电压表 V 的读数为 U。当的滑动触点向图中 a 端移动时（ ）AI 变大，U 变小 BI 变大，U 变大CI 变小，U 变大 DI 变小，U 变小答案：答案：D解析：解析：当的滑动触点向 a 端滑动时，变小，故而外电路的电阻变小，路端电压变小，电压示数减小，干路电流 I 增大，则两端电压减小，电流减小，电流表示数变小，选项 D 正确。题型三题型三含有电容器电路的分析与计算方法含有电容器电路的分析与计算方法1稳态含容直流电路电容器处于稳定状态时，相当于断路，此时的电路具有以下两个特点：（1）电容器所在
11、支路无电流，与电容器直接串联的电阻相当于一根无阻导线；（2）电容器上的电压就是含有电容器的那条支路并联部分电路的电压。分析清楚电路中各电阻元件的连接方式，把握电路在稳定状态时所具有的上述两个特 点，是解决稳态含容直流电路问题的关键。2动态含容直流电路若直流电路结构发生改变，电容器两端的电压往往会产生相应的变化，从而在 电路中产生短暂的充、放电电流，使电容器的电荷量发生改变，试题通常要求分析 这个电容器所带电荷的电荷量的改变量及充、放电电流的方向。对于这类问题，只要抓住初、末两稳定状态电容器极板电压的变化情况，根据来分析即可；若是电荷量连续变化的动态问题，可以利用微元法，分析极短时间内的电压变化
12、量。3、如图所示的电路中，电源电动势 E=6.00V，其内阻可忽略不计。电阻的阻值分别为=2.4 k，4.8 k，电容器的电容 C=4.7。闭合开关 S，待电流稳定后，用电压表测两端的电压，其稳定值为 1.50 V。（1）该电压表的内阻为多大？（2）由于电压表的接入，电容器的电荷量变化了多少？思路点拨：思路点拨：因为电路中定值电阻阻值较大，所以该处电压表应该考虑其内阻的影响， 此时电压表即为一个可以显示自身电压的电阻。电容器的电压，即为与之并联的电阻的电压，由串、并联电路的特点以及电容器电容的定义式即可求解。解析：解析：（1）设电压表的内阻为，测得两端的电压为，与并联后的总电阻为R，则有 由串
13、联电路的规律 联立得：代入数据得4.8 k（2）电压表接入前，电容器上的电压等于电阻上的电压，两端的电压为，则又接入电压表后，电容器上的电压为由于电压表的接入，电容器带电荷量增加了代入数据，可得。总结升华：总结升华：（1）求解含电容器的电路问题，首先弄清电路结构，分析出电容器两极板电势的高低，由串、并联电路及欧姆定律计算或判断出极板间电压大小，最后由计算电容器的带电量。（2）最近几年高考对此类问题主要考查了极板上的带电性、带电量或带电粒子在电容 器极板间的运动。举一反三举一反三【变式变式】如图所示的电路中，电源的电动势 E=3. 0V，内阻 r=1.0；电阻=10，10， =30，=35；电容
14、器的电容 C=100。电容器原来不带电，求接通电键 K 并达到稳定这一过程中流过的总电量。解析：解析：电键 K 闭合后，由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为由欧姆定律得，通过电源的电流电源的端电压V电阻两端的电压V通过的总电量就是电容器的带电量C。题型四题型四闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算闭合电路问题涉及到的基本概念、基本方法较多，当要求计算电路中某用电器的电流、 电压、电功率时，若直接用定义式来求比较麻烦，甚至不能求解，此时可根据串、并联电 路中的有关规律和闭合电路欧姆定律从另一角度求解。4、三只灯泡、和的额定电压分别为 1.5 V、1.5 V 和 2.5 V，它们的额定 电流
15、都为 0.3 A。若将它们连接成图 1、图 2 所示电路，且灯泡都正常发光，（1）试求图 1 电路的总电流和电阻消耗的电功率；（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。思路点拨：思路点拨：由灯泡的额定电流即可求出总电流，由闭合电路的欧姆定律可求出电源的路端电压，与并联电路两端电压相减即可得出两端电压，从而求出消耗的电功率。电源提供的电功率由公式可求得。解析：解析：（1）由题意，在图 1 电路中：电路的总电流=0.9 A=2.55 V=0.05 V0.9A电阻消耗功率=0.045 W（2）题 1 电源提供的电功率=0.93 W=2.7W图 2 电源提供的电功率0.36W1.8
16、W由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而所以图 2 电路比图 1 电路节能。总结升华：总结升华：本题考查的知识点有电路分析、闭合电路欧姆定律以及电功率的计算。解决本题的关键是在对电路正确分析的前提下，利用电路的总电流与各支路电流的 关系、闭合电路欧姆定律以及电功率的计算公式进行计算就可得出正确的结论。举一反三举一反三【变式变式】如图所示的电路中，电源电动势 E=6V，内电阻 r = 0. 5，=1.5，2，可变电阻器 R 的最大阻值为 2。那么在滑片 P 从 R 的最上端滑至最下端的过程中，求：（1）电路中通过的电流最大值和最小值分别是多少？（2）电源两端的电压最大值和最小值分别是多少？解析：解析：由全电路欧姆定律，一般状态下，通过的电流为电源两端的电压 U 为式中为与 R 的并联电阻：由题意知的取值范围是：01所以（1）（2）。第二部分第二部分 电表的原理、
