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1、专题十 直流电路高考风向标一、高考命题趋势本专题主要以选择题出现，以实际生活中电路的分析、计算为今后的命题趋势，另外要关注与电磁感应相结合、与功能关系相结合的题目。二、复习要求1电路的计算：包括串、并联计算，电功、电热的计算和闭合电路欧姆定律；2电路分析：包括电容器电路的分析，电路的变化、动态变化问题的分析，电功和电功率在串、并联电路中的分配分析。3运用相关的电路知识、运动学规律、能量守恒来解决有关的综合问题。高频考点梳理1如图，A为电源的UI图线，B为电阻R的UI图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率为 _，电源的效率为 _，电源内阻消耗的功率为 _，外电阻和内阻之比为 _。2
2、电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3 V电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机没有转动当加上3 V电压时，电流为1 A，这时候电动机正常工作，求电动机正常工作时，产生的机械功率_ W ;发热功率_W详细替换删除上移下移3如图所示，直线AOC为某一电源的总功率P总随电流i变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图象若A、B对应的横坐标为2A，那么线段AB表示的功率为_及I=2A时对应的外电阻是_GRxR0MNP4用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通
3、过电流表G的电流为零时，测得MP=l1，PN=l2，则Rx的阻值为_。5如图所示电路中，电源电动势E8V，内电阻r4，定值电阻R16，R为最大阻值是40的滑动变阻器。则电压表的最大读数为_V，电源的最大输出功率为 _W。考点1、动态直流电路的分析方法【例1】如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时( ) A电压表读数先变大后变小，电流表读数变大B电压表读数先变小后变大，电流表读数变小C电压表读数先变大后变小，电流表读数先变小后变大D电压表读数先变小后变大，电流表读数先变大后变小解析开关S闭合后，外电路为滑动变阻器上下两部分并联后再与电阻R串联，由串并联的特点知，当
4、滑动变阻器上半部分的电阻与下半部分的电阻相等时并联部分的电阻最大，此时外电路的电阻最大，因此滑片由最高端向下滑动时，外电路的总电阻先增大后减小，由I可知，总电流先减小后增大，由UEIr可知，路端电压先增大后减小，即电压表读数先变大后变小滑片向下滑动到中间位置的过程中，总电流减小，由U并EIrIR知，并联部分的电压增大，滑动变阻器下半部分的电阻R下减小，由I下知，通过电流表的电流增大；当滑片从中间位置向下滑动的过程中，总电流增大，由U并EIrIR知，并联部分的电压减小，滑动变阻器上半部分的电阻增大，由I上知，通过它的电流I上减小，而通过电流表的电流I下II上，所以通过电流表的电流增大，综上分析可
5、知，整个过程中，通过电流表的电流增大，选项A正确 拓展提升电路动态变化的分析1电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化2电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化R的变化U端的变化固定支路.(2)“串反并同”结论法所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小即：R(3)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去
6、讨论(4)判定总电阻变化情况的规律当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小 在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与灯泡并联，另一段R串与并联部分串联A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致传感器SRM【变式1】在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时 （ ）ARM变大，且R越大，U增大越明显BRM
7、变大，且R越小，U增大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM变小，且R越小，U增大越明显误点纠错1、在如图所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时 ()A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，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，电流表示数变小考点2、含电容电路分析与计算方法【例2】如图所示的电路中，R1、R2、R3是定值电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较 ( )A电容器C的上极板带正电B电容器C的下极板带正电C通过R4的电流变小，
8、电源的路端电压增大D通过R4的电流变大，电源提供的总功率变小解析无光照射时，C不带电，说明.当有光照射时，R4阻值减小，则R4分压减小，C上板电势低于下板电势，下板带正电由于R4减小，回路中总电流变大，通过R1、R2电流变小，路端电压减小，通过R4的电流变大，P电源EI应变大只有B正确拓展提升含有电容器电路的分析方法:1电路的简化：在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流。一旦电路达到稳定状态，电容器相当于一个阻值无限大的元件，此时在电容器处电路看成是断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上2电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路
9、的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压3在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和【变式2】如图所示的电路中，电源的电动势E6 V，内阻r1 ，电阻R13 ，R26 ，电容器的电容C3.6 F，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后
10、流过R1的电荷量是多少？误点纠错2、如图所示，在A、B两点间接一电动势为E4 V，内电阻为r1 的直流电源，电阻R1、R2、R3的阻值均为4 ，电容器的电容为C30 F，电流表的内阻不计，当电键S闭合时，求：(1)电流表的读数；(2)电容器所带的电荷量；(3)断开电键S后，通过R2的电荷量考点3、电路故障的分析方法【例3】如图所示，电灯L标有“4 V,1 W”，滑动变阻器R的总电阻为50 .当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时理想电流表示数为0.45 A由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时理想电流表示数变为0.5 A，理想电压表示数为10 V若导线完好，电路中各处接触良好试问：(1)
11、发生的故障是短路还是断路？发生在何处？(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？解析(1) 题干中的电路故障只有两种情况，要么是短路要么是断路对短路和断路分别分析，再与题干所给的现象进行对比，从而判断故障原因电路发生故障后，电流表示数增大，所以路端电压UU2I2R2也增大，因此外电路总电阻增大，一定在R2以外电路某处发生断路由于电流表有读数，R2不可能发生断路，电压表也有读数，故滑动变阻器R也不可能断路，只有电灯L可能发生断路(2)L断路后，外电路只有R2，因无电流流过电阻R，故电压表示数即为路端电压U2U端10V，R2 20 L未断路时恰好正常发光，则UL4 V，IL A0.25 A
12、而U端U2I2R20.4520 V9 V故L未断路时R两端电压为UR(94) V5 V则滑动变阻器接入电路的阻值R 20 .拓展提升电路故障问题的分析1故障特点(1)断路特点：表现为电源电压不为零而电流为零；如果外电路中两点间的电压不为零而电流为零，则说明这两点间有断点，而这两点与电源的连接部分没有断点(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零2检查方法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置在运用电流表检测时
13、，一定要注意电流表的极性和量程(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源(4)假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理(5)排除法：如果电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生故障，运用电路规律进行正向推理，推理结果若与题干中所述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题干中所述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止【变式3】在如图所示的电路
14、中，灯泡A和B都是正常发光的，后来由于电路中某个电阻发生断路，忽然灯泡B比原来变暗了一些，而灯泡A比原来亮了一些下列说法中正确的是( )AR2断路 BR1断路CR3断路 D无法判断误点纠错3、如图是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查 (1)应用多用电表的直流挡进行检查，选择开关置于10 V挡该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触_(填a或b)根据测试结果，可判定故障是_A灯A短路 B灯B短路Ccd段断路 Ddf段断路表1测试点电压示数a、b有示数b、c有示数c、d无示数d、f有示数表2 测试点指针偏转情况c、dd、ee、f(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是( )A灯A断路 B灯B短路C灯A、B都断路 Dd、e间导线断路考点4、电源输出最大功率和用电器获得最大功率的分析方法【例4】电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示
