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1、22高三第一轮复习：电路及电路分析(高中三年级物理)doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 年 级 内容标题 编稿老师 高三 学 科 物理 高三第一轮复习：电路及电路分析 马云耀 版 本 通用版 【本讲主要内容 本讲主要内容】 本讲主要内容 电路及电路分析 会分析和解答直流电路的相关问题 【知识掌握】 知识掌握】 【知识点精析】 1. 混联电路的等效化简原则 电路化简原则：无电流的支路化简时可去除；等电势的各点化简时可以合并；理 想导线可任意长短；理想电流表可认为短路，理想电压表可认为开路；电压稳定时的电 容器可认为断路 2. 电路的故障分析 分析
2、电路的故障常用排除法 在明确电路结构的基础上， 分析比较故障前后电路中的电 流、电压的变化，确立故障原因，并对电路中的元件逐一分析，排除不可能情况，寻找故障 所在故障前后的电路是两种状态，可根据不同状态下电压、电流等物理量的关系求解有关 量 3. 含电容器的电路分析 直流电路中的电容器在电路稳定时相当于开路，若电路在状态变化中，由于电压、电流 的变化电容器将发生充放电 4. 电路中的极值问题 电路中有可变电阻时，电路在状态变化中电压、电流、电功率等存在最大值、最小值的 问题 5. 电路中的电表问题 （1）电路中的理想电流表电阻为零，可认为短路，理想电压表电阻为无穷大，可认为 开路 （2）电路中
3、的非理想电表既是一个电阻，又是一个指示元件电压表的示数即为加在 自身电阻两端的电压值；电流表的示数即为通过自身电阻上的电流值 6. 电路中的力电综合 电路中的力电综合题通常应抓住电流、电场与力的联系，做好受力分析，联想相关的知 识求解 【解题方法指导】 一. 等效电路问题 例 1图甲所示电路中各电阻 R 1 R 2 R 3 R 4 R，求电键 K 闭合和断开时，AB 两端的电阻之比 第 1 页 版权所有 不得复制 解析：用电流分支法简化电路 解析： 由 A 经 R 1 到 B 为第一线； A 经 R 2 过 C 再到 B 为第二线； A 经 R 3 到 D， 由 由 再经 R 4 到 B 为第
4、三线；CD 之间接有电键 K 如图乙所示 K 闭合时： R 4 短路相当于 R 1 R 2 R 3 并联，故 R AB = R 3 2R 5 K 断开时：相当于 R 3 R 4 串联后再和 R 1 R 2 并联，故 R = AB 所以有 R AB ： R 5：6 AB 方法总结： 方法总结：常用的简化方法（一） 电流分支法：顺着电流的方向逐级分析，若没有电源或电流方向不明的，可以假设电流 的方向，将各节点标出，按电流的方向自左到右将各元件、节点、分支逐一画出 例 2图甲所示电路中各电阻 R 1 R 2 R 3 R 4 R，则 AB 之间的总电阻为多少？ 解析：用等电势法简化电路 解析： 设 A
5、 点电势高于 B 点由 A 点开始，与 A 点等电势的点没有；向下一点 C，CE 两点 等电势（图乙） ；再向下一点 D，DB 点等电势（图丙） 其关系依次如图（甲、乙、丙） 所示 R AB = R + R 2 R 3R 4 R 4R =R+ = R 2 R 3 + R 3R 4 + R 2 R 4 3 3 方法总结： 方法总结：常用的简化方法（二） 等势点排列法： 将各节点标出， 标上同样的字母， 减少节点数； 判断各节点电势的高低， 由高到低，自左向右排列，画在草图上；将各节点间的支路上的电阻画出 二. 电路的故障分析 例 3 2000 年全国）如图为一电路板的电路图a、b、c、d 为接线
6、柱，a、d 与 220V （ 的交流电源相连，ab 间 bc 间 cd 间分别连接一个电阻，发现电路中没有电流，为检查电路 故障， 用一交流电压表分别测得 b、 两点间和 a、 两点间的电压均为 220V， d c 由此可知 （ ） 第 2 页 版权所有 不得复制 A. AB 间电路通；CD 间电路不通 B. AB 间电路不通；BC 间电路通 C. AB 间电路通；BC 间电路不通 D. BC 间电路不通；CD 间电路通 解析： 解析：与检测直流电路的方法相同：电路中无电流，电路某处必开路，则有任何电阻 两端无电压；选项中，电路中只有一处断路，则横跨断路处任意两点间的电压均是电源电 压题中 b
7、、d 两点间和 a、c 两点间的电压均为 220V，则其公共段 BC 之间为断路点 方法总结： 方法总结： （1）电路的故障的特点：断路的特点：电源电压不为零而电流为零，若外电路中任 意两点间的电压不为零，则这两点之间有断点短路的特点：有电流通过的电路而电压为 零 （2）电路故障的分析方法 仪器检测法：电压表接电源有电压时，再逐段与电路并联，示数等于电源电压时，这 段电路中有断点；示数等于零时，这段电路被短路 理论假设法： 将电路按元件分为若干段， 逐段假设电路发生故障， 运用有关规律推理， 结果与题设现象不相符和，该段电路无故障，依次判断，直至找到故障为止 三. 含电容电路分析 例 4 （2
8、003 年江苏）如图所示电路中，电源的电动势 E=3.0V，内阻 r=1.0 ? ，电阻 R 1 = 10? ； R 2 = 10? ， R 3 = 30? ， R 4 = 35? ；电容器的电容 C = 100F 电容器原 来不带电求接通电键 K 后流过 R 4 的总电量 解析：由电路的串并联公式得闭合电路的总电阻为 R = 解析： 由欧姆定律得通过电源的电流 I = 电源的路端电压 UER 电阻 R 3 两端的电压 U = R 1 (R 2 + R 3 ) +r R1 + R 2 + R 3 E R R3 U R2 + R3 流过 R 4 的总电量就是电容器的带电量 Q = CU 联立各式
9、并代入数据解得 2.0 10 ?4 C 方法总结： 方法总结： 第 3 页 版权所有 不得复制 （1）电路稳定时，电容器所在的支路是断路的，其两端的电压等于所并接的电路两端 的电压 （2）电路的电流、电压变化时将引起电容器的充、放电如果电容器电路两端的电压 升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并接的电路放电 四. 电路中的极值问题 例 5如图所示的电路，电源电动势 E6.3V，内阻 r0.5 ? ，负载电阻 R 1 = 2? ， R 2 = 3? ，滑动变阻器的最大阻值 R = 5? 当滑动变阻器的滑片由左端 A 移到右端 B 时，电路中电流表的读数变化范围为多大？ 解析： 解析
10、：电路的实际结构为 R 1 与 R AP 串联、 R 2 与 R BP 串联后再并联，然后与电源相连， 其中电流表测量的是闭合电路中的总电流设 R AP ，则 R BP 5x 1 1 1 = + R R 1 + x R 2 + (5 ? x ) (R 1 + x )(R 2 + 5 ? x ) (2 + x )(8 + x ) = 即R = (R 1 + x ) + (R 2 + 5 ? x ) 10 E 63 = 由闭合电路的欧姆定律有 I = R + r 30 ? ( x ? 3) 2 因为 0 x 5 ，所以当时， I max = 3A ；当时 I min = 2.1A 则有外电路中的电
11、阻 R 满足 故电路中电流表的读数变化范围为 2.1A I 3A . 方法总结： 方法总结： 极值问题在物理学习题中经常出现，本章中常与求电压、电流、功率的极值相联系 （1）通常先运用欧姆定律，电功率等相关概念找出物理量间的函数关系式，再利用数 学知识求极值 （2）滑动变阻器的这种接法在解答问题时，通常从滑片处一分为二，看成两个可变电 阻 五. 非理想电表问题 例 6两个阻值都较大的定值电阻 R 1 和 R 2 串联起来后，接在输出电压为 1的稳压 电源上，用一个标准电压表跨接在 R 1 两端，读数为 6若将此电压表跨接在 R 2 两端，则 电压表的示数（ ） A. 等于 B. 小于 C. 大
12、于 D. 因为不知道 R 1 、 R 2 的大小，故无法判断 解析： 解析：电源电压稳定为 10，由于 R 1 和 R 2 的阻值都较大，所以标准电压表的内阻需 第 4 页 版权所有 不得复制 要考虑 跨接在 R 1 两端， 读数为 6， 则此时 R 2 两端的电压为； 跨接在 R 2 两端时，R 1 去掉了并联的电压表，电阻增大为 R 1 ，分压将大于 6； R 2 并上了电压表的电阻，总电阻 小于 R 2 ，分压更小，故小于 4选 B 答案： 答案：B 方法总结： 方法总结： 掌握串并联电路的特点， 理解电压表和电流表在电路中既是电阻又具有指示 电压和电流的双重作用 六. 电路中的综合题
13、例 7在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量，图示为电子秤的原理 图托盘与弹簧的电阻与质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧的上端连接，当盘中没有 放物体时，电压表的示数为零设变阻器的总电阻为 R，总长为 L，电源电动势为 E，内阻 为 r，限流电阻的阻值为 R 0 ，弹簧的劲度系数为 k，不计一切摩檫和介质阻力，电压表为理 想表，当托盘上放某物体时，电压表的示数为 U求此时称量物体的质量 解析： 根据题意， 右边部分的电路的连接形式是限流电阻和滑动变阻器串联后接在电源 解析： 上，电压表测得的是滑动变阻器滑片与上端部分的电压 U设滑动片下移的距离为，而该 部分的阻值为 R p 由电
14、阻定律得该部分的电阻 R p = x R L 由串联电路的分压公式有电压表的示数 U = RP E R + R0 + r 设托盘上放质量为的物体时，弹簧的压缩量为，则由题意平衡时满足 mgkx 由解得物体的质量 m = kL(R 0 + R + r ) U RgE 方法总结： 方法总结：理清电路结构找到联系点是解决问题的关键，这也相当是一个压力传感器. 【考点突破】 考点突破】 【考点指要】 考点指要】 电路分析试题包含电路计算、 电路变化分析等方面 特别是当电路的某一部分发生变化， 如断、合、变阻器的移动、电表的接入等，引起的整个电路上的各个特征量的变化，是考查 的重点在近几年的高考物理卷中
15、，每年都有考题出现，常为选择题和计算题，分值从几分 到十几分不等 【典型例题分析】 例 1 （2005 年广东）竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正 电的小球，将平行金属板按如图所示的电路图连接，绝缘线与左极板的夹角为 当滑动变 第 5 页 版权所有 不得复制 阻器 R 的滑片在 A 位置时，电流表的示数为 I1 ，夹角为 1 ：当滑动变阻器 R 的滑片在 B 位 置时，电流表的示数为 I 2 ，夹角为 2 ，则（ ） A. 1 2 ， I1 I 2 B. 1 2 ， I1 I 2 C. 1 2 ， I1 I 2 D. 1 2 ， I1 I 2 命题意图： 命题意图：考查闭合电路的欧姆定律，
