高考物理专题3电磁感应与电路的综合问题分析文档格式.docx
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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：
I—U图线、U—I图线是过原点的直线。
在I—U图线中，R=cotθ=1/k斜率，斜率越大，R越小；
在U—I图线中，R=tanθ=k斜率，斜率越大，R越大.
3．电阻定律
（1）数学表达式：
R=ρL/S
对某一导体，L变化时S也变化，L·
S=V恒定
（2）电阻率：
ρ=RS/L
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
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：
①U=U1=U2=U3=……，②I=I1+I2+I3……
三个重要性质：
①R=R1+R2+R3+…②U/R=U1/R1=U2/R2；
③P/R=P1/R1=P2/R2=……=Pn/Rn=I2.
（2）并联电路
①U=U1=U2=U3=……②I=I1+I2+I3……
①1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……，②IR=I1R1=I2R2=I3R3=……InRn=U
③P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=Pn/Rn=U2.
熟记：
①n个相同电阻R并联，总电阻R总＝R/n；
②两个电阻R1、R2并联，总电阻R总＝R1R2/（R1+R2）；
③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；
④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：
①I=E/（R+R）；
②E=U外+U内；
③U端＝E－IR
（2）路端电压U和外电阻R外关系讨论：
①R外增大，I变小，U端变大；
R外减小时，I变大，U外变小
②当R外＝∞（断路）时，I＝0，U端＝E（最大）；
③当R外＝0（短路）时，U端＝0（最小），I＝E/R（最大）.（电源被短路，是不允许的）.
（4）几种功率：
①电源总功率P总＝E.I（消耗功率）；
②输出功率P输出＝U端I（外电路功率）；
③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.
分析基本方法：
（1）分析电路的结构，
（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.
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ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是（）
（A）U1/I不变，ΔU1/ΔI不变．（B）U2/I变大，ΔU2/ΔI变大．
（C）U2/I变大，ΔU2/ΔI不变（D）U3/I变大，ΔU3/ΔI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：
1（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
在电路中，是由电阻元件或纯电阻元件构成的回路，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.
例2（06重庆卷）三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5V、1.5V和2.5V，它们的额定电流都为0.3A.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.
（1）由题意，在图3电路中：
电路的总电流：
I总＝IL1+IL2+IL3=0.9A
=E-I总R=2.55V
UR2=U路程-UL3=0.05V
IR2=I总=0.9 A
电阻R2消耗功率 PR2=IR2UR2=0.045W
（2）图3电源提供的电功率：
P总=I总E=0.9×
3W=2.7 W
图4电源提供的电功率：
P′总=I′总E′＝0.3×
6W＝1.8W
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
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.
求解的基本方法：
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=2Ω,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？
（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
故起动电阻应为
2、某一用直流电动机提升重物的装置，如图6所示，重物的质量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=92Ω.
4、含容电路的分析与计算
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.
（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.
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=40cm.电源电动势E=24V,内电阻R=1Ω，电阻R=15Ω.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=4m/s竖直向上射入板间.若小球带电量为q=1×
10-2C,质量为m=2×
10-2kg,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=10m/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.
设两板间电压为UAB
由动能定理得：
－mgd－qUAB=0－①
∴滑动变阻器两端电压：
U=UAB=8V②
设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得：
I=③
滑动变阻器接入电路的电阻：
④
（2）电源的输出功率：
P＝I2（R＋R）=23W⑤
5、实际生活中的电路问题分析
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.
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.
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1.0×
105W，输出电压为220V.求：
①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？
②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？
③由于发电系统故障，输出电压降为110V，此时每盏功率为100W、额定电压为220V的照明灯消耗的功率等是其正常工作时的多少倍？
（2）①P＝1.0×
105W
t＝365×
6h
E＝Pt＝kW·
h或E＝7.884×
011J ①
②900盏 ②
③设P1和U1分别为照明灯正常工作的功率和电压，P2和U2分别为供电系统发生故障后照明灯的实际功率和电压
P1＝ ③
P2＝ ④
3（06上海理综）夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行.一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系见图8，
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