版高考物理通用版二轮复习讲义第二部分 第一板块 第4讲 夯基固本稳解两类电路问题.docx
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版高考物理通用版二轮复习讲义第二部分第一板块第4讲夯基固本稳解两类电路问题
【通用版】2019 版高考物理二轮复习讲义
第 4 讲
| 夯基固本，稳解两类电路问题
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直流电路和交流电路部分考查的题型一般为选择题，难度中等或中等偏上。
考
查的内容主要包括：
①串、并联电路的特点；②闭合电路欧姆定律；③电路的
考法
学法
动态变化分析；④含容电路；⑤交变电流的产生和描述；⑥理想变压器的规律；
⑦远距离输电问题。
用到的思想方法有：
①等效电路法；②动态电路的分析方
法；③图像法；④比例法；⑤等效思想；⑥守恒思想。
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⎥
⎣ ⎦
⎢练练就能过关 ⎥
[知能全通]————————————————————————————————
1．恒定电流
（1）闭合电路中的电压、电流关系：
E＝U 外＋U 内，I＝R＋r，U＝E－Ir。
（2）闭合电路中的功率关系：
P 总＝EI，P 内＝I2r，P 出＝IU＝P 总－P 内。
（3）直流电路中的能量关系：
电功 W＝qU＝UIt，电热 Q＝I2Rt。
纯电阻电路中 W＝Q，非纯电阻电路中 W>Q。
2．直流电路动态分析的 3 种常用方法
（1）方法 1：
程序法
增大减小增大
→→→
（2）方法 2：
结论法——“串反并同”
“串反”：
指某一电阻增大（减小）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（增大）。
“并同”：
指某一电阻增大（减小）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（减小）。
（3）方法 3：
极限法
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极
端，使电阻最大或电阻为零去讨论。
1
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[题点全练]————————————————————————————————
1．[多选]（2018·江苏高考）如图所示，电源 E 对电容器 C 充电，
当 C 两端电压达到 80 V 时，闪光灯瞬间导通并发光，C 放电。
放电
后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对 C 充电。
这样不断地充电和放电，
闪光灯就周期性地发光。
该电路（）
A．充电时，通过 R 的电流不变
B．若 R 增大，则充电时间变长
C．若 C 增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D．若 E 减小为 85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
解析：
选 BCD给电容器充电过程中，随着两极板间所带电荷量增多，电路中的电流
逐渐减小，故 A 错误；充满一次电，电容器增加的电荷量是相同的，即通过 R 的电荷量 Q
Q
是一定的，电源恒定，R 增大，则电流 I 减小，根据 I＝ 可知，充电时间变长，故 B 正确；
t
若 C 增大，电容器两端达到 80 V 时所带电荷增大，所以闪光时通过闪光灯的电荷量也增大，
故 C 正确；因为 C 两端电压达到 80 V 时，电容器就不再充电，只要外接电源提供的电压超
过80 V，产生的效果均相同，闪光灯闪光一次通过的电荷量也相同，故 D 正确。
2.（2019 届高三· 自贡模拟）如图所示的电路中，电源电动势为 E、
内阻为 r，R2、R3 为总阻值一定的滑动变阻器，R0 为定值电阻，R1 为
光敏电阻（其阻值随光照强度增大而减小）。
当开关 S 闭合时，电容器
中一带电微粒恰好处于静止状态。
下列说法中正确的是（）
A．只逐渐增大对 R1 的光照强度，电阻 R0 消耗的电功率变大，
电阻 R3 中有向上的电流
B．只调节电阻 R3 的滑动端 P2 向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻 R3 中有向上
的电流
C．只调节电阻 R2 的滑动端 P1 向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动
D．若断开开关 S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动
解析：
选 A只逐渐增大对 R1 的光照强度，R1 的阻值减小，总阻值减小，总电流增大，
电阻 R 消耗的电功率变大，电阻 R 两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器下极
02
板带的电荷量变大，所以电阻 R 中有向上的电流，故 A 正确；电路稳定时，电容器处相当
3
于断路，只调节电阻 R 的滑动端 P 向上端移动时，对电路没有影响，故B 错误；只调节电
32
阻 R 的滑动端 P 向下端移动时，电容器并联部分的阻值变大，所以电容器两端的电压变大，
21
2
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由E＝U可知，电场力变大，带电微粒向上运动，故 C 错误；若断开开关 S，电容器处于
d
放电状态，电荷量变小，故 D 错误。
3.在如图所示的电路中，电源电动势为 E、内阻为 r，L1 和
L2 为两个相同的灯泡，每个灯泡的电阻和电源内阻的阻值均相同，
D 为理想二极管，C 为电容器，R 为滑动变阻器，开关 S 处于断
开状态，下列说法中正确的是（）
A．滑动变阻器滑片向右移动，电流表示数变小
B．滑动变阻器滑片向右移动，电源内阻的发热功率变小
C．开关 S 闭合后，L2 亮度变暗
D．开关 S 闭合后，电流表示数不变
解析：
选 D电容器处可视为断路，所以只有 L2 中有电流通过，滑动变阻器滑片向右
移动，电流表的示数不变，故 A 错误；滑动变阻器滑片向右移动，电路电流不变，电源内
阻的发热功率不变，故 B 错误；开关 S 闭合后，因为二极管具有单向导电性，L 中无电流，
1
电路总电阻不变，总电流不变，电流表的示数不变，L 亮度不变，故 C 错误，D 正确。
2
⎥
⎢练练就能过关 ⎥
[知能全通]————————————————————————————————
1．线圈通过中性面时的特点
（1）穿过线圈的磁通量最大。
（2）线圈中的感应电动势为零。
（3）线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次。
2．交变电流“四值”的应用
最大值
瞬时值
有效值
平均值
Em＝nBSω，分析电容器的耐压值
E＝Emsin ωt（由中性面开始计时），计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力
情况
电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流
ΔΦ
[题点全练]————————————————————————————————
1．（2018·全国卷Ⅲ）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 方；若
3
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该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 正。
该电阻上电压的峰值均为
u0，周期均为 T，如图所示。
则 Q 方∶Q 正等于（）
A．1∶ 2
C．1∶2
B. 2∶1
D．2∶1
222
R 2R 2R
U有效2⎛ u2⎫21 u 2
T，Q 正＝ R T＝ R T＝2· R T，故 Q 方∶Q 正＝2∶1，D 正确。
2．[多选]（2018·太原模拟）图 1 中，单匝矩形线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直磁场的轴
OO′转动。
改变线圈的转速，穿过该线圈的磁通量随时间分别按图 2 中图线甲、乙的规律
变化。
已知线圈的电阻为 1.0 Ω，则（）
A．图线甲对应线圈在 t＝0 时产生的感应电动势最大
B．图线甲、乙对应的线圈在 t＝0.2 s 时，线圈平面均平行于磁感线
C．图线甲、乙对应的线圈转速之比为 5∶4
D．图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为 2.5π A
解析：
选 BC在 t＝0 时，Φ 甲最大，则产生的感应电动势最小，故 A 错误；因为在
t＝0.2 s 时，Φ 甲＝Φ 乙＝0，所以线圈平面均平行于磁感线，故 B 正确；由题图 2 可知图线
甲、乙对应的周期之比为 4∶5，而线圈的转速 n＝1，所以图线甲、乙对应的线圈转速之比
T
为
2π
E
R
3．[多选]（2018·洛阳模拟）如图所示是小型交流发电机的示意
图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴 OO′沿逆时针方向匀速转
4
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动，角速度为 ω，线圈匝数为 n，电阻为 r，外接电阻为 R，电流表为理想交流电流表，线
圈从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）转过 60°时的瞬时感应电流为 i，下列说法正确的是
（）
A．电流表的示数为 2i
2i（R＋r）
nω
2i
C．从图示位置开始转过 90°的过程中，通过电阻 R 的电荷量为ω
4πRi2
D．线圈转动一周的过程中，电阻 R 产生的热量为 ω
解析：
选 BCD由题意可得 i＝imcos 60°，则得感应电流的最大值 im＝2i，有效值 i
有
＝
m
2i（R＋r）
＋r），又 E ＝nBSω，磁通量的最大值 Φ ＝BS，联立解得 Φ ＝BS＝，故 B 正确；
mmmnω
从题图所示位置开始转过90° 的过程中，通过电阻R 的电荷量 q ＝ n ΔΦ ＝ n BS ＝
R＋rR＋r
n··＝ ，故 C 正确；线圈转动一周的过程中，电阻 R 产生的热量 Q＝i
ω
＝
2π＝4πRi2，故 D 正确。
（2i）2R·
ωω
有
2RT
U2n2
I2n1
⎥
⎢练练就能过关 ⎥
[知能全通]————————————————————————————————
1．理想变压器的基本关系式
（1）功率关系：
P 入＝P 出。
Un
（2）电压关系：
1＝ 1。
In
（3）电流关系：
只有一个副线圈时， 1＝ 2；
有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋……＋UnIn。
2．原、副线圈中各量的因果关系
（1）电压关系：
U1 决定 U2。
（2）电流关系：
I2 决定 I1。
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（3）功率关系：
P 出决定 P 入。
3．远距离高压输电的工作原理
（1）功率关系：
P1＝P2，P3＝P4，P2＝P3＋ΔP。
UnUn
U2n2U4n4
InIn
I2n1I4n3
PΔU
＝3＝。
线
⎛P ⎫
2
ΔU2
。
R线
[题点全练]————————————————————————————————
1．（2018·江苏高考）采用 220 kV 高压向远方的城市输电。
当输送功率一定时，为使输
1
4
A．55 kV
C．440 kV
B．110 kV
D．880 kV
⎛P⎫1
U
为原来的1时，输电电压应变为原来的 2 倍，C 正确。
4
2．（2018· 天津高考 ）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。
利
用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻 R 供电，电路如
图所示，理想交流电流表 A、理想交流电压表 V 的读数分别为 I、U，
1
2
1
2
1
2
C．电流表 A 的读数变为 2I
D．通过 R 的交变电流频率不变
解析：
选 B发电机产生的感应电动势最大值 Em＝NBSω，其中 ω＝2πn，理想变压器
6
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的输入电压（有效值）U ＝Em，若线圈的转速 n 变为原来的1，根据U1＝n1，则电压表 V 的读
1
数变为1U，通过 R 的电流变为原来的1，R 消耗的功率变为1P，根据I1＝n2，电流表 A 的读
224I2n1
2
3.（2019 届高三· 济宁七校联考）如图所示，理想变压器的原线圈接
有频率为 f、电压为 U 的交流电，副线圈接有光敏电阻 R1（光照增强时，
光敏电阻阻值减小）、用电器 R2。
下列说法正确的是（）
A．P 位置不动，当光照增强时，变压器的输入功率减小
B．光照强度不变，当 P 向上滑动时，用电器消耗的功率增大
C．当 f 减小时，变压器副线圈交流电的频率不变
D．P 位置不动，光照强度不变，当 U 增大时，用电器消耗的功率增大
解析：
选 DP 位置不动，当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，变压器的输出功率增
大，故输入功率也增大，故 A 错误；光照强度不变，光敏电阻的阻值不变，当 P 向上滑动
时，原线圈匝数增大，根据U1＝n1知变压器的输出电压减小，即用电器两端电压减小，则用
U2n2
电器消耗的功率减小，故 B 错误；变压器不改变交流电的频率，故 C 错误；P 位置不动，
光照强度不变，当 U 增大时，根据U1＝n1知变压器的输出电压增大，即用电器两端电压增
U2n2
大，则用电器消耗的功率增大，故 D 正确。
⎥
⎢讲练结合过关 ⎥
[研一题]————————————————————————————————
（2018· 泉州模拟）如图所示，一面积为 S、匝数为 N 的矩形线
框处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴 OO′
匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡 L1、L2 均正常发光，
理想电流表的示数为 I。
已知 L1、L2 的额定功率均为 P，额定电
流均为 I，线框及导线电阻不计，则（）
A．图示位置穿过线框的磁通量变化率为零
2 2P
B．线框转动的角速度为INBS
C．理想变压器原、副线圈的匝数之比为 1∶2
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D．若 L1 灯丝烧断，电流表示数将增大
[解析]题图所示位置线框平面与磁场方向平行，产生的瞬时感应电动势最大，磁通量
变化率最大，故 A 错误；理想变压器输入功率等于输出功率，又两灯泡均正常发光，可知
22INBS
电流为 I，因两灯泡并联且均正常发光，则副线圈中电流为2I，可知原、副线圈的匝数之比
n1∶n2＝2I∶I＝2∶1，故 C 错误；若 L1 灯丝烧断，则副线圈电流减小，原线圈的电流也相
应减小，电流表示数减小，故 D 错误。
[答案]B
[悟一法]————————————————————————————————
交变电流的综合问题，常涉及交变电流的四值、变压器、远距离输电等知识与电磁感
应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用，解答时应注意以下两点：
1．分清交变电流“四值”的不同计算方法和物理意义。
2．能够将直流电路、闭合电路欧姆定律的知识应用在交流电路中。
[通一类]————————————————————————————————
1.[多选 ]（2018· 南宁模拟 ）手摇发电机产生的正弦交流电经
变压器给灯泡供电，其电路如图所示，当发电机线圈以角速度
ω 匀速转动时，电压表示数为 U，灯泡正常发光。
已知发电机
线圈的电阻为 r，灯泡正常发光时的电阻为 R，其他电阻可忽略，
变压器原线圈与副线圈的匝数比为 k，变压器视为理想变压器。
则（）
U
A．灯泡的额定电压为 k
k2U2
R
R
U
UL
D．从发电机线圈位于中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为 u＝ 2Usin
ωt
解析：
选 AD电压表测量的是原线圈的电压有效值，因为此时灯泡正常发光，则灯泡
的额定电压等于此时副线圈的电压，则由 U ＝k 得灯泡的额定电压 U ＝U，A 正确；灯泡的
Lk
22
LRLRkR
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kk2R1r，最大值
⎛r ⎫
性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为 u＝ 2Usin ωt，D 正确。
2．[多选]如图所示，矩形线圈 abcd 与理想变压器原线圈组成闭合电路，电压表为理想
交流电压表。
线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的 bc 边匀速转动，磁场只分布在 bc 边的
左侧，磁感应强度大小为 B，线圈转动的角速度为 ω、匝数为 N，线圈电阻不计。
下列说法
正确的是（）
A．将原线圈抽头 P 向上滑动时，灯泡变暗
B．电容器的电容增大时，灯泡变暗
C．线圈处于图示位置时，电压表读数为 0
D．若线圈转动的角速度变为 2ω，则电压表读数变为原来的 2 倍
Unn
U2n2n1
减小，故灯泡变暗，A 正确；电容器的电容增大，容抗减小，故灯泡变亮，B 错误；线圈处
于题图所示位置时，感应电动势的瞬时值为零，交流电路中交流电表示数为有效值，所以电
压表读数不为 0，C 错误；根据 E ＝NBSω 可得交流电最大值变为原来的 2 倍，所以有效
m
值变为原来的 2 倍，D 正确。
3．[多选]如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 5∶1，原线圈接入图
乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0
R
为定值电阻， 为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。
下列说法中正确的是（）
A．图乙中电压的有效值为 110 2 V
B．电压表的示数为 44 V
C．R 处出现火警时电流表示数增大
D．R 处出现火警时电阻 R0 消耗的电功率增大
⎛220 2⎫2
⎝2 ⎭
R
U2
×0.01 J＝ R ×0.02 J，解得 U＝110 2 V，
即题图乙中电压的有效值为 110 2 V，故 A 正确；由U1＝n1，可得110 2 V＝5，解得 U ≈
2
31.1 V，所以电压表的示数为 31.1 V，故 B 错误；R 处出现火警时，阻值减小，由于电压不
9
根据 P ＝U I ，可知电流表的示数增大，故 C 正确；R 处出现火警时，阻值减小，由于电
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变，所以副线圈电流增大，输出功率增大，根据输入功率等于输出功率知，输入功率增大，
11 1
压不变，电流增大，R 消耗的电功率增大，故 D 正确。
0
[专题强训提能]
1.（2018· 重庆一诊）利用如图所示电路可测量待测电阻 Rx 的阻值。
定
值电阻 R1、R2 的阻值已知，闭合开关 S，调节电阻箱使其接入电路的阻
值为 R3 时，电流表示数为零，则 Rx 的阻值等于（）
R3
A．R2
R R
C.13
R R
B. 1 2
R R
D. 3 2
R1
IR
解析：
选 D根据串并联电路特点及欧姆定律可知：
I1（R1＋R2）＝I2（Rx＋R3），由于电流
表示数为零，则说明电流表两端的电势相等，则一定有：
R ＝I R ，两式联立可得：
＝R3R2，
1123x
故 D 正确。
2.（2018· 闽粤大联考）如图所示，A 和 B 为竖直放置的平行金属板，
在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。
开始时开关 S 闭合且滑动变阻器
的滑动头 P 在 a 处，此时绝缘线向右偏离竖直方向的偏角为 θ（电源的内
阻不能忽略）。
下列判断正确的是（）
A．小球带负电
B．当滑动头从 a 向 b 滑动时，绝缘线的偏角 θ 变大
C．当滑动头从 a 向 b 滑动时，电流表中有电流，方向从上向下
D．当滑动头从 a 向 b 滑动时，电源的输出功率一定变大
解析：
选 C由题图知，A 板带正电，B 板带负电，电容器内电场方向水平向右，绝缘
线向右偏，小球所受电场力向右，则小球带正电，故 A 错误；滑动头向右移动时，滑动变
阻器接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压U＝E－Ir 变小，电
容器电压变小，小球所受电场力变小，绝缘线的偏角 θ 变小，故 B 错误；滑动头从 a 向 b
滑动时，电容器电压变小，电容器放电，因 A 板带正电，则流过电流表的电流方向向下，
故 C 正确；根据外电阻等于内阻时电源的输出功率最大，可得当外电阻大于内阻时，外电
阻减小，输出功率增大；当外电阻小于内阻时，外电阻减小，输出功率减小。
由于外电阻与
10
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内阻大小关系未知，故无法判断电源输出功率大小的变化，故 D 错误。
3．[多选]（2018·南平质检）如图所示电路中，由于理想变压器原线圈的输入电压降低，
使灯泡 L 变暗，下列哪些措施可以使灯泡 L 重新变亮（）
n11
n11
A．其他条件不变，P1 上移，同时 P2 下移
B．其他条件不变，P1 下移，同时 P2 上移
C．其他条件不变，断开开关 S
D．其他条件不变，将滑动变阻器滑片 P 向下移动
解析：
选 BC其他条件不变，P1 上移，即原线圈匝数增多，P2 下移，即副线圈匝数减
少，由 U ＝n2U 可得 U 减小，灯泡 L 变暗，故 A 错误；其他条件不变，P 下移，即原线
221
圈匝数减少，P 上移，即副线圈匝数增多，由 U ＝n2U 可得 U 增大，可以使灯泡 L 重新
222
变亮，故 B 正确；其他条件不变，断开开关 S，并联部分电阻增大，副线圈中电流减小，
R1 分担电压减小，灯泡 L 两端电压增大，可以使灯泡 L 重新变亮，故 C 正确；其他条件不
变，将滑动变阻器滑片 P 向下移动，并联部分电阻减小，灯泡 L 两端电压减小，灯泡 L 变
暗，故 D 错误。
4．[多选]（2019 届高三· 衡水中学调研）某电路如图所示，电源
电动势为 E、内阻为 r，R1、R2 为定值电阻，R 为电位器（滑动变
阻器），L 是小灯泡，电压表和电流表均为理想电表。
当电位器的
触片滑向 b 端时，下列说法正确的是（）
A．小灯泡 L 将变亮
B．电压表示数与电流表 A1 示数的比值将变大
C．电流表 A1 的示数将变大
D．电源的总功率将变大
解析：
选 ACD电位器的触片滑向 b 端时，电位器接入电路的电阻减小，外电路总电
阻减小，由闭合电路欧姆定律知，总电流变大，电流表 A 的示数将变大，则内阻分担电压
1
变大，路端电压变小，电压表 V 的示数将减小，流过 R 和 R 的电流均减小，流过 L 的电
12
流将增大，L 将变亮，故 A、C 正确；电压表的示数与电流表 A 示数的比值等于外电路总
1
11
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BP
电阻，可知该比值将变小，故 错误；总电流变大，由＝EI 知，电源的总功率将变大，故 D
正确。
5.[多选]（2018·湖北八校联考）如图所示，矩形单匝线圈 abcd 放置在磁感
应强度大小为 B 的匀强磁场中绕轴 OO′匀速转动，转动的周期为 T，ab 中
点和 cd 中点的连线恰好位于转轴所在直线上，且转轴 OO′位于匀强磁场的
边界线上，转轴 OO′垂直于磁场方向，线圈电阻阻值为 R，外电阻的阻值也
为 R，从图示位置开始计时，线圈转过 30°时的瞬时感应电流为 I，则以下判
断正
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