复习电路综合分析问题复习讲义汇总.docx

1、复习电路综合分析问题复习讲义汇总专题七：电路综合分析问题高考要求：1、电流，欧姆定律，电阻和电阻定律 2、电阻率与温度的关系 3、半导体及其应用，超导及其应用 4、电阻的串，并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用 5、电功和电功率，串联，并联电路的功率分配 6、电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压 7、电流、电压和电阻的测量；电流表、电压表和多用电表的使用、伏安法测电阻 高考对本专题知识的考查，多是通过对电路的分析计算、对电压、电流、电阻等物理量的测量，来考查学生对基本概念、基本定律的理解和掌握。尤其值得注意的是有关电磁感应电路的分析与计算，以其覆盖知识点多，综合性强，思维

2、含量高，充分体现考生能力和素质等特点，成为历届高考命题的热点。但近年采用综合考试后，试卷难度有所下降，因此要更加关注有关基本概念的题、定性分析现象的题和联系实际、联系现代科技的题。知识整合:（1）电路的简化：对于一个复杂的电路，画出等效电路图，是一项基本功，也是电路分析和计算的基础。（2）动态直流电路的分析：电路中某些元件（如滑线变阻器的阻值）的变化，会引起电流、电压、电阻、电功率等相关物理量的变化，解决这类问题涉及到的知识点多，同时还要掌握一定的思维方法，在近几年高考中已多次出现。（3）非纯电阻电路的分析与计算。非纯电阻电路是指电路含有电动机、电解槽等装置，这些装置的共同特点是可以将电能转化

3、为机械能、化学能等其他形式的能量。这是近几年高考命题的一个冷点，但有可能成为今年高考的热点。（4）稳态、动态阻容电路的分析与计算。此类问题往往较难，但却是高考考查的重点，几乎是年年必考。（5）故障电路的分析与判断。由于此类问题能够考查考生理论联系实际的能力，对灵活运用知识的能力要求较高，所以可能成为近几年考查重点。（6）非线性电路的分析与求解。非线性电路包括含二极管电路和白炽电灯电路，由于这类元件的伏安特性不再是线性的，所以求解这类问题难度更大。近几年已成为高考的热点。互动课堂：问题再现问题1：电路的动态分析例1、如图1所示，电灯A标有“10V，10W”，电灯B标有“8V，20W”，滑动变阻器

4、的总电阻为6，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考电灯电阻的变化)A、 安培表示数一直减小，伏特表示数一直增大；B、 安培表示数一直增大，伏特表示数一直减小；C、 安培表示数先增大后减小，伏特表示数先减小后增大；D、 安培表示数先减小后增大，伏特表示数先增大后减小。例2、如图2所示，由于某一电阻断路，致使电压表和电流表的示数均比该电阻未断时要大，则这个断路的电阻可能是（ ） A. R1 B. R2 C. R3 D. R4课堂提升问题再现例3. 如图3所示电路，电源的电动势为E，内阻为r，R0为固定电阻，R为滑动变阻器。在变阻器的滑片由a端移向b端的过程中，电容器C所带的电量（ ） A. 逐

5、渐增加 B. 逐渐减小 C. 先增加后减小 D. 先减少后增加问题2：求解三种功率的有关问题例4. 如图4所示，电路中电池的电动势E=5V，内电阻r=10，固定电阻R=90，R0是可变电阻，在R0从零增加到400的过程中，求： （1）可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率 （2）电池的电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和例5、有四盏灯，接入如图5中，L1和L2都标有“220V、100W”字样，L3和L4都标有“220V、40W”字样，把电路接通后，最暗的灯将是：AL1； BL2；CL3；DL4课堂提升问题再现问题3：电路的故障分析例6、在图6所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、

6、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是：A直流10V挡； B直流0.5A挡；C直流2.5V挡； D欧姆挡。例7、某同学按如图7所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号A1示数(A)A2示数(A)V1示数(V)V2示数(V)10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。电路中，分别为电源的电动势和内阻，为定值电阻，在这五

7、个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算） 。由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是 。问题4：非纯电阻电路例8、某一用直流电动机提升重物的装置，如图28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)。课堂提升问题再现例9、图9所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中，以下说法正确的是：A、 电阻

8、R中没有电流； B、 电容器的电容变小；C、 电阻R中有从a流向b的电流；D、 电阻R中有从b流向a的电流。例10、在如图10所示的电路中,电容器A的电容CA=30F,电容器B的电容CB=10F.在电键K1、K2都是断开的情况下,分别给电容器A、B充电.充电后,M点的电势比N点高5V,O点的电势比P点低5V.然后把K1、K2都接通,接通后M点的电势比N点高.A、10V. B、 2.5V.C、2.5V. D、4.0V例11、一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源联接成如图11所示的电路.今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动.要使油滴上升,可采用的办法是:A.增大R

9、1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R2.课堂提升问题再现问题5：会解非线性电阻电路问题例12、“220V、60W”的白炽灯A和“220V、100W”的白炽灯B的伏安特性曲线如图12所示，若将两白炽灯串联后接在220V的电源上，两灯实际消耗的电功率各是多少？例13、图31中所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，可见两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。参考这根曲线，回答下列问题（不计电流表和电池的内阻）。（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。（2）如图32所示，将两个这样的电灯并联后再与10的定

10、值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值及各灯泡的电阻值。课堂提升问题再现例14如图14所示电路，当在a、b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a、b两端加上同样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗而L2正常发光，则A、B分别为 和 . 问题6：特殊电路例15、如图15所示的电路中，已知I=3A，I1=2A，R1=10，R2=5，R3=30，则通过电流表的电流强度为 A，方向 。例16、三个完全相同的电压表如图16所示接入电路中，已知V1表读数为8V，V3表的读数为5V，那么V2表读数为 。 例17、如图17所示，电阻R1、R2并联后接入电流恒定为I的电路。现用同一电

11、流表依次测量通过R1、R2的电流，测量值分别为I1、I2，则I1/I2=R1/R2。即：电流一定时，并联的两电阻被同一电流表测量的电流值与电阻成反比。课堂提升问题再现问题7：电磁感应中的电路问题例18、半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a0.4m，b0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v05m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO 的瞬时（如图示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。（2）撤去中间的

12、金属棒MN，将右面的半圆环OL2O 以OO 为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为B/t4T/s，求L1的功率。例19、如图所示，长为L、电阻r=0.3 、质量m=0.1 kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0.5 的电阻，量程为03.0 A的电流表串接在一条导轨上，量程为01.0 V的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面.现以向右恒定外力F使金属棒右移.当金属棒以v=2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。问

13、：（1）此满偏的电表是什么表?说明理由.（2）拉动金属棒的外力F多大?课堂提升问题再现（3）此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上.求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电量. 例20、在磁感应强度为B=0.4 T的匀强磁场中放一个半径r0=50 cm的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度=103 rad/s逆时针匀速转动。圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为R0=0.8 ，外接电阻R=3.9 ，如图所示，求：（1）每半根导体棒产生的感应电动势.（2）当电键S接通和断开时两电表示数分别为多少？（假定两电表均为理想电表）.问题

14、8：变压器与远距离输电例21、如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大课堂提升问题再现例22、在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为P=500kW，当使用U=5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。求：这时的

15、输电效率和输电线的总电阻r。若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？问题9：电路与实际相结合的问题例23、图22甲是某同学自制的电子秤原理图，利用理想电压表的示数来指示物体的质量托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑动触头恰好指在变阻器R的最上端，此时电压表示数为零设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，若不计一切摩擦和其它阻力（1）求出电压表示数Ux用所称物体的质量m表示的关系式；R0（2）由的计算结果可知，电压表示数与待测物

16、体质量不成正比，不便于进行刻度，为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在图22（乙）的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数Ux用所称物体的质量m表示的关系式课堂提升问题再现例24、如图23所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103 ）时，会自动断开，S2是一个自动控温开关，当温度低于70 时，会自动闭合；温度高于80 时，会自动断开.红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯.分流电阻R1=R2=500 ，加热电阻丝R3=50 ，两灯电阻不计.（1）分析电饭煲的工作原理.（2）简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？

17、（3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比.例25、“加速度计”作为测定物体加速度的仪器，已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中，如图23所示是“应变式加速度计”的原理图.支架A、B固定在待测系统上，滑块穿在A、B间的水平光滑杆上，并用轻弹簧固接于支架A上，其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架发生位移，并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出. 已知滑块质量为m，弹簧劲度系数为k，电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器总阻值R=4r，有效总长度为L.当待测系统静止课堂提升问题再现时，滑动臂P位于滑动变阻器的中点，且1

18、、2两接线柱输出的电压U0=0.4E.取AB方向为参考正方向.（1）写出待测系统沿AB方向做变速运动的加速度a与1、2两接线柱间的输出电压U间的关系式. （2）确定该“加速度计”的测量范围.课堂提升专题七参考答案例1、分析与解：可以求得电灯A的电阻RA=10，电灯B的电阻RB=3.2,因为，所以，当滑动触头由a向b端滑动的过程中，总电阻一直减小。即B选项正确。例2、分析与解：此类问题的常规解法是逐个分析进行判断。 若R1断路R总变大I总变小U端变大I2变大，即电流表示数变大，U端变大，I4变大U4变大，所以选项A正确。 若R2断路，电流表示数为零，则B错 若R3断路，电压表示数为零，则C错 若

19、R4断路R总变大I总变小U端变大，即电流表和R2串联后两端电压变大，则电流表示数变大；R4断路后，则电压表的内阻大，所以R3所在支路近似断路，则电压表示数此时也变大，即D正确。所以答案AD。例3、分析与解：由上述结论可知，在滑动变阻器的滑片由a端移向b端的过程中，图9所示电路的外电阻逐渐减小，根据闭合电路的欧姆定律可知：通过电源的电流I逐渐增大，路端电压逐渐减小，加在电容器C上的电压逐渐减小，C为固定电容器，其所带电量逐渐减少，所以只有选项B正确。例4、分析与解：（1）可变电阻R0上消耗的热功率： 时，P0最大，其最大值： （2）当电流最小时，电阻r和R消耗的热功率最小，此时R0应调到最大40

20、0，内阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和为 本题关键：写出P0、P小表达式，进行数学变换。一定要养成先写表达式，再求极值的良好解题习惯，否则就容易出错例5、分析与解：正确答案是C，由它们的额定电压、额定功率可判出：R1=R2R1R23并，P4P1(P2+P3)(串联电路PR,而P3P2(并联电路P1/R)，L3灯最暗(功率最小)例6、分析与解：根据题给条件，首先判定不能选用欧姆挡，因为使用欧姆挡时，被测元件必须与外电路断开。先考虑电压挡，将黑表笔接在b端，如果指针偏转，说明R1与电源连接的导线断了，此时所测的数据应是电源的电动势6V。基于这一点，C不能选，否则会烧毁万用表；如果指针不偏转，

21、说明R1与电源连接的导线是好的，而R1与R2之间导线和R2与电源间导线其中之一是坏的，再把黑表笔接c点，如果指针偏转，说明R1与R2之间导线是断的，否则说明R2与电源间导线是断的，A项正确。再考虑电流表，如果黑表笔接在b端，指针偏转有示数则说明R1与电源连接的导线是断的，此时指示数I=E/(R1+R2)=0.4A,没有超过量程；如果指针不偏转，说明R1与电源间连接的导线是好的，而R1与R2之间导线和R2与电源间导线其中之一是坏的，再把黑表笔接c点，如果指针偏转，说明R1与R2之间导线是断的，此时示数I=E/R2=1.2A,超过电流表量程，故B不能选。例7、分析与解：先将电路简化，R1与r看成一

22、个等效内阻r，=R1+r,则由V1和A1的两组数据可求得电源的电动势；由A2和V1的数据可求出电阻R3；由V2和A1、A2的数据可求出R2。当发现两电压表的示数相同时，但又不为零，说明V2的示数也是路端电压，即外电路的电压全降在电阻R2上，由此可推断Rp两端电压为零，这样故障的原因可能有两个，若假设R2是完好的，则Rp一定短路；若假设RP是完好的，则R2一定断路。例8、分析与解：在图28的物理过程中，电源工作将其他形式的能转化电能输入电路，电流通过电机将电能转化为机械能输出，由能量守恒定律可得 解得电动机线圈的电阻R=92.例9、分析与解：当电路稳定后，没有电流通过电阻R，但当在增大电容器两极

23、板间距离的过程中，电容器的电容量减小而电容器电压不变，所以电容器所带电量会不断减小，即电容放电形成放电电流，BC二选项正确。例10、分析与解：当K1、K2都断开时，给电容器A、B充得的电量分别为：，上极板带正电；而，且上极板带负电。当K1、K2都接通后，设M点的电势比N点高U，则据电荷守恒定律可得：所以U=2.5V.例11、分析与解：要使油滴上升，必须使向上的电场力增大，因油滴的带电量是不变的，故只有增大场强E，又因E=U/d，而d不变，故只有增大加电容器两极板间的电压U，即增大R3或减小R2。即CD选项正确。 例12、分析与解：如图30所示，选（0，220V）为另一坐标系的原点，原U轴的相反

24、方向为另一坐标系的电压轴正方向，另一坐标系的电流轴正方向与原坐标系相同。把B灯的伏安特性曲线反过来画，得到在另一坐标系中B灯的伏安特性曲线B，。B，与A两条伏安特性曲线的交点为P，由P点的坐标可知两灯中的电流强度均为I=0.25A,两灯的电压分别为：UA=150V,UB=70V. 根据电功率的定义式可知两灯实际消耗的电功率为 ： PA=IUA=37.5W, PB=IUB=17.5W.例13、分析与解：（1）由于三个电灯完全相同中，所以每个电灯两端的电压UL=12/3V=4V。在图33中画出U=4V的直线，得到和曲线的交点坐标为(4V,0.4A)，所以流过电灯的电流为0.4A，此时每个电灯的电阻

25、值为。（2）设此时电灯两端的电压为U，流过每个电灯的电流为I，根据闭合电路欧姆定律得：E=2IR0+U，代入数据得U=8-20I.在图31上画出此直线，得到如图33所示的图象，可求得到直线和曲线的交点坐标为(2V,0.3A)，即流过电灯的电流为0.3A,流过电流表的电流强度为0.6A,此时电灯的电阻为。例14电感线圈；电容器例15、0.5A 方向向左例16、分析与解：设三个完全相同的电压表的电阻均为R，通过 的电流分别为I1、I2、I3，而由并联电路的规律有：I1=I2+I3，所以有 =+，即有 U1=U2+U3 所以，U2=U1-U3=3V。 例17、证明：当电流表电阻值RA小到可以忽略时，

26、上述结论显然成立；当RA不可忽略时，用电流表测量哪一个电阻的电流时，就等于给这一电阻串联了一个电阻RA，使得电流表所测的电流是串联RA后的电流。因此，当电流表与R1串联后，电路变成电阻(R1+RA)与R2并联，故有：，同理， 从而有例18、解析：（1）棒滑过圆环直径OO 的瞬时，MN中的电动势E1=B2a v=0.20.85=0.8V 等效电路如图（1）所示，流过灯L1的电流I1=E1/R=0.8/2=0.4A （2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O 以OO 为轴向上翻转90，半圆环OL1O中产生感应电动势，相当于电源，灯L2为外电路，等效电路如图（2）所示，感应电动势E2=/t=

27、0.5a2B/t=0.32V L1的功率P1=（E2/2）2/R=1.28102W例19、解：（1）电压表满偏。若电流表满偏，则I=3A，U=IR=1.5V，大于电压表量程（2）由功能关系FvI2（R+r）而I=U/R，所以代入数据得F=1.6 N（3）由动量定理得两边求和得即由电磁感应定律E=BLv E= I（R+r） 解得代入数据得q=0.25 C例20、解题方法与技巧：（1）每半根导体棒产生的感应电动势为E1=Bl=Bl2=.4103（0.5）2 V50 V.（2）两根棒一起转动时，每半根棒中产生的感应电动势大小相同、方向相同（从边缘指向中心），相当于四个电动势和内阻相同的电池并联，得总

28、的电动势和内电阻为EE150 V，r=R00.1 当电键S断开时，外电路开路，电流表示数为零，电压表示数等于电源电动势，为50 V.当电键S接通时，全电路总电阻为R=r+R=（0.1+3.9）=4.由全电路欧姆定律得电流强度（即电流表示数）为IA=12.5 A.此时电压表示数即路端电压为U=E-Ir=50-12.50.1 V48.75 V（电压表示数）或UIR12.53.9 V48.75 V.例21、命题意图：以变压器动态问题为背景考查考生综合分析能力及逻辑思维能力.错解分析：部分考生对变压器工作原理理解不深刻，辨不清原副线圈中的变量与不变量，理不明各量间谁制约谁的制约关系；导致错选.解析：K

29、由a合到b时，n1减小，由U1/U2=n1/n2，可知U2增大，P2=U22/R随之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，从而I1增大，A正确；K由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小，B正确；P上滑时，R增大，P2=U22/R减小，又P1=P2，P1=I1U1，从而I1减小，C错误；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知，U2增大，I2=U2/R随之增大，由I1/I2=n2/n1可知I1也增大，D正确.故选项A、B、D正确.例22、解；由于输送功率为P=500kW，一昼夜输送电能E=Pt=12000度，终点得到的电能E /=7200度，因此效率=60%。输电线上的电流可由I=P/U计算，为

30、I=100A，而输电线损耗功率可由Pr=I 2r计算，其中Pr=4800/24=200kW，因此可求得r=20。 输电线上损耗功率，原来Pr=200kW，现在要求Pr/=10kW ，计算可得输电电压应调节为U / =22.4kV。例23、分析与解：（1）根据欧姆定律得： 又因 而 ， 运算得到： (2) 在图41（乙）的基础上完成改进后的电路原理图如图42所示。同理可求得： 。例24、分析与解：（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80时，S2自动断开，S1仍闭合；水烧开后，温度升高到103时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80时，S2又自动断开，再次处于保温状态.（2）如果不闭合开关S1