1、專題十二 直流電路的分析與計算 【2011考綱解讀】從2011高考考綱來看，直流電路、恒定電流依然為高考命題的熱點之一。通過歷年高考試題的分析，不難發(fā)現(xiàn)：直流電路的分析與計算是高考的熱點，可以結(jié)合實驗的分析進行考查，重點考查歐姆定律的應(yīng)用及功率的求解。恒定電流主要考查以電路為核心的三部分內(nèi)容:一是以部分電路的歐姆定律為中心,考查直流電路的基本概念、伏安法測電阻、電功和電熱等問題;二是以閉合電路的歐姆定律為中心,考查電源的作用、閉合電路的功率分配和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系、電路的路端電壓與電源電動勢和內(nèi)陰天的關(guān)系;三是以電路中的電工儀表的使用為中心,考查電學(xué)實驗中儀器的選取、電表的讀數(shù)、實物連接、數(shù)據(jù)處理

2、和誤差分析等問題.尤其是電學(xué)知識聯(lián)系實際的問題和探究實驗問題是近幾年高考考查的熱點. 歐姆定律、焦耳定律往往與電磁感應(yīng)現(xiàn)象相交叉滲透；電功率、焦耳熱計算往往與現(xiàn)實生活聯(lián)系較密切，是應(yīng)用型、能力型題目的重要內(nèi)容之一，也是高考命題熱點內(nèi)容之一。【高考預(yù)測】直流電路的分析與計算試題在高考中以電路的動態(tài)分析為主，由電路中電路結(jié)構(gòu)的變化或電阻的變化，根據(jù)兩個歐姆定律確定電路中各部分的電流、電壓與功率等電學(xué)量的變化直流電路的計算試題主要是功率的求解，以選擇題與計算題為主，計算題多與電容、電場知識結(jié)合，解答這類題的關(guān)鍵在于理解電路的連接。歷屆高考命題形式一是以選擇、填空方式考查知識；二是與靜電、磁場和電磁感

3、應(yīng)結(jié)合的綜合題，值得說明的是，近年來高考在對本章的考查中，似乎更熱衷于電路的故障分析.這類題通常都來自生活實際，是學(xué)生應(yīng)具備的基本技能.尤其引人關(guān)注的是電路實驗有成為必考題的趨勢.【專題解讀】1部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律（1）部分電路歐姆定律內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比全電路歐姆定律：閉合電路的電流，跟電源的電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比（2）表達式： （3）伏安特性曲線（U-I圖象或IU圖象）若電阻的電壓與電阻成線性比例關(guān)系，則伏安特性曲線中為一直線，直線的斜率或斜率的倒數(shù)表示電阻的大小若電阻的電壓與電流成非線性關(guān)系，則伏安特性曲線中為曲線，某個狀

4、態(tài)下的電阻值該狀態(tài)下的電壓與電流之比，曲線的斜率只能用于定性分析電阻的大小關(guān)系U/VI/AOAB兩種圖象的比較：A為部分電路的UI圖象，B為全電路的UI圖象直線A的斜率表示電阻的大小，B的斜率則表示電源內(nèi)阻的大小兩直線相交點，則表示把該電阻接入該電源形成閉合電路時對應(yīng)的UI圖象（4）歐姆定律的應(yīng)用范圍：純電阻電路（不包含電動機、電解槽等）金屬導(dǎo)電或電解液導(dǎo)電（氣體導(dǎo)電不適用）2電功與電熱，電功率與熱功率（1）純電阻電路：電功與電熱：電功率與熱功率：（2）非純電阻電路：電功與電熱：，電功率與熱功率：，（3）用電器接入電路時的約定純電阻用電器若無特別說明，則認為電阻恒定；若用電器的實際功率超過額定

5、功率，則認為用電器將損壞（斷路）；若用電器沒注明額定值，則認為可以安全使用3功率與效率 （1）功率：額定功率與實際功率：總功率與有用功率：， r r非純電阻電路的功率：（2）效率P出與外電阻R的圖象關(guān)系如圖當(dāng)R=r時，電源有最大輸出功率，但此時電源的效率為50%4直流電路分析的基本處理思想：（1）電路的簡化：電路的等效原則：A無電流的支路可省去；B電勢相等的點可合并；C理想電壓表認為斷路，理想電流表則視為短路；D恒定電流電路中，電容器可作斷路處理；E電路中的接地點處理：若只有一處接地，則該處的電勢為零，可能影響其他各地的電勢高低，但電路結(jié)構(gòu)不變；若同時有兩處接地，則影響電勢的同時，對電路結(jié)構(gòu)也

6、將產(chǎn)生影響，此時可視為兩接點地為同一點電路的簡化方法：A電流分支法先將各節(jié)點標上字母，判定各支路元件的電流方向，按電流方向，自左向右將各元件、節(jié)點、分支逐一畫出，再加式整理即可B等勢點排列法標出節(jié)點字母，判斷出各節(jié)瞇電勢的高低，將各節(jié)點按電勢高低自左向右排列，再判斷各節(jié)點間的支路，然后加工整理即可（2）直流電路的動態(tài)分析引起電路特性發(fā)生變化主要有三種情況：A滑動變阻器滑動片位置的改變，使電路的電阻發(fā)生變化；B電鍵的閉合、斷開或換向（雙擲電鍵）使電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；C非理想電表的接入使電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化進行動態(tài)分析的常見思路是：由部分電阻變化推斷外電路總電阻（）的變化，再由全電路歐姆定律討論干路電

7、流的變化，最后再根據(jù)具體情況分別確定各元件上其他量的變化情況分析方法A程序法基本思路是“部分整體部分”即從阻值變化的的入手，由串并聯(lián)規(guī)律判知R總的變化情況再由歐姆定律判知I總和U端的變化情況最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判知各部分的變化情況B結(jié)論法-“并同串反”“并同”：是指某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小“串反”：是指某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；某一電阻減小時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率

8、將增大C特殊值法與極限法即因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論一般用于滑動變阻器兩部分在電路中都有電流時的討論（3）非線性電路的分析與求解、非理想電表的處理非線性電路的分析與求解A非線性電路包括含二極管電路和白熾電燈電路，由于這類元件的伏安特性不再是線性的，所以求解這類問題難度更大近幾年已成為高考的熱點B基本處理方法：應(yīng)用伏安特性曲線中各點對應(yīng)的電壓值與電流值求解電阻的電阻值，同時注意圖線交點及截距等對應(yīng)的物理含義非理想電表的處理A非理想電壓表由于電壓表內(nèi)阻不可能無限大，因此測得的電壓總比被測電路兩端的實際電壓小，表的內(nèi)阻越大，表的示數(shù)越接近于實際電

9、壓值可把電壓表視為一電阻，電壓表測得的電壓實際上是被測電路與電壓表并聯(lián)后兩端的電壓，利用上述特點列式分析求解B非理想電流表因為用電流表測得的電流，實質(zhì)上是被測量的支路（或干路）串聯(lián)一個電阻（即電流表內(nèi)阻）后的電流，所以電流表內(nèi)阻越小，表的示數(shù)越接近于真實值同理可把非理想電流表視為一電阻進行分析求解（4）故障電路的分析與判斷故障現(xiàn)象及現(xiàn)象：A電路故障一般有兩種情況：即短路和斷路B當(dāng)電路出現(xiàn)短路時，主要有以下的現(xiàn)象：a電路中仍有電流；b被短路的電器不工作；c與之串聯(lián)的電器工作電流增大；d被短路部分電壓為零 當(dāng)電路出現(xiàn)斷路時，主要有以下的現(xiàn)象：a被斷路部分無電流；b被斷路部分有電壓（如果電路較簡單一

10、般此電壓會等于電源的輸出電壓）電路故障測試方法A測試故障類型電流表法若電路斷路，電流表串接在該支路中時表現(xiàn)為：示數(shù)為“0”或幾乎為“0”若電路短路，電流表串接在電路中表現(xiàn)為示數(shù)較大或超出量程B測試故障所在電壓表法若電路斷路，由于電流I=0，所以當(dāng)電阻R為有限值時（即不是斷開處），根據(jù)歐姆定律U=IR得U=0，所以根據(jù)串聯(lián)電路的特點，得到斷開處的電壓U0，即當(dāng)電壓表并聯(lián)在斷開處時電表有示數(shù)被短路處由于R0，則有U=IR得U0，即當(dāng)電壓表并聯(lián)在被短接的兩端時電表無示數(shù)C在日常生活中還有一種常用的測電壓的方法：用測電筆測試一導(dǎo)線，若氖管發(fā)光則有電壓（火線），若氖管不發(fā)光則無電壓（5）穩(wěn)態(tài)、動態(tài)阻容電

11、路的分析與計算 分析計算含有電容器的直流電路時應(yīng)注意：A電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，在此支路的電阻沒有電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓；B電路中的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充（放）電如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電，如果電壓降低，電容器將通過與它并聯(lián)的電路放電求解的基本方法：A在分析電路的特點時，把電容器支路看成斷路即去掉該支路B凡是與電容器串聯(lián)的電阻均用導(dǎo)線代替因為電阻與電容器的阻值比較忽略不計C電容器兩端的電勢差與并聯(lián)的電阻兩端的電壓相等 D對帶電粒子在復(fù)合場中的運動，關(guān)鍵是分析清楚帶電粒子的運動情況和受力情況，還要善于挖掘題目中隱含條件，由功

12、能關(guān)系求解（6）實際生活中的電路問題分析題型特點：以人們?nèi)粘Ｉ钪兴玫降碾娐分R為背景，或以現(xiàn)實生活中使用的家用電器立意命題設(shè)置物理問題求解的基本方法：把生活中的問題轉(zhuǎn)化為常見的物理模型，應(yīng)用相關(guān)的電路知識求解 【深化整合】一、 動態(tài)電路的分析方法：1、程序法：閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會影響整個電路，使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)生變化。討論依據(jù)是：閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系。（1）對于電路的動態(tài)變化問題，按局部全局局部的邏輯思維進行分析推理一般步驟：確定電路的外電阻，外電阻如何變化；根據(jù)閉合電路歐姆定律，確定電路的總電流

13、如何變化；由，確定電源的內(nèi)電壓如何變化；由，確定電源的外電壓（路端電壓）如何變化；由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化；確定支路兩端的電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化以右圖電路為例：設(shè)R1增大，總電阻一定增大；由，I一定減??；由U=E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3= I-I4，I3、U3一定減??；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3 -I2，I1一定減小。2、 直觀法：直接運用總結(jié)規(guī)律總電路上R增大時總電流I減小，路端電壓U增大；任一個R增必引起通過該電阻的電流減小，其兩端電壓UR增加；任一個R增必引起與之并聯(lián)支路電流I增加；與之串

14、聯(lián)支路電壓U減?。ǚQ串反并同法）3、極端法：即因變阻器滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個端點去討論.1.（2010新課標全國卷）電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。在測電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為、。由圖可知、的值分別為 A.、 B.、 C.、 D.、【解析】選D，電源效率，E為電源的總電壓（即電動勢），根據(jù)圖象可知Ua=，Ub=，所以選項D正確。2.（2010.上海）. 在右圖的閉合電路中，當(dāng)滑片向右移動時，兩電表讀數(shù)的變化是（A）變大， 變大 （B）

15、變小，變大（C）變大， 變小 （D）變小，變小【解析】選B，當(dāng)滑片向右移動時，滑動變阻器電阻變大，導(dǎo)致干路電流變小，內(nèi)阻壓降減小，路端電壓變大。1、（2009全國2） 圖為測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的U-I圖線。用此電源與三個阻值均為3的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8V。則該電路可能為2、（2009天津）為探究小燈泡L的伏安特性，連好圖示的電路應(yīng)閉合開關(guān)，通過移動變阻器的滑片，使小燈泡中的電源由零開始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光。由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描給出的U-I圖象應(yīng)是【答案】C【解析】燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，隨電流的增大，溫度會升高，故電阻隨電流而增大，故C項正確。

16、【考點定位】考查小燈泡的伏安特性曲線3、（2009重慶）18某實物投影機有10個相同的強光燈L1L10(24V/200W)和10個相同的指示燈X1 X10(220V/2W),將其連接在220V交流電源上，電路見題18圖，若工作一段時間后，L2 燈絲燒斷，則， A. X1的功率減小，L1的功率增大。B. X1的功率增大，L1的功率增大C, X2功率增大，其它指示燈的功率減小D. X2功率減小，其它指示燈的功率增大【答案】C【解析】將電路等效為十個阻值相同電阻串聯(lián)現(xiàn)在燒斷后這部分電阻增大，總電阻也增大電流減小，其他不變部分電壓減小功率也就變小，而兩端電壓增大功率變大，所以C正確【考點定位】考查分析電路 歐姆定律、電功率等知識等考點4、（2009海南）5一平行板電容器兩極板間距為d、極板面積為S，電容為，其中是常量。對此電容器充電后斷開電源。當(dāng)增加兩板間距時，電容器極板