高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題八 恒定電流課件

專 題 八 恒 定 電 流高 考 物 理 知 識(shí) 清 單 方法一動(dòng)態(tài)直流電路的分析方法1.幾個(gè)常用的推論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻。(2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的電阻。(3)n個(gè)相同的電阻并聯(lián),總電阻等于一個(gè)電阻的n分之一,即R總=R。(4)多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí),其中任一個(gè)電阻增大或減小,總電阻也隨之增大或減小。(5)并聯(lián)支路增多,并聯(lián)電路總電阻減小。(6)大電阻和小電阻并聯(lián),總電阻接近小電阻的阻值。小電阻做粗調(diào),大電阻做微調(diào)。大電阻和小電阻串聯(lián),總電阻接近大電阻的阻值。大電阻做粗調(diào),小電阻做微調(diào)。(7)如圖所示分壓電路中,總電阻與PB段電阻變化情況相同。1n突 破 方 法 2.程序法分析解答動(dòng)態(tài)直流電路類問題的一般步驟:(1)確定電路的外電阻(R外總)如何變化。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律I 總=,確定電路的總電流如何變化。(3)由U內(nèi)=I總r,確定電源的內(nèi)電壓如何變化。(4)由U外=E-U內(nèi),確定電源的外電壓(路端電壓)如何變化。(5)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。(6)確定支路兩端的電壓如何變化以及通過(guò)各支路的電流如何變化。3.結(jié)論法當(dāng)局部電阻R n變化時(shí),與Rn串聯(lián)的電阻R的功率P、電流I、電壓U與Rn變化相反,簡(jiǎn)稱串聯(lián)異變或 ER r外總 串異,如圖(a)。而與Rn并聯(lián)的R上,IR、UR、PR與Rn的變化相同,簡(jiǎn)稱并聯(lián)同變或并同,如圖(b)?？偡Q串異并同。 (a) (b)例1如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r。電路中的R 2 、R3分別為總阻值一定的滑動(dòng)變阻器,R0為定值電阻,R1為光敏電阻(其電阻隨光照強(qiáng)度增大而減小)。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法中正確的是() A.只逐漸增大時(shí)R1的光照強(qiáng)度,電阻R0消耗的電功率變大, 電阻R3中有向上的電流B.只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動(dòng)端P2向上端移動(dòng)時(shí),電源消耗的電功率變大,電阻R3中有向上的電流C.只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端P1向下端移動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)變大,帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)D.若斷開開關(guān)S,帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)解題思路 R1為光敏電阻實(shí)際可看做可變電阻,故本電路有三只可變電阻,為典型的動(dòng)態(tài)電路分析題。解析當(dāng)逐漸增大光照強(qiáng)度時(shí),光敏電阻R 1的阻值減小,依據(jù)“串異并同”可知電流I增大,則增大,UC增大,QC=CUC增大,即電容器充電,R3中有向上的電流,A正確。當(dāng)P2向上移動(dòng)時(shí),UC不變,R3中沒有電流,故B錯(cuò)誤。當(dāng)P1向下移動(dòng)時(shí),I不變,但UC變大,EC=變大,電場(chǎng)力FC=變大,微粒向上運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤。若斷開開關(guān)S,電容器放電,UC降為0,則微粒只受重力作用而向下運(yùn)動(dòng),故D正確。答案 AD1-1如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后,在變阻器R 0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)程中() 0RPCUd CU qd A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小B.電壓表與電流表的示數(shù)都增大C.電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小D.電壓表的示數(shù)減小,電流表的示數(shù)增大答案 A解析由變阻器R 0的滑動(dòng)端向下滑可知R0連入電路的有效電阻減小,則R總減小,由I=可知I增大,由U內(nèi)=Ir可知U內(nèi)增大,由E=U內(nèi)+U外可知U外減小,故電壓表示數(shù)減小。由U1=IR1可知U1增大,ER r總由U外=U1+U2可知U2減小,由I2=可知電流表示數(shù)變小,故A正確。22UR 方法二含電容器電路的分析與計(jì)算方法在直流電路中,當(dāng)電容器充、放電時(shí),電路里有充、放電電流。一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大(只考慮電容器是理想的不漏電的情況)的元件,在電容器處電路可看做是斷路,簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它。簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶電荷量時(shí),可接在相應(yīng)的位置上。分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí),需注意以下幾點(diǎn):1.電路穩(wěn)定后,由于電容器所在支路無(wú)電流通過(guò),所以在此支路中的電阻上無(wú)電壓降,因此電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓。2.當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時(shí),電容器兩極板間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等。3.電路的電流、電壓變化時(shí),將會(huì)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(guò)與它連接的電路放電。 例2如圖所示,水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì),阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置,且與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直,t=0時(shí),將開關(guān)S由1擲向2,分別用q、i、v和a表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度大小和加速度大小,則選項(xiàng)中的圖象中正確的是() 解題思路本題為電容器先充電再放電過(guò)程,放電時(shí)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。解析開關(guān)接1時(shí),電容器充電;開關(guān)接2時(shí)電容器放電,此時(shí),導(dǎo)體棒中有電流,則導(dǎo)體棒在安培力 作用下運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩端電壓相等時(shí),棒做勻速直線運(yùn)動(dòng),說(shuō)明電 容器所帶的電荷量最終不等于零,A項(xiàng)錯(cuò)誤。但電流最終必為零,B錯(cuò)誤。導(dǎo)體棒的速度增大到最大后做勻速直線運(yùn)動(dòng),加速度為零,C錯(cuò)誤 ,D正確。答案 D2-1如圖所示,C1=6 F,C2=3 F,R1=3 ,R2=6 ,電源電動(dòng)勢(shì)E=18 V,內(nèi)阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是() A.開關(guān)S斷開時(shí),a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等B.開關(guān)S閉合后,a、b兩點(diǎn)間的電流是2 AC.開關(guān)S斷開時(shí)C1帶的電荷量比開關(guān)S閉合后C1帶的電荷量大D.不論開關(guān)S斷開還是閉合,C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大 答案 BC解析 S斷開時(shí)外電路處于斷路狀態(tài),兩電阻中無(wú)電流通過(guò),電阻兩端電勢(shì)相等,由圖知a點(diǎn)電勢(shì)與電源負(fù)極電勢(shì)相等,而b點(diǎn)電勢(shì)與電源正極電勢(shì)相等,A錯(cuò)誤。S斷開時(shí)兩電容器兩端電壓都等于電源電動(dòng)勢(shì),而C1C2,由Q=CU知此時(shí)Q1Q2。當(dāng)S閉合時(shí),穩(wěn)定狀態(tài)下C1與R1并聯(lián),C2與R2并聯(lián),電路中電流I=2 A,此時(shí)兩電阻兩端電壓分別為U1=IR1=6 V、U2=IR2=12 V,則此時(shí)兩電容器所帶電荷量分別為Q 1=C1U1=3.610-5C、Q2=C2U2=3.610-5C,對(duì)電容器C1來(lái)說(shuō),S閉合后其兩端電壓減小,所帶電荷量也減小,故B、C正確,D錯(cuò)誤。1 2ER R 方法三電路故障的分析方法1.故障特點(diǎn)(1)斷路特點(diǎn):電路中發(fā)生斷路,表現(xiàn)為電源電壓不為零而電流為零;若外電路中任意兩點(diǎn)間的電壓不為零,則這兩點(diǎn)間有斷點(diǎn),而這兩點(diǎn)與電源連接部分無(wú)斷點(diǎn)。(2)短路特點(diǎn):電路中發(fā)生短路,表現(xiàn)為有電流通過(guò)電路而電壓為零。2.故障的分析方法(1)儀器檢測(cè)法斷路故障的判斷:用電壓表與電源并聯(lián),若有電壓,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表指針偏轉(zhuǎn),則該段電路中有斷點(diǎn)。短路故障的判斷:用電壓表與電源并聯(lián),若有電壓,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,則該 并聯(lián)段電路被短路。若電壓表示數(shù)不為零,則該并聯(lián)段電路沒有被短路或不完全被短路。(2)假設(shè)法:已知電路發(fā)生某種故障,尋找故障發(fā)生的位置時(shí),可將整個(gè)電路劃分為若干部分;然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障,運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行正向推理,推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合,則故障不是發(fā)生在這部分電路;若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合,則故障可能發(fā)生在這部分電路,直到找出發(fā)生故障的全部可能為止,亦稱排除法。 例3如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為6 V,當(dāng)開關(guān)S接通時(shí),燈泡L1和L2都不亮,用電壓表測(cè)得各部分電壓是Uad=0,Ucd=6 V,Uab=6 V,由此可判定()A.L 1和L2的燈絲都斷了B.L1的燈絲斷了C.L2的燈絲斷了D.變阻器R斷路解析根據(jù)電路發(fā)生斷路的特點(diǎn)可以判斷。因Uab=6 V則說(shuō)明電源沒有問題,是外電路出現(xiàn)故障,而U cd=6 V,則說(shuō)明L1、R完好,又Uad=0,則說(shuō)明L2的燈絲斷了,故C正確。答案 C 3-1如圖電路,起初燈泡A和B都能正常發(fā)光,后來(lái)電路中某個(gè)元件發(fā)生斷路故障,致使燈泡A比原來(lái)亮一些,燈泡B比原來(lái)暗一些,那么斷路的元件是()A.R 1 B.R2 C.R3 D.R4答案 B解析首先可以肯定D選項(xiàng)錯(cuò),因?yàn)镽4斷路后,A、B燈都不亮了,不合題意;若R1斷路,電路總電阻必然增大,總電流減小,電源內(nèi)阻所分擔(dān)電壓及R4兩端電壓均降低,A燈泡和B燈泡兩端電壓均要升高,與題意不符,所以A選項(xiàng)錯(cuò);若R2斷路,則總電阻變大,總電流減小,電源內(nèi)阻所分擔(dān)電壓及R4兩端電壓均降低,R 1兩端電壓升高,流過(guò)的電流增大,所以流過(guò)R3和B燈泡的電流減小,B燈變暗,所以燈泡A兩端電壓升高,A燈變亮,符合題意,所以B選項(xiàng)正確;同理可以分析出,若R3斷路,應(yīng)該是B燈變亮,A燈變暗,C選項(xiàng)錯(cuò)。