资源简介

广东新高考新高三粤教版
恒定电流专题复习二
两类U－I图像的理解与应用以及含容电路分析
一、学习目标：掌握串并联电路的特点，会利用闭合电路的欧姆定律解决电路中的动态分析问题，能对电路中的功率和效率进行理论分析和计算
二、重点：①利用闭合电路U－I图像求解电路问题；②利用导体U－I图像求解电路问题
难点：①利用Q＝CU求解含容电路中电容器带电量；②利用E＝判断含容电路中电容器内电场强度的变化；
例题讲解
例1：图为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线。用此电源与三个阻值均为3
Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8
V。则该电路可能为(　　)
答案：B
解析：根据闭合电路的欧姆定律可得U＝E－Ir，由题目给出的U－I图线可知该电源的电动势E为6
V，内阻r为
Ω＝0.5
Ω。此电源与三个均为3
Ω的电阻连接成电路时测的路端电压为4.8
V，对A图，I＝＝4
A，路端电压U＝IR外＝4
V。对B图，I＝＝2.4
A，路端电压U＝IR外＝4.8
V。对C图，I＝≈0.63
A中，路端电压约为U＝5.68
V。对D图，I＝＝1.2
A，路端电压U＝5.4
V，故B项正确。
例2(多选)如图9所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则(　　)
图9
A．R1接在电源上时，电源的效率高
B．R2接在电源上时，电源的效率高
C．R2接在电源上时，电源的输出功率大
D．电源的输出功率一样大
答案　AC
解析　电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，当R1与R2分别接到电源上时，UR1>UR2，故R1接在电源上时，电源的效率高，A正确，B错误；由题图可知，R2与电源的内阻相等，R1>R2，所以R2接在电源上时，电源的输出功率大，C正确，D错误．
变式1
多选)如图8所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是(　　)
图8
A．电源的电动势为50
V
B．电源的内阻为
Ω
C．电流为2.5
A时，外电路的电阻为15
Ω
D．输出功率为120
W时，输出电压是30
V
答案　ACD
解析　电源的路端电压和电流的关系为：U＝E－Ir，显然直线①的斜率的绝对值等于r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出E＝50
V，r＝
Ω＝5
Ω，A正确，B错误；当电流为I1＝2.5
A时，由回路中电流I1＝，解得外电路的电阻R外＝15
Ω，C正确；当输出功率为120
W时，由题图中P－I关系图线看出对应干路电流为4
A，再从U－I图线读取对应的输出电压为30
V，D正确.
变式2　如图(a)所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图(b)所示。不考虑电表对电路的影响，则(　　)
A．定值电阻R0为2
Ω
B．电源内阻r为10
Ω
C．电源电动势E为3.4
V
D．定值电阻R0的最大电功率为0.9
W
答案：D
解析：定值电阻R0两端的电压随电流的增大而增大，由图线的斜率得R0＝
Ω＝10
Ω，故
A项错误。电压表V2测得的是路端电压，上方图线斜率的绝对值等于电源的内阻，r＝
Ω＝2
Ω，故B项错误。当电流为0.1
A时，电压表V2的读数为3.4
V，根据闭合电路的欧姆定律可得电源电动势为E＝U＋Ir＝3.6
V，故C项错误。当滑动变阻器的阻值为0时，电路电流最大，为0.3
A，定值电阻R0的最大功率P＝I2R0＝0.9
W，故D项正确。
高考真题演练：(2016·全国卷Ⅱ·17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图10所示电路．开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为(　　)
图10
A.
B.
C.
D.
答案　C
解析　S断开时等效电路图如图甲所示．
甲
电容器两端电压为U1＝×R×＝E；
S闭合时等效电路图如图乙所示．
乙
电容器两端电压为U2＝×R＝E，
由Q＝CU得＝＝，故选项C正确．
课后自主训练
1
(多选)如图3所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻(光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小)．闭合开关，当照射到R3的光照强度变化时，R2功率变大，以下判断正确的是(　　)
图3
A．电流表示数一定变小
B．电压表示数一定变小
C．R3的功率一定变大
D．照射到R3的光照强度一定增加
2.
(多选)某同学在研究微型直流电动机的性能时，采用如图4所示的实验电路．闭合开关，并调节滑动变阻器R的阻值，使电动机不转动，此时电流表和电压表的示数分别为I1和U1.重新调节R的阻值，使电动机正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为I2和U2.则(　　)
图4
A．这台电动机的线圈电阻为
B．这台电动机正常运转时线圈的发热功率为U1I1
C．这台电动机正常运转时的输出功率为U2I2－I
D．这个电源的内阻为
答案　AC
解析　电动机不转动时满足欧姆定律，电动机的线圈电阻r0＝，故A对；电动机正常转动时的发热功率为P1＝Ir0＝，故B错；这台电动机正常运转时输入功率为P2＝U2I2
，所以输出功率为P3＝P2－P1＝U2I2－I，故C对；若滑动变阻器的阻值R恒定不变，则根据闭合电路欧姆定律可知：E＝U1＋I1(r＋R)，E＝U2＋I2(r＋R)，解得：r＋R＝，由于滑动变阻器的阻值变化，且不知道具体是多少，所以电源内阻不等于，故D错．
3.(多选)(2019·广东珠海市质量监测)如图11所示，直流电路中，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照增强而减小．当开关S闭合时，处在电容器两板间M点的带电液滴恰好能保持静止．现用强光照射电阻R3时(　　)
图11
A．电源的总功率减小
B．A板的电势降低
C．液滴向上运动
D．电容器所带电荷量增加
答案　CD
解析　电路稳定时电容器两板间的电压等于R1两端的电压，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值减小，电路中电流增大，电源的总功率P＝EI增大，R1两端的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，液滴向上运动，故A错误，C正确；电容器的电压增大，电容不变，由Q＝CU知，电容器所带电荷量增加，故D正确；由于电路中的电流增大，R1两端的电势差增大，又因为R1下端接地，电势为零，所以R1上端电势升高，A板的电势也升高，故B错误．

展开更多......

收起↑