【备考2022】高考物理一轮复习学案 8.2 电路&电路的基本规律 有解析

资源下载
  1. 二一教育资源

【备考2022】高考物理一轮复习学案 8.2 电路&电路的基本规律 有解析

资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
【备考2022】高考物理一轮复习学案
8.2
电路&电路的基本规律
一、串、并联电路的特点
1.特点对比
串联
并联
电流
I=I1=I2=…=In
I=I1+I2+…+In
电压
U=U1+U2+…+Un
U=U1=U2=…=Un
电阻
R=R1+R2+…+Rn
=++…+
2.几个常用的推论
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.
(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.
(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和.
(4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大.
二、电源的电动势和内阻
1.电动势
(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1
C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.
(2)表达式:E=.
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量.
2.内阻
电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数.
三、闭合电路欧姆定律
1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.
2.公式
3.路端电压U与电流I的关系
(1)关系式:U=E-Ir.
(2)U-I图象如图1所示.
①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势.
图1
②当外电路电压为U=0时,横坐标的截距为短路电流.
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻.
1.x-t图象的理解
核心素养一 电路动态变化的分析
1.电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化,一处变化又引起了一系列的变化.
2.电路动态分析的方法
(1)程序法:电路结构的变化→R的变化→→→U端的变化→固定支路→.
(2)极限法:即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.
(3)判定总电阻变化情况的规律
①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小).
②若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小.
③在如图3所示分压电路中,滑动变阻器可视为由两段电阻构成,其中一段R并与灯泡并联,另一段R串与并联部分串联.A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致.
核心素养二 电路中的功率及效率问题
1.电源的总功率
(1)任意电路:P总=EI=U外I+U内I=P出+P内.
(2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)=.
2.电源内部消耗的功率:P内=I2r=U内I=P总-P出.
3.电源的输出功率
(1)任意电路:P出=UI=EI-I2r=P总-P内.
(2)纯电阻电路:P出=I2R==.
(3)输出功率随R的变化关系
①当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=.
②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小.
③当R④当P出⑤P出与R的关系如图6所示.
核心素养三 电路故障问题的分析
1.故障特点
(1)断路特点:表现为电源电压不为零而电流为零;如果外电路中两点间的电压不为零而电流为零,则说明这两点间有断点,而这两点与电源的连接部分没有断点.
(2)短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但它两端电压为零.
2.检查方法
(1)电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路.
(2)电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置.在运用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和量程.
(3)欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处是断路,当测量值很小或为零时,表示该处是短路.在运用欧姆表检测时,电路一定要切断电源.
(4)假设法:将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理
 
1.如图所示,关于闭合电路,下列说法正确的是(  )
A.电源正、负极被短路时,电流很大
B.电源正、负极被短路时,电压表示数最大
C.外电路断路时,电压表示数为零
D.外电路电阻增大时,电压表示数减小
解析:电源被短路时,电源电流为I=,由于电源内阻很小,故电流很大,故选项A正确;电源被短路时,外电阻R=0,电源电流为I=,故电压表示数为U=IR=0,故选项B错误;外电路断路时,外电阻R→∞,故电压表示数为U=E,故选项C错误;电压表示数为U=,外电路电阻R增大时,电压表示数也增大,故选项D错误.
答案:A
2.如图所示,直线A为某电源的U?I图线,曲线B为某小灯泡的U?I图线,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的总功率分别是(  )
A.4
W,8
W
B.2
W,4
W
C.2
W,3
W
D.4
W,6
W
解析:用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率是UI=2×2
W=4
W,电源的总功率是EI=3×2
W=6
W,选项D正确.
答案:D
一、单选题
1.在图所示的电路中,电源的内阻不能忽略.已知定值电阻R1=10Ω,R2=8Ω.当单刀双掷开关S置于位置1时,电压表读数为3V.则当S置于位置2时,电压表读数的可能值为
()
A.3.2V
B.2.6V
C.1.9V
D.1.6V
2.如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源的内电阻,以下说法中不正确的是(  )
A.当R2=R1+r时,R2上获得最大功率
B.当R1=R2+r时,R1上获得最大功率
C.当R2=0时,R1上获得功率一定最大
D.当R2=0时,电源的输出功率可能最大
3.在如图所示的电路中,定值电阻、、、,电容器的电容,电源的电动势,内阻不计。闭合开关、,电路稳定后,则(  )
A.、两点的电势差
B.电容器所带电荷量为
C.断开开关,稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为
D.断开开关,稳定后流过电阻的电流与断开前相比将发生变化
4.如图所示为某一电源的曲线,由图可知(  )
A.电源电动势为2.0V
B.电源短路时电流为6.0A
C.电源内阻为Ω
D.电路路端电压为1.0V时,电路中电流为5.0A
5.如图所示,电源电动势E=1.5V,内电阻r=0.5Ω,滑动变阻器R1的最大电阻Rm=5.0Ω,定值电阻R2=2.0Ω,C为平行板电容器,其电容为3μF。将开关S与a接触,则
A.当R1接入电路阻值为0.5Ω时,R1消耗的功率最大
B.当R1的阻值增大时,R2两端的电压减小
C.开关从a接向b,流过R3的电流流向为d→>c
D.开关从a接向b,待电路稳定,流过R3的电荷量为C
6.如图所示电路中,R是光敏电阻,阻值随光强的增加而减小,闭合开关k后在光强增加时,下列判断正确的是:
A.灯泡L3的亮度将变大
B.灯泡L2的亮度将变大
C.电源的输出功率将减小
D.电容器的电量将减小
7.如图所示,两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器,极板N与静电计金属球相连,极板M和静电计的外壳均接地。在两板相距为d时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中,保持电容器的带电荷量Q不变,下面的操作中将使静电计指针张角变大的是(  )
A.仅将M板向下平移
B.仅将M板向右平移
C.仅在M、N之间插入金属板
D.仅在M、N之间插入云母板(介电常数大于1)
8.一只电流表的满偏电流,内阻,把它改装成量程为的电压表,下列说法中正确的是(

A.需串联一个的电阻
B.需串联一个的电阻
C.需并联一个的电阻
D.改装后,电压表的内阻为
1.在如图所示的电路中,电源电动势E=3
V,内电阻r=1
Ω,定值电阻R1=3
Ω,R2=2
Ω,电容器的电容C=100
μF,则下列说法正确的是(  )
A.闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.5
V
B.闭合开关S,电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10-4
C
C.闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×10-4
C
D.先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,通过电阻R1的电荷量为3.0×10-4
C
2.在如图所示的电路中,电源电动势为12
V,内阻为2
Ω,四个电阻的阻值已在图中标出,闭合开关S,下列说法正确的有(  )
A.路端电压为10
V
B.电源的总功率为10
W
C.a、b间电压的大小为5
V
D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1
A
3.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,电流表A的示数变为零,若电路中故障发生在灯L或电阻R上,用一根导线来判断电路故障,则下列判断正确的是(  )
A.将导线并联在R两端,电流表无示数,一定是L断路
B.将导线并联在L两端,电流表无示数,一定是R断路
C.将导线并联在R两端,电流表有示数,一定是R断路
D.将导线并联在L两端,电流表有示数,一定是L断路
考题预测
参考答案
1解析:闭合开关S,电路稳定后电流I==0.5
A,电容器两端的电压为U=IR1=1.5
V,选项A正确;电路稳定后电容器所带电荷量Q=CU=100×10-6×1.5
C=1.5×10-4
C,选项B错误,C正确;先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,电容器C通过电阻R1放电,通过电阻R1的电荷量为1.5×10-4
C,选项D错误.
答案:AC
2解析:外电路的总电阻R=
Ω=10
Ω,总电流I==1
A,则路端电压U=IR=10
V,A对;电源的总功率P总=EI=12
W,B错;a、b间电压大小为Uab=0.5×15
V-0.5×5
V=
5
V,C对;a、b间用导线连接后,外电路的总电阻为R′=2×
Ω=7.5
Ω,电路中的总电流I=≈1.26
A,D错.
答案:AC
3解析:电流表A的示数变为零,说明电路故障为断路.将导线与用电器并联进行检测时,若电流表有示数,说明与导线并联的用电器断路;若电流表无示数,说明另一个用电器断路或两个用电器都断路.若将导线并联在R两端,电流表无示数,则可能是L断路,也可能是R、L都断路,故选项A错误;若将导线并联在L两端,电流表无示数,则可能是R断路,也可能是R、L都断路,故选项B错误;若将导线并联在R两端,电流表有示数,则一定是R断路,选项C正确;若将导线并联在L两端,电流表有示数,则一定是L断路,选项D正确.
答案:CD
过关训练
参考答案
1.B
【解析】当单刀双掷开关S置于位置1时,电压表读数为3V,则;
当单刀双掷开关S置于位置2时,电压表读数;两式作商:
,化简得:

因为,
,所以;
综上,即,故选B。
2.B
【详解】
A.将R1等效到电源的内部,R2上的功率等于等效电源的输出功率,当等效电源的外电阻等于内阻时,即R2=R1+r时,输出功率最大,即R2上的功率最大,故A正确,A不符合题意;
BC.根据P=I2R,电流最大时,R1上的功率最大,当外电阻最小时,即R2=0时,电流最大,故B错误,C正确,B项符合题意,C项不符题意;
D.当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大,外电阻与内电阻越接近,电源的输出功率越大,当R1>r,故当R2=0时,电源的输出功率最大,故D正确,故D不符题意;
因选不正确的故选B。
3.C
【详解】
A.设电源负极的电势为0,则电源正极的电势为
又因为
代入数据可解得
同理有
解得

故A错误;
B.由
可知此时电容器所带电荷量为
且上极板带负电,故B错误;
C.断开开关,稳定后点的电势为
点电势仍为
故此时
且上极板带正电,故上极板带电荷量的变化量为

故C正确;
D.由电路知识可知,断开开关,稳定后流过电阻的电流与断开前相比不会发生变化,故D错误。
故选C。
4.AD
【详解】
A.由闭合电路欧姆定律得知,当时,,由图读出,故A正确;
BC.电源的内阻
电源短路时电流
故BC错误;
D.当电路路端电压为1.0V时,电路中电流
故D正确。
故选AD。
5.B
【解析】
【详解】
将R2等效为电源的内阻,当R1=R2+r=2+0.5=2.5Ω时,R1消耗的功率最大,故A错误;当R1的阻值增大时,外电路的总电阻增大,总电流减小,R2两端的电压减小,故B正确;
当开关接a时,电容器右极板带正电,将开关从a接向b,稳定时电容器左极板带正电,所以电容器先放电后反向充电,流过R3的电流流向为c→d,故C错误;因R1接入的阻值未知,不能求出电容器上的电压,故不能求出流过R3的电荷量,故D错误;故选B。
6.A
【详解】
R是光敏电阻,其阻值随光强的增加而减小,现增大光强,则R的阻值减小,故R串联RL3,再并RL2后的总电阻减小,由
可得干路电路的电流I增大。
B.由全电路的欧姆定律可得:
因干路电路的电流I增大,可知并联部分减小,即灯泡L2的电压减小,由可知灯泡L2的功率减小,即亮度将变小,B项错误;
A.由部分电路的欧姆定律:
可得灯泡L2的电流减小,结合并联特点:
可知灯泡L3的电流增大,由可知其功率增大,则灯泡L3的亮度将变大,故A正确;
C.电源的输出功率为:
因不能确定与r的大小关系,故输出功率的变化区间不知道,则外阻减小时输出功率可能增大或减小,C错误;
D.电容器在稳恒电路中视为断路,其电压等于与C并联的用电器的电压,则带电量为:
因电流增大,则电容器的电量将增大;故D错误。
故选A。
7.A
【详解】
A.静电计能测量平行板电容器两极板间电压,平行板电容器两极板间电压越大,静电计指针张角越大。由平行板电容器的电容,仅将M板向下平移,使正对面积S减小,电容器的电容C减小,已知Q不变,由可知,平行板电容器两极板间电压增大,静电计指针张角变大,故A正确;
B.仅将M板向右平移,极板间距离d减小,电容器的电容C增大,由可知,平行板电容器两极板间电压减小,静电计指针张角减小,故B错误;
C.仅在M、N之间插入金属板,由于插入的金属板达到静电平衡后为一个等势体,这样就减小了平行板电容器两极板间有效距离d,电容器的电容C增大,由可知,平行板电容器两极板间电压减小,静电计指针张角减小,故C错误;
D.仅在M、N之间插入云母板(介电常数大于1),相对介电常数增大,电容器的电容C增大,由可知,平行板电容器两极板间电压减小,静电计指针张角减小,故D错误。
故选A。
8.B
【详解】
把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻,串联电阻阻值为:
故选B.
点睛:把小量程改装成电流表要并联一个分流电阻,把电流表改装成电压表,应串联一个分压电阻,应用串并联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值.
知识框架
核心素养
典例精讲
过关训练
考题预测
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑

资源预览