1、專題復習-直流電路的分析與計算專題復習-直流電路的分析與計算docin/sundae_mengdocin/sundae_meng1功率為10 W的發光二極管(LED燈)的亮度與功率為60 W的白熾燈相當。根據國家節能戰略，2019年前普通白熾燈應被淘汰。假設每戶家庭有兩只60 W的白熾燈，均用10 W的LED燈替代。估算出全國一年節省的電能最接近 ()A8108 kWh B81010 kWhC81011 kWh D81013 kWh解析：選 因每只白熾燈和發光二極管的功率分別為60 W和10 W，按4億戶家庭，每戶家庭每天亮燈6小時計算，全國一年節省的電能最接近41082(6010)103 k

2、W3656 h8.761010 kWh，則選項B正確，A、C、D錯誤。Bdocin/sundae_meng1功率為10 W的發光二極管(LED燈)的亮度與功率Bdo2當電阻兩端加上某一穩定電壓時，通過該電阻的電荷量為0.3 C，消耗的電能為0.9 J。為在相同時間內使0.6 C的電荷量通過該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是 ()A3 V1.8 J B3 V3.6 JC6 V1.8 J D6 V3.6 J解析：選 由qIt可知，相同時間通過的電荷量為原來的2倍，則電流為原來的2倍。由UIR可知電壓為原來的2倍。由WqU可知原來的電壓為U3 V，故電阻兩端現在所加電壓為6 V，消耗的電能

3、為3.6 J，選項D正確。Ddocin/sundae_meng2當電阻兩端加上某一穩定電壓時，通過該Ddocin/sun圖913. 直流電路如圖91所示，在滑動變阻器的滑片P向右移動時，電源的 ()A總功率一定減小B效率一定增大C內部損耗功率一定減小D輸出功率一定先增大后減小docin/sundae_meng圖913. 直流電路如圖91所示，在滑動變阻器的dociABCdocin/sundae_mengABCdocin/sundae_meng4四川省“十二五”水利發展規劃指出，若按現有供水能力測算，我省供水缺口極大，蓄引提水是目前解決供水問題的重要手段之一。某地要把河水抽高20 m，進入蓄水池

4、，用一臺電動機通過傳功效率為80%的皮帶，帶動效率為60%的離心水泵工作。工作電壓為380 V，此時輸入電動機的電功率為19 kW，電動機的內阻為0.4 。已知水的密度為1103 kg/m3，重力加速度取10 m/s2。求：(1)電動機內阻消耗的熱功率；(2)將蓄水池蓄入864 m3的水需要的時間(不計進、出水口的水流速度)。docin/sundae_meng4四川省“十二五”水利發展規劃指出，若按現docin/su解析：(1)設電動機的電功率為P，則PUI設電動機內阻r上消耗的熱功率為Pr，則PrI2r代入數據解得Pr1103 W(2)設蓄水總質量為M，所用抽水時間為t。已知抽水高度為h，蓄

5、水池容積為V，水的密度為，則MV設質量為M的河水增加的重力勢能為Ep，則EpMgh設電動機的輸出功率為P0，則P0PPr根據能量守恒定律得P0t60%80%Ep代入數據解得t2104 s答案：(1)1103 W(2)2104 sdocin/sundae_meng解析：(1)設電動機的電功率為P，則答案：(1)1103 由以上高考試題可以看出，本專題的高頻考點主要集中在電能、電功率的有關計算、閉合電路的動態分析、電路的實際應用等方面，難度適中，另外與本專題有關的電學實驗是每年高考必考的內容，復習時應理清各個基本概念，熟記各公式及其適用條件。docin/sundae_meng 由以上高考試題可以看

6、出，本專題的高頻考點主要docin/sundae_mengdocin/sundae_mengdocin/sundae_mengdocin/sundae_meng 例1有一個直流電動機，把它接入0.2 V電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是0.4 A；若把電動機接入2.0 V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1.0 A。求電動機正常工作時的輸出功率多大？如果在電動機正常工作時，轉子突然被卡住，電動機的發熱功率是多大？ 解析當電動機轉子不轉時，電動機無機械能輸出，故電能全部轉化成內能，相當于純電阻電路，歐姆定律成立。當電動機轉動時，一部分電能轉化成機械能輸出，但因線圈有電阻，故又

7、在線圈上產生內能，輸入的電功率P電P熱P機。docin/sundae_meng 例1有一個直流電動機，把它接入0.2 答案1.5 W8 Wdocin/sundae_meng答案1.5 W8 Wdocin/sundae_men (1)涉及含電動機的直流電路中電學量和能量轉化的問題，應注意歐姆定律適用的范圍及電動機中能量的分配。 (2)含有電動機的電路中，若電動機處于工作狀態，則電路為非純電阻電路，若電動機被卡住，則電路為純電阻電路。docin/sundae_meng (1)涉及含電動機的直流電路中電學量和能量轉1. 如圖92所示為汽車蓄電池與車燈(電阻不變)、啟動電動機組成的電路，蓄電池內阻為0

8、.05 。電流表和電壓表均為理想電表，只接通S1時，電流表示數為10 A，電壓表示數為12 V；再接通S2，啟動電動機工作時，電流表示數變為8 A，則此時通過啟動電動機的電流是 ()A2 A B8 AC50 A D58 A圖92docin/sundae_meng1. 如圖92所示為汽車蓄電池與車燈(電圖92docCdocin/sundae_mengCdocin/sundae_meng 例2(2019北京高考)如圖93所示電路，電源內阻不可忽略。開關S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中 ()圖93docin/sundae_meng 例2(2019北京高考)如圖93所A電壓表與電流表的示

9、數都減小B電壓表與電流表的示數都增大C電壓表的示數增大，電流表的示數減小D電壓表的示數減小，電流表的示數增大解析滑動變阻器R0的滑片向下滑動，R0接入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，總電流變大，電源的內電壓變大，外電壓變小，電壓表的示數變小，R1兩端的電壓變大，R2兩端的電壓變小，電流表的示數變小，A項正確。答案Adocin/sundae_mengA電壓表與電流表的示數都減小docin/sundae_medocin/sundae_mengdocin/sundae_meng(2)極限法：即因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。(3)特殊值法：對于某些電路

10、問題，可以采取代入特殊值法判定，從而得出結論。(4)結論法：“串反”“并同”即某一電阻阻值變化，則與該電阻相串聯的用電器，兩端電壓、通過的電流、消耗的功率都將與該電阻阻值變化情況相反；與該電阻相并聯的用電器，兩端電壓、通過的電流、消耗的功率都將與該電阻阻值變化情況相同。docin/sundae_meng(2)極限法：即因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻圖94docin/sundae_meng圖94docin/sundae_meng解析：選 當S斷開時，外電阻變大，總電流I變小，路端電壓U外變大，所以電壓表的示數變大；總電流變小，電阻R1上的電壓U1減小，而路端電壓變大，則電阻R3上的

11、電壓變大，所以電流表的示數變大。所以B項正確。Bdocin/sundae_meng解析：選 當S斷開時，外電阻變大，總電流I變小，路端 例3在如圖95所示的電路中，R1、R2、R3均為可變電阻。當開關S閉合后，兩平行金屬板M、N中有一帶電液滴正好處于靜止狀態。為使帶電液滴向上加速運動，可采取的措施是 ()圖95docin/sundae_meng 例3在如圖95所示的電路中，R1、RA增大R1的阻值B減小R2的阻值C減小R3的阻值 D增大M、N間距答案Bdocin/sundae_mengA增大R1的阻值B減小R2的阻值答案Bd含容電路問題的分析方法(1)電容器在直流電路中，相當于一個阻值無限大(

12、只考慮電容器是理想的不漏電的情況)的電阻，在電容器處電路可視為斷路，分析時可以等效于拆去電容器，從而簡化電路；簡化后若求電容器所帶電荷量，可接在相應的位置上。(2)電路穩定后，電容器兩極的電壓等于與它并聯電路的電壓值。(3)當電容器與電阻串聯時，電阻兩端不分電壓。docin/sundae_meng含容電路問題的分析方法docin/sundae_meng(4)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；如果兩端電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電。(5)電容器帶電荷量或帶電荷量變化的求解方法：電容器所帶電荷量用QCU計算，電容器所帶電荷量變化用QC

13、U計算。docin/sundae_meng(4)電路中的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充放電。如果3科學家研究發現，磁敏電阻(GMR)的阻值隨所處空間磁場的增強而增大，隨所處空間磁場的減弱而變小，如圖96所示電路中，GMR為一個磁敏電阻，R、R2為滑動變阻器，R1、R3為定值電阻，當開關S1和S2閉合時，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態。則 ()圖96docin/sundae_meng3科學家研究發現，磁敏電阻(GMR)的阻值隨所處空間磁場圖A只調節電阻R，當P1向右端移動時，電阻R1消耗的電功率變大B只調節電阻R，當P1向右端移動時，帶電微粒向下運動C只調節電阻R2，當P2向下端移動時

14、，電阻R1消耗的電功率變大D只調節電阻R2，當P2向下端移動時，帶電微粒向下運動解析：選 P1向右端移動時R接入電路阻值增大，左側電路中電流減小，磁場減弱，此時磁敏電阻(GMR)阻值減小，右側閉合回路中電流增大，由PI2R可得R1消耗的電功率變大，此時R2兩端電壓U2IR變大，帶電微粒所受電場力增大，故帶電微粒將向上運動，所以A正確，B錯誤；P2向下端移動時，R2接入電路阻值不變，電路中電流不變，R1消耗的電功率不變，R2兩端電壓不變，電容器兩端分壓增大，帶電微粒向上運動，故CD錯誤。Adocin/sundae_mengA只調節電阻R，當P1向右端移動時，電阻R1消耗的電功率變直流電路的圖象問

15、題1三種圖象的比較圖象物理意義注意問題反映I跟U的正比關系圖象的斜率表示導體的電阻，斜率越大，電阻越大docin/sundae_meng直流電路的圖象問題圖象物理意義注意問題反映I跟U的正比關系圖圖象物理意義注意問題反映導體的伏安特性，圖象是直線表示導體為線性元件，是曲線表示導體為非線性元件線性元件圖象斜率的倒數為導體的電阻表示電源的輸出特性，縱軸截距為電源電動勢，橫軸截距為短路電流圖象斜率的絕對值表示電源的內阻(注意縱坐標數值在坐標原點是否從零值開始)docin/sundae_meng圖象物理意義注意問題反映導體的伏安特性，圖象是直線表示導體為 2方法技巧 在某段電路的UI圖象中，圖上任意一

16、點的U與I所對應的矩形面積，就是該段電路消耗的功率，如果是電源的UI圖象，則圖上任意一點的U與I所對應的矩形面積，就是電源的輸出功率，通過圖象的面積變化，可以分析功率的變化情況。docin/sundae_meng 2方法技巧docin/sundae_men 例1某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系上，如圖97中的a、b、c所示，根據圖線可知 ()圖97docin/sundae_meng 例1某同學將一直流電源的總功率PE、輸A反映Pr變化的圖線是bB電源電動勢為8 VC電源內阻為1 D當電流為0.5 A時，外電路的電阻為6 解析

17、由題意可知PrI2r，變化曲線應該是c，且由圖象可求得電源內阻r2 ，選項A，C錯誤；由PEEI，可求得電源電動勢E4 V，選項B錯誤；由圖象及閉合電路歐姆定律EIRIr可知，當電流為0.5 A時外電路的電阻為6 ，選項D正確。故選D。答案Ddocin/sundae_mengA反映Pr變化的圖線是bdocin/sundae_meng解決圖象問題應注意(1)明確圖象的研究對象。根據題目反映的物理規律確定各物理量之間的關系。(2)識別圖象中橫坐標、縱坐標所代表的物理量及物理意義，明確圖象的截距、斜率、圖象交點、峰值、“面積”等的物理意義。(3)對圖象進行分析、比較、判斷，找出規律得出結論。doci

18、n/sundae_meng解決圖象問題應注意docin/sundae_meng 例2如圖98所示是某直流電路中電壓隨電流變化的圖象，其中a、b分別表示路端電壓、負載電阻上電壓隨電流變化的情況，下列說法中正確的是 () A陰影部分的面積表示電源的輸出功率 B陰影部分的面積表示電源的內阻上消耗的功率 C當時，電源的總功率最大，效率最高 D當時，電源的效率小于50%圖98docin/sundae_meng 例2如圖98所示是某直流電路中電圖9解析由閉合電路歐姆定律、UI圖象特點及電源輸出功率P出UI可知陰影部分面積表示該負載電阻消耗的功率，即電源的輸出功率，A對B錯；當時，電源的內阻等于負載電阻，此時電源的效率為50%，輸出功率最大，總功率PEI不是最大，C、D錯。答案Adocin/sundae_meng解析由閉合電路歐姆定律、UI圖象特點及電源輸出功率P 高考中涉及電流部分的圖象主要有：路端電壓與電流關系圖、導體的伏安特性曲線圖、電源的輸出功率與電流關系圖、電源的總功率與電流關系圖。求解時一定要注意閉合電路的UI圖線和電阻的UI圖線所表征的物理意義不同，前者描述的對象是電源，后者描