高中物理专题复习-电路

专题复习------电路本专题是高中物理的主干知识之一，是历年高考的热点内容。

涉及到电流、电阻、电动势、电功、电功率、交变电流的“四值”等基本概念，涉及到欧姆定律、闭合电路的欧姆定律、电阻定律、焦耳定律以及串并联电路的性质等基本规律，涉及到电路结构分析、电路的动态分析、电路故障分析、含容电路分析、含理想变压器的动态分析等技巧。

命题题材广泛，一般以选择题形式命题。

一、恒定电流1、 电路的动态分析：当电路中开关的开闭、滑动变阻器滑片的移动、热敏（光敏、压敏、磁敏等）电阻阻值变化或者某处出现故障，都会引起电路中的电流、电压发生变化，可谓“牵一发而动全身”。

分析一个闭合电路，我们既要弄清楚外电路的串、并联结构，还要确定电流表、电压表测量的对象。

当外电路中的某处发生变化时，我们首先要知道这一变化对总电阻的影响，无论是串联还是并联，只要其中一个电阻增大（减小），总电阻就增大（减小）。

再根据闭合电路的欧姆定律r R E I +=干来判断干路电流的增减，根据r 干I E U -=,确定路端电压的增减，最后根据串并联的电路特点、欧姆定律和有关物理公式判断电表示数的变化、灯泡亮度的变化以及其他物理量的变化。

例1、如图1所示的电路，a 、b 、c 为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内阻，两电表均为理想电表，当变阻器R 的滑动触头P 向上移动时，下列判断中正确的是( )．，A ．A 、V 两表示数都变大B ．A 表示数增大，V 表示数减小C ．三个灯泡都变亮D ．a 、b 两灯变亮，c 灯变暗解法：电路结构分析：干路元件有电源、电流表、A 灯泡，并联部分有两条支路，一条由b 灯泡和滑动变阻器串联，一条只有灯泡c ；电流表测干路电流，电压表测路端电压。

动态分析：在变阻器R 的滑动触头P 向上移动的过程中，R 连入电路的阻值逐渐变小，导致负载的总电阻R 外减小，由rR E I +=外干可得，干路上的电流增大，即A 表示数增大，由r 干I E U -=可得，路端电压减小，即V 表示数减小，选项A 错误，选项B 正确；由)a R r I E U +-=（干并可得，U c 变小，根据欧姆定律可得I c 变小，由c c c I U P =可知，c 灯VA图1变暗，由a a R I P 2干=可知，a 灯变亮，又c b I I I -干=，b b b R I P 2=，b 灯变亮，选项C 错误，选项D 正确。

答案：BC2、含容电路的动态分析：电容器有隔直流的作用，在恒定电流的电路中，含电容器的支路相当于开路，电容器两端的电压与跟它并联的电阻或者灯泡两端的电压相等。

因此，在分析含容电路的动态变化时，可以先不考虑该支路，进行电路简化。

2、在如图2所示的电路中，R 1、R 2、R 3均为可变电阻。

当开关S 闭合后，两平行金属板M 、N 中有一带电液滴正好处于静止状态。

为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是（ ）A ．增大R 1的阻值B ．减小R 2的阻值C ．减小R 3的阻值D ．增大M 、N 间距解法：R 1与平行板电容器串联，此支路可看成开路，原电路可简化成如图3所示。

无论R 1阻值变大还是变小，电流稳定后，该支路电流为0，R 1两端电压为0，电容器两极板间的电压都等于R 3两端电压，选项A 错误；当R 2阻值减小时，外电路的总电阻变小，干路电流变大，R 3的分压变大，电容器两极板间的电压变大，带电油滴受到的电场力变大，油滴向上运动，选项B 正确；当R 3的阻值减小时，外电路的总电阻减小，干路电流增大，内电压和R 2的分压变大，R 3两端的电压变小，带电油滴受到的电场力变小，油滴向下运动，选项C 错误；当增大极板间的距离时，电流稳定后对电路没有影响，电容器两端的电压不变，由dU E 3=可知，电场强度变小，带电油滴受到的电场力变小，油滴向下运动，选项D 错误。

答案：B3、 电源的几个功率和效率：电源消耗的总功率：EI P =总电源内部消耗的功率：rI P 2=内 电源的输出功率（负载消耗的功率）：UI P =出 电源的最大输出功率（负载消耗的最大功率）：rE P m 42=，此时R ＝r 电源的效率：外外外外干外干总外（R r r R R r R I R I P P +=+=+==11)22η 例3、直流电路如图4所示，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的( )图2 图3A ．总功率一定减小B ．效率一定增大C ．内部损耗功率一定减小D ．输出功率一定先增大后减小解法：滑片P 向右移动时外电路电阻R 外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P 总＝EI 可得P 总减小，故选项A 正确；根据外外外外干外干总外（R r r R R r R I R I P P +=+=+==11)22η可知，选项B 正确；由P 损＝I 2r 可知，选项C 正确；由P 输－R 外图象(如图5)，因不知道R 外的初始值与r 的关系，所以无法判断P 输的变化情况，选项D 错误。

答案：ABC二、交变电流1、描述正弦交变流电的物理量（1）、正弦交变流电的“四值”：最大值ωNBS E m =-----计算电容器的耐压值瞬时表达式t E e m ωsin =-----计算线圈在某一时刻受到的安培力有效值m E E 22=------计算与能量和热量有关的物理量和电表的示数 平均值tN E ∆∆Φ=------计算某段时间内通过导体横截面的电荷量 （2）、正弦交变流电变化的快慢：频率πω2=f 周期ωπ2=T 例4、如图6所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10:1，原线圈输入交变电压t u π50sin 100=（V ），在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R ，电容器并联在电阻R 两端，电阻阻值R=5Ω，关于电路分析，下列说法中正确的是（ ）A ．电流表示数是2A图4图5B ．电流表示数大于2AC ．电阻R 消耗的电功率为10wD ．电容器的耐压值至少是10V解法：由t u π50sin 100=（V ）可知：原线圈两端电压的最大值U 1m =100V ，根据m U U 22=和2121n n U U =可得，副线圈两端电压的有效值为252=U V ，通过电阻R 的电流为 22==RU I A ，电容器中也有电流通过，电流表在干路上，其示数为干路电流的有效值，是通过电阻和电容器的电流之和，选项A 错误，选项B 正确；计算功率用有效值，所以电阻消耗的功率102==R I P w ，选项C 正确；电容器的耐压值是指加在电容器两端电压的最大值10222==U U m V ，选项D 正确。

答案：BCD2、含变压器的动态分析：在含变压器的电路中，我们首先要根据题意确定不变量，再利用原副线圈的电流、电压和电功率之间的制约关系进行动态分析。

引起变压器动态变化有两类情况：一类是负载电阻不变，原、副线圈的电压U 1、U 2，电流I 1、I 2，功率P 1、P 2随匝数比的变化而变化；另一类是匝数比不变，上述各量随负载电阻的变化而变化．其制约关系是：例5、如图7甲所示为一家用台灯内部电路简图，其中R 为保护电阻，L 为灯泡，自耦变压器左端所加正弦交流电电压随时间变化的关系图象如图7乙所示．下列叙述正确的是( )．A ．滑片P 向上滑动过程中，灯泡亮度逐渐增大B ．滑片P 向上滑动过程中，由于原、副线圈中的电流与它们的匝数成反比，所以原线圈中电流减小C ．变压器左端所加交流电的有效值为220 V图6D ．滑片处于线圈中点位置时，灯泡获得的交流电压的周期为0.01 s解法：由图7乙可知所加正弦交流电的峰值为V 311=m U ，周期为s 02.0T =,根据m U U 22=可知选项C 正确；变压器不能改变交流电的周期，所以选项D 错误；在滑片P 向上滑动过程中，副线圈的匝数n 2增大，根据2121n n U U =可知，在U 1、n 1不变时，U 2增大，由可知LR R U I +=22副线圈中的电流I 2增大，由L R I P 222=可知灯泡的实际功率逐渐增大，所以灯泡的亮度逐渐增大，选项A 正确；由1221n n I I =可知，在n 1不变，I 2和n 2都增大时I 1增大，或者由P 1=P 2可知，原线圈中的功率随副线圈中的功率增大而增大，在电源电压不变时，原线圈中的电流增大，选项B 错误。

答案：AC三、针对训练题：1、已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大。

为了探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图8所示的电路，电源的电动势E 和内阻r 不变，在没有磁场时调节变阻器R 使灯泡L 正常发光，若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则（ ）A ．灯泡L 变亮B ．灯泡L 变暗C ．电流表的示数减小D ．电流表的示数增大2、如图9甲所示电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。

图9乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况。

以下说法正确的是( )AL 磁敏电阻 S图8 R图7甲 图7乙A 、图线a 、b 、c 分别表示的是电压表V 1、V 2、V 3的示数随电流表示数变化的情况B 、电源的输出功率增大C 、此过程中电压表V 2示数的变化量ΔU 2和电流表示数变化量ΔI 的比值不变D 、此过程中电压表V 3示数U 3和电流表示数I 的比值U 3/I 不变3、如图10所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯泡L 能发光. 要使灯泡变亮,可以采取的方法有（ ）A ．向下滑动PB ．增大交流电源的电压C ．增大交流电源的频率D ．减小电容器C 的电容4、用220V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V ，通过负载的电流图象如图11所示，则( )A ．变压器输入功率约为3.9wB ．输出电压的最大值是110VC ．变压器原、副线圈匝数比是1:2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin (100πt ＋π2)A 5、如图12所示，T 为理想变压器，A 1、A 2为理想交流电流表，V 1、V 2为理想交流电压表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为光敏电阻，原线圈两端接恒压正弦交流电源，当光照增强时( )A ．电压表V 1示数变小B ．电压表V 2示数变大C ．电流表A 1示数变大D ．电流表A 2示数变大图10图12图11图9甲图9乙四、训练答案1、AC ．解析：探测装置从无磁场区进入强磁场区，磁敏电阻的阻值增大，外电路的总电阻增大，干路电流减小，A 表示数减小，选项C 正确，选项D 错误；由r 干I E U -=可得灯泡两端的电压增大，灯泡变亮，选项A 正确，选项B 错误。