專題十二直流電路的分析與計(jì)算教學(xué)案

1、優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載專題 直流電路的分析與計(jì)算【專題解讀】1 1.部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律(1)(1) 部分電路歐姆定律內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻 成反比.全電路歐姆定律：閉合電路的電流，跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比， 跟整個(gè)電路的電阻成反比.(3(3)伏安特性曲線(U-IU-I 圖象或 I I U U 圖象)1若電阻的電壓與電阻成線性比例關(guān)系，則伏安特性曲線中為一直線， 直線的斜率或斜 率的倒數(shù)表示電阻的大小.若電阻的電壓與電流成非線性關(guān)系，貝y伏安特性曲線中為曲線， 某個(gè)狀態(tài)下的電阻值 該狀態(tài)下的電壓與電流之比，曲線的斜率只能用于定性分析電阻的大小關(guān)系.兩種圖象的比

2、較:A A 為部分電路的 U UI I 圖象，B B 為全電路的 U U I I 圖象.直線 A A 的斜率表示電阻的大小，B B 的斜率則表示電源內(nèi) 阻的大小兩直線相交點(diǎn)，則表示把該電阻接入該電源形成 閉合電路時(shí)對(duì)應(yīng)的 U UI I 圖象.(4(4)歐姆定律的應(yīng)用范圍:1純電阻電路(不包含電動(dòng)機(jī)、電解槽等)2金屬導(dǎo)電或電解液導(dǎo)電(氣體導(dǎo)電不適用)2 2電功與電熱，電功率與熱功率(1(1)純電阻電路:電功與電熱：W=Q=W=Q= PtPt =Ult=Ult =|=|2 2Rt=LtRt=LtR R2(2)(2) 非純電阻電路:電功與電熱： W=UltW=Ult ,Q=l2Rt電功率與熱功率：P

3、=UIP=UI , PP = = I I2R R .(3)(3) 用電器接入電路時(shí)的約定表達(dá)式：11二R+r電功率與熱功率： p=p=up=p=u I I=I2R=UR R優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載純電阻用電器若無(wú)特別說(shuō)明，則認(rèn)為電阻恒定;2若用電器的實(shí)際功率超過(guò)額定功率，則認(rèn)為用電器將損壞(斷路)3若用電器沒(méi)注明額定值，則認(rèn)為可以安全使用.3 3.功率與效率(1(1)功率:1額定功率與實(shí)際功率:(2(2)效率當(dāng) R=rR=r 時(shí)，電源有最大輸出功率，但此時(shí)電源的效率為4 4.直流電路分析的基本處理思想:(1(1)電路的簡(jiǎn)化:電路的等效原則:A.A.無(wú)電流的支路可省去;B.B.電勢(shì)相等的點(diǎn)可合并;C.C

4、.理想電壓表認(rèn)為斷路，理想電流表則視為短路;D.D.恒定電流電路中，電容器可作斷路處理;E E 電路中的接地點(diǎn)處理：若只有一處接地，則該處的電勢(shì)為零，可能影響其他各地的電勢(shì)高低，但電路結(jié)構(gòu)不變；若同時(shí)有兩處接地，則影響電勢(shì)的同時(shí)， 對(duì)電路結(jié)構(gòu)也將產(chǎn)生 影響，此時(shí)可視為兩接點(diǎn)地為同一點(diǎn).電路的簡(jiǎn)化方法:A.A.電流分支法先將各節(jié)點(diǎn)標(biāo)上字母，判定各支路元件的電流方向，按電流方向，自左向右將各元件、 節(jié)點(diǎn)、分支逐一畫出，再加式整理即可.B.B.等勢(shì)點(diǎn)排列法2總功率與有用功率:P總=EI,P有用=UI非純電阻電路的功率:卩總=P右+P其它P P出與外電阻 R R 的圖象關(guān)系如圖.優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載標(biāo)出節(jié)

5、點(diǎn)字母，判斷出各節(jié)瞇電勢(shì)的高低，將各節(jié)點(diǎn)按電勢(shì)高低自左向右排列，再判斷各節(jié)點(diǎn)間的支路，然后加工整理即可.(2(2)直流電路的動(dòng)態(tài)分析引起電路特性發(fā)生變化主要有三種情況:A A.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片位置的改變，使電路的電阻發(fā)生變化;B B.電鍵的閉合、斷開或換向(雙擲電鍵)使電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化;C.C.非理想電表的接入使電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化.進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的常見思路是：由部分電阻變化推斷外電路總電阻(R R外)的變化，再由全電路歐姆定律 I I總討論干路電流 I I總的變化，最后再根據(jù)具體情況分別確定各元R R外+ +r r件上其他量的變化情況.分析方法A A.程序法基本思路是 部分7整體7部分”即從阻值

6、變化的的入手，由串并聯(lián)規(guī)律判知R R總的變化情況再由歐姆定律判知 I I總和 U U端的變化情況最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判知各部分的變化情況.B B.結(jié)論法-并同串反”并同”是指某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小.串反”是指某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；某一電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率將增大.C.C.特殊值法與極限法即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑動(dòng)端分

7、別滑至兩個(gè)極端去討論一般用于滑動(dòng)變阻器兩部分在電路中都有電流時(shí)的討論.(3(3)非線性電路的分析與求解、非理想電表的處理.非線性電路的分析與求解A A.非線性電路包括含二極管電路和白熾電燈電路，由于這類元件的伏安特性不再是線性的，所以求解這類問(wèn)題難度更大.近幾年已成為高考的熱點(diǎn).優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載B.B.基本處理方法：應(yīng)用伏安特性曲線中各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓值與電流值求解電阻的電阻值, 同時(shí)注意圖線交點(diǎn)及截距等對(duì)應(yīng)的物理含義.非理想電表的處理.A.A.非理想電壓表.由于電壓表內(nèi)阻不可能無(wú)限大，因此測(cè)得的電壓總比被測(cè)電路兩端 的實(shí)際電壓小，表的內(nèi)阻越大，表的示數(shù)越接近于實(shí)際電壓值可把電壓表

8、視為一電阻，電 壓表測(cè)得的電壓實(shí)際上是被測(cè)電路與電壓表并聯(lián)后兩端的電壓，利用上述特點(diǎn)列式分析求 解.B.B.非理想電流表因?yàn)橛秒娏鞅頊y(cè)得的電流，實(shí)質(zhì)上是被測(cè)量的支路（或干路）串聯(lián) 一個(gè)電阻（即電流表內(nèi)阻）后的電流，所以電流表內(nèi)阻越小，表的示數(shù)越接近于真實(shí)值同 理可把非理想電流表視為一電阻進(jìn)行分析求解.（4 4）故障電路的分析與判斷.故障現(xiàn)象及現(xiàn)象:A A.電路故障一般有兩種情況：即短路和斷路.B B.當(dāng)電路出現(xiàn)短路時(shí)，主要有以下的現(xiàn)象:a a.電路中仍有電流;b b 被短路的電器不工作;C.C.與之串聯(lián)的電器工作電流增大;d d 被短路部分電壓為零.當(dāng)電路出現(xiàn)斷路時(shí)，主要有以下的現(xiàn)象:a a.

9、被斷路部分無(wú)電流;b b 被斷路部分有電壓（如果電路較簡(jiǎn)單一般此電壓會(huì)等于電源的輸出電壓）電路故障測(cè)試方法電流表串接在電路中表現(xiàn)為示數(shù)較大或超出量程.若電路斷路，由于電流 1=01=0,所以當(dāng)電阻 R R 為有限值時(shí)U=RU=R 得 U=0U=0,所以根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，得到斷開處的電壓時(shí)電表有示數(shù).被短路處.由于R RT0,則有 U=IRU=IR 得 U U70,即當(dāng)電壓表并聯(lián)在被短接的兩端時(shí)電表無(wú)示數(shù).A A.測(cè)試故障類型電流表法若電路斷路，電流表串接在該支路中時(shí)表現(xiàn)為：示數(shù)為“0 0 或幾乎為“ 0 0”若電路短路,B B.測(cè)試故障所在電壓表法（即不是斷開處），根據(jù)歐姆定律U UMQ即當(dāng)

10、電壓表并聯(lián)在斷開處優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載C.C.在日常生活中還有一種常用的測(cè)電壓的方法：用測(cè)電筆測(cè)試一導(dǎo)線，若氖管發(fā)光則 有電壓（火線），若氖管不發(fā)光則無(wú)電壓.（5 5）穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)阻容電路的分析與計(jì)算.分析計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)應(yīng)注意:A.A.電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無(wú)電流通過(guò)，在此支路的電阻沒(méi)有電壓降，因此 電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓;B.B.電路中的電流、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)與它并聯(lián)的電路放電.求解的基本方法:A.A.在分析電路的特點(diǎn)時(shí)，把電容器支路看成斷路即去掉該支路.B.B.凡是與電容

11、器串聯(lián)的電阻均用導(dǎo)線代替因?yàn)殡娮枧c電容器的阻值比較忽略不計(jì).C.C.電容器兩端的電勢(shì)差與并聯(lián)的電阻兩端的電壓相等.D.D.對(duì)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是分析清楚帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況, 還要善于挖掘題目中隱含條件，由功能關(guān)系求解.（6 6）實(shí)際生活中的電路問(wèn)題分析題型特點(diǎn)：以人們?nèi)粘Ｉ钪兴玫降碾娐分R(shí)為背景, 電器立意命題設(shè)置物理問(wèn)題.求解的基本方法：把生活中的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為常見的物理模型,【深化整合】動(dòng)態(tài)電路的分析方法:1 1、程序法:閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會(huì)影響整個(gè)電路，使總電路和每一部分 的電流、電壓都發(fā)生變化。討論依據(jù)是：閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律

12、、串聯(lián)電路 的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系。（1）對(duì)于電路的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題，按局部7全局7局部的邏輯思維進(jìn)行分析推理.一般步驟:或以現(xiàn)實(shí)生活中使用的家用應(yīng)用相關(guān)的電路知識(shí)求解.確定電路的外電阻，外電阻R外如何變化;I總根據(jù)閉合電路歐姆定律ER外總+r，確定電路的總電流如何變化;優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載3由U內(nèi)=I內(nèi)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;l ll一疋減小。2 2、直觀法：直接運(yùn)用總結(jié)規(guī)律任一個(gè) R R 增必引起通過(guò)該電阻的電流減小，其兩端電壓3任一個(gè) R R 增必引起與之并聯(lián)支路電流 I I 增加；與之串聯(lián)支路電壓 U U 減?。ǚQ串反并同

13、法）3 3、極端法：即因變阻器滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè) 端點(diǎn)去討論. .I設(shè) R Ri增大，總電阻一定增大；由R+rI I 一定減小;由 U=E-lrU=E-lr, U U 一定增大；因此 U U4、U U 定增大；由 1 13= = 1-11-14，b b、U U3一定減?。挥蒛 U2=U-U=U-U3,U U2、b b 一定增大；由 I Il= = l l3-I-I2，總電路上 R R 增大時(shí)總電流 I I 減小，路端電壓U U 增大;UR增加;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;優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載二、S流電路的圖象問(wèn)題血就迫路中仃閥種常虹

14、圖 d 怙咯片庫(kù)怕伏/件 仙線.匕川冷電!|$屮路靖電壓 U U 射 I I :咯電 S S 門的 R R家圖 找現(xiàn) IIII：較呱卜.i/.i/. J J J J聯(lián)系H H AIAI 附蚩 H Hk叭該電汛 J J mimi 曲組成 冋堵河電路的總電話 i i 和路闕1.1. （20102010 新課標(biāo)全國(guó)卷）電源的效率 n n 定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)圖線如圖所示，圖中為干路電流，a a、b b 為圖線上的兩點(diǎn)，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為n na a、n nb b。由圖可知 n na a、物理恵；義 AHiAHi 伺 I I 上

15、的電 IkIkjj 詭過(guò)電陽(yáng)的咆盒啞低比映導(dǎo)休!BIHBIH 牯電 i i 忒的性質(zhì)電用馳電就的塔血減小我腴 聞介電路山略端 也爪 LjLj 電瀧的 t tIlIl K K 如丿爪與庫(kù)電陽(yáng)山廠E“知斜r絕J fjt丘小迫IKIKd dU U 為路端電壓，I I優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載的值分別為CJZVCJZV優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載阻值均為 3 30 0 的電阻連接成電路，測(cè)得路端電壓為4.8V4.8V。則該電路可能為4 4、（20092009 天津）為探究小燈泡 L L 的伏安特性，連好圖示的電路應(yīng)閉合開關(guān)，通過(guò)移動(dòng) 變阻器的滑片，使小燈泡中的電源由零開始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光。由電流表和電壓表得到的

16、多組讀數(shù)描給出的U-IU-I 圖象應(yīng)是A.A. X X1的功率減小，L Li的功率增大。B.B. X X1的功率增大，L Li的功率增大31A.A.、一441B.B.- -321121C.C. 、一 D.D.、一322332.2. ( 2010.2010.上海). .在右圖的閉合電路中，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，兩電表讀數(shù)的變化是V變大（B）e變小，V變大（C C）A變大,（D D）A A 變小，V V 變小3 3. (20092009 全國(guó)2 2）圖為測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)得到的U-IU-I圖線。用此電源與三個(gè)【考點(diǎn)定位】考查小燈泡的伏安特性曲線5.5.（20092009 重慶）某實(shí)物投影機(jī)有1

17、010 個(gè)相同的強(qiáng)光燈L L1L L1o(24V/200W)(24V/200W)和 1010 個(gè)相同的指示燈 X X1X X10（220V/2W220V/2W）, ,將其連接在 220V220V 交流電源上,電路見題 1818 圖，若工作一段時(shí)間后，L L2燈絲燒斷，則,優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載C,C, X X2功率增大，其它指示燈的功率減小D.D. X X2功率減小，其它指示燈的功率增大6.6. （20092009 海南）一平行板電容器兩極板間距為d極板面積為S,電容為E0S/dS/d，其中g(shù)o是常量。對(duì)此電容器充電后斷開電源。當(dāng)增加兩板間距時(shí)，電容器極板間內(nèi)阻壓降減小，路端電壓變大。3.3.內(nèi)電阻

18、為口.5 5 門電于路端電壓為 UM.UM.拠 M M 電壓為 U U 內(nèi)=1=1，由歐姐定徉可知電弼豔知工旅小夕曲阻為左蘭“口，B B 中接法忌電悶芮 2 2CbCb故B項(xiàng)正礙.【耄點(diǎn)定也】考查岡合電路歐姆宦律4.C4.C【解析】燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，隨電流的增大，溫度會(huì)升高，故電阻隨電流而增大，故 C C 項(xiàng)正確。A.A.電場(chǎng)強(qiáng)度不變，電勢(shì)差變大B.B.電場(chǎng)強(qiáng)度不變，電勢(shì)差不變C.C.電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電勢(shì)差不變D.D.電場(chǎng)強(qiáng)度減小.電勢(shì)差減小7 7. （20092009 上海）圖示電路中，R= 12120 0,F2=阻，滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“ 20200 0, 2A2A”字樣，理想電壓

19、表的量程有 0-3V0-3V 和 0-15V0-15V 兩檔，理想電流表的量程有0-0.6A0-0.6A 和 0-3A0-3A 兩檔。閉合電鍵 S,S,將滑片 P P 從最左端向右移動(dòng)到某位置時(shí)，電壓表、電流表示數(shù)分別為2.5V2.5V 和0.3A0.3A ;繼續(xù)向右移動(dòng)滑片P P 到另一位置，電壓表指針指在滿偏的1/31/3，電流表指針指在滿偏的 1/41/4 , 則此時(shí)電流表示數(shù)為.A.A,該電源的電動(dòng)勢(shì)為V V。1.1.【解析】選 D D,電源效率 n n =UE=UE , E E為電源的總電壓（即電動(dòng)勢(shì)），根據(jù)圖象可知2U Ua= = E E3,U Ub=E=E，所以選項(xiàng) D D 正確。3 32.