《电路分析与计算》word版

1、专题七 电路分析与计算高考形势分析及历年部分省市高考试题分布：本专题是高考的热点，历年都有高考试题，本专题的高考热点是部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律，串并联电路和实验题，以及电路在电磁感应和交流电中的应用，万用表的使用多次成为高考的热点，掌握各种仪表的操作规程和使用方法是高考考查的重点。对于选择题，通过某一新颖的物理情景，考查考生的理解能力和逻辑推理能力；对于填空题，多是通过对电路的分析和计算，对电压、电流、电阻等物理量的测量，来考查考生的分析综合能力和不太复杂的运算能力；对于实验题，通过对教材能容的翻新设疑，考查考生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力，特别是电阻的测定，题目虽然新颖独特，

2、但原理均来源于课本的加工和深化，它是一种高层次能力的考核，真正的题在书外而理在书中，它将实验考查推向了更新的高度。对于电磁感应中的闭合回路问题：电磁感应过程中要产生感应电流，从而使产生感应电动势的导体受到磁场力作用，继而影响其切割磁感线的加速度和速度，而速度的变化又影响导体中产生的感应电动势和感应电流，于是就形成了一个复杂的动态循环过程，且在这一复杂的动态循环过程中，要涉及闭合电路中各用电器的消耗功率的变化，存在多种形式能量的转化。对此类问题的处理，既要弄清楚变化的物理过程中各物理量的相互依存又相互制约的关系，又要弄清楚变化的物理过程中参与转化的能量种类及能量转化的方向。这对提高学生综合分析问

3、题的能力，养成对物理过程和物理情景分析的习惯，是大有帮助的。因此，此类问题历来备受高考命题人关注。在近几年的高考中，涉及此类问题的题目中，既有难度中等的选择题，也有难度中等偏上的计算题，特别在倡导考查学生综合能力的当今高考形势下，此类问题会更加受到青睐。电路分析与计算知识框架：电源的效率：=P出/P总×100%，=R/(r+R)×100%(纯电阻)恒定电流基本概念基本规律电流强度电 压电 阻电动势定义式：I=Q/t微观表达式：I=nSve方向：正电荷定向移动方向定义式：U=W/q计算式：U=IR定义式：R=U/I决定式：R=L/S金属导体电阻率随温度升高而增大，半导体和超导

4、体基本实验表示电源的一种能力，由电源本身性质决定，与外电路无关，电阻定律欧姆定律电功èW=Uq=IUt电功率R=L/S部分电路：I=U/R闭合电路：I=E/(R+r)纯电阻电路：电功=电热，电能转化为内能非纯电阻电路：电功 >电热，电能转化为其他形式能用电器电功率：P=IU，P=I2R=U2/R (对纯电阻电路)电源的总功率：P总=IE电源的输出功率：P出=IU (U路端电压)电源损失功率或内耗功率：P损=I2r (r电源内阻)描绘小灯泡的伏安特性曲线测金属丝的电阻率测量电源电动势和内阻把电流表改装成电压表用多用表探测黑箱内的电学元件基本应用电表改装电路故障的判断含容电路的计算

5、闭合电路中的动态分析一、考点回顾1理解欧姆定律、电阻和电阻定律2理解电阻的串、并联及其应用；电功、电功率、电热（Q）3掌握电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律；路端电压。4掌握电流、电压和电阻的测量；电表的使用。5理解通常的直流电源、感应电源、以及各种电源对应的电路分析（交流电路、电磁感应中的电路）6理解含容电路与交流电路的分析和计算；能力层级II7电路和元件的选择二、电路分析与计算知识点1电流（1）定义：电荷的定向移动形成电流。（2）电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。在外电路中电流由高电势点流向低电势点，在电源的内部电流由低电势点流向高电势点（由负极流向正极）。（3）电流

6、强度：定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值，I=q/t 。在国际单位制中电流的单位是安.1mA=10-3A，1A=10-6A。 电流强度的定义式中，如果是正、负离子同时定向移动，q应为正负离子的电荷量和。 2电阻（1）定义：导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻。 （2）定义式：R=U/I，单位: （3）电阻是导体本身的属性，跟导体两端的电压及通过电流无关。 （4）电阻定律内容：温度不变时，导体的电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比。公式：R=L/S。 适用条件：粗细均匀的导线；浓度均匀的电解液。 （5）电阻率：反映了材料对电流的阻碍作用。 有些材料的

7、电阻率随温度升高而增大（如金属）；有些材料的电阻率随温度升高而减小（如半导体和绝缘体）；有些材料的电阻率几乎不受温度影响（如锰铜和康铜）。 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，而且电阻随温度的增加而减小，这种材料称为半导体，半导体有热敏特性，光敏特性，掺入微量杂质特性。 超导现象：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零，这种现象叫超导现象，处于这种状态的物体叫超导体。 3电功和电热 （1）电功和电功率：W=qU=UIt；P=W/t=UI。电流做功的实质是电场力对电荷做功.电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能.因此电功W=qU=UIt，这是计算电功普遍

8、适用的公式。 单位时间内电流做的功叫电功率，P=W/t=UI，这是计算电功率普遍适用的公式。（2）焦耳定律：Q=I 2 Rt，式中Q表示电流通过导体产生的热量，单位是J.焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的。（3）电功和电热的关系 纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能，在纯电阻电路中电功和电热是相等的。所以有W=Q=UIt=I 2 Rt，U=IR（欧姆定律成立），W=Q=UIt=I 2 Rt= U 2 t/R 非纯电阻电路消耗的电能一部分转化为热能，另一部分转化为其他形式的能.所以有W>Q，UIt>I 2 Rt，U>IR（欧姆定律不成立）。4串并联电路电路 串

9、联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)电阻关系 R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系 I总=I1=I2=I3= I并=I1+I2+I3+电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3=功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+5电动势（1）物理意义：反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量.例如一节干电池的电动势E=15V，物理意义是指:电路闭合后，电流通过电源，每通过1C的电荷，干电池就把15J的化学能转化为电能. （2）大小：等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两

10、极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E=U 外 +U 内 . 6闭合电路欧姆定律 （1）内容：闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比，跟闭合电路总电阻成反比。 （2）表达式：I=E/（R+r）。（3）总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律。当R增大时，I变小，又据U=E-Ir知，U变大。当R增大到时，I=0，U=E（断路）。当R减小时，I变大，又据U=E-Ir知，U变小。当R减小到零时，I=E r ，U=0（短路）。 （4）路端电压随电流变化关系图像 U 端 =E-Ir。上式的函数图像是一条向下倾斜的直线。纵坐标轴上的截距等于电动势的大小；横坐标轴上的截距等于短路电流I短;图线

11、的斜率值等于电源内阻的大小。（5）闭合电路中的三个功率 电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率：P 总 =EI。 电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率。对于纯电阻电路，电源的输出功率。 P出 =I2 R=E2R/（R+r）2，当R=r时，电源输出功率最大，最大功率为Pmax=E2/ 4r 电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P内=U内I=I2 r 电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，即 =P出/P总 =IU/IE =U/E . 7电阻的测量（1）原理是欧姆定律。因此只要用电压表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电流，用R=U/

12、I 即可得到阻值。 （2）内、外接的判断方法：若Rx 远远大于RA ，采用内接法；Rx 远远小于RV ，采用外接法。（3）滑动变阻器的两种接法：分压法的优势是电压变化范围大;限流接法的优势在于电路连接简便，附加功率损耗小。当两种接法均能满足实验要求时，一般选限流接法。当负载R L较小、变阻器总阻值较大时（RL的几倍），一般用限流接法。但以下三种情况必须采用分压式接法：要使某部分电路的电压或电流从零开始连接调节，只有分压电路才能满足。 如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流（压）都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流（压），为

13、了保护电表或电阻元件免受损坏，必须要采用分压接法电路。 伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值，采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（压）变化也很小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据。为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（压），应选择变阻器的分压接法。三、经典例题剖析1(天津高考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S，电流为I的电子束。已知电子的电量为e，质量为m，则刚射出加速电场时，一小段长为L的电子束内的电子数为【 】A B

14、 C。 D。解析：根据动能定理可以知道，电子束经过加速电场后的速度为：电子束运行L所需要的时间：t=L /v=由电流定义式I=Q/t=Ne/t可以知道：N=It/e=，所以答案B正确。答案：B点评：此题考查了电流的定义式，由此题可以看出高考并不都是高难度的题，其实大多数都是中等难度以下的试题，对此种题，我们应该对基本概念、基本规律给予重视，抓住基础，从基础出发，对于高考来说还是很有效的，注重基础。2（全国卷I）实验题22题，用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号，把电压信号接入示波器Y输入。（1）当屏幕上出现如图1所示的波形时，应该调节 钮，如果正弦波正负半周均超出了屏幕的范围，应调节 钮

15、或 钮，或这两个组配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内。（2）如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，则将 位置于 位置，然后调节 钮。 图1 图2解析：（1）应该调节竖直位移或 ；衰减或衰减调节，Y增益（2）扫描范围，1k档位，扫描微调。答案：答案见解析点评：此题考查学生对示波器的掌握情况，对于示波器，只要求学生对示波器面板的各个按钮非常的熟悉，掌握各个按钮的功能和具体用法。在具体问题中会进行调节波形x增益和y增益，水平位移和竖直位移等。BAR1R2R3R4E r3（武汉三摸）在如图所示的电路中，由于某一电阻发生断路或短路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是【 】AR1短路 BR2断路

16、 CR3断路 DR4短路解析：由于A串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知道电路中的总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应该为某一电阻断路，排除A、D。若假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必然引起与之并联的灯B中电流变大，使灯B变亮，推理结果和现象相符，故选项B对。若假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路后也必引起与之并联的电路中电流增大，灯B中分得的电流也变大，B灯变亮，故选项C正确。答案：BC点评：此题考查的是电路故障的问题，对于此类问题，应该对电路产生故障的原因有所了解，对断路和短路的特点也要很清楚的知

17、道：（1）断路的特点：电路中发生断路，表现为电路中的电流为零而电源的电压不为零，若外电路中任意两点之间的电压不为零，则这两段之间可能会出现断点，则这两点与电源相连部分无断点。（2）短路的特点：电路发生短路，表现为有电流通过短路电路支路，但该支路两端的电压为零。（3）电路故障检测的方法：电路故障可以用两种方法来检测，第一是仪器检测法，即用电压表检测，按照短路和断路特点就可以判断出故障所在；第二是用假设法，先假定某个元件出现何种故障，通过该元件出现的故障，进行推理，得到结果与现象相符，则假设成立，如果不符，再假设其他元件出现故障，直到找到故障为止。VR1R2R3SS112Er4(天津高考)如图所示

18、的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同，在电键S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则【 】A电压表的示数变大；B电池内部消耗的功率变大；C电阻R2两端的电压变大；D电池的效率变大解析：当开关置于1时电路中的总电阻为：R总1=1.5R+r（令R1=R2=R3=R）电路中的电流为：I1=E/(1.5R+r)电源的输出电压为：U1=1.5R*I1= 1.5R*E/(1.5R+r)此时电源的效率：1=1.5R/(1.5R+r)通过R2的电流等于I1，即IR2=I1当开关置于2时电路中的总电阻为：R总2=2R/3+r电路中的电流为：电源的输出电压为

19、：此时电源的效率：通过R2的电流为：IR2=I2/3比较R总1 与R总2、I1与I2、U1与U2、1与2、IR2与IR2，可以知道，电压表的示数变小，所以A错误，电路中电流变大，电源内部消耗变大，所以B正确，电源的输出效率减小，即D错误，通过比较可以知道，通过R2的电流在减小，R2两端的电压也在减小，所以C错误。答案：B点评：此题考查的时闭合电路的动态分析，但是此题又不同于一般的因电阻变化而引起的动态问题，所以此题不宜用电路中电阻变化推导电流电压变化，要通过计算比较两种情况下的物理量的值的变化情况。5（2006年江苏高考）如下图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R

20、的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流，下列说法中正确的是【 】A保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大I1I1PRabSU1D保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小解析：根据理想变压器的规律，用n1、n2代表原副线圈的匝数，则；P入=P出或I1U1=I2U2若保持P的位置不变及U1不变，S由b切换到a相当于n2变大，就会有U2增大，则R上消耗的功率增大，故A错误；由I=U/R可以知道I2增大，I1也会随之增大，故

21、C正确，同理可以得到B也正确；保持U1不变，S接在b端，U2不变，将P向上滑动，R减小，由I=U/R可知，I2变大，由I1=n2I2/n1，n2/n1不变，I2变大，所以I1增大，故D错误。答案：BC点评：解决此类问题的方法是首先要分清变量和不变量，弄清“谁决定谁”，然后利用直流电路中的动态分析方法即可。6（四川高考）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1，电阻R=15，闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入两板间。若小球带电量为q=1×10-2C，质量为m=2

22、5;10-2kg，不考虑空气阻力。那么滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时电源的输出功率为多mBAv0RPE,rS大？（g取10m/s2）解析：小球进入板间后，受重力和电场力的作用，且到A板时速度为零，设两板间电压为UAB，由动能定理得：所以滑动变阻器两端的电压U滑=UAB=8V。设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律可得：=1A滑动变阻器接入电路的电阻R滑=U滑/I=8电源的输出功率为P出=I2(R+R滑)=23W。答案：8；23W点评：本题由动能定理先求出UAB，在转入闭合电路中求电阻值；熟练掌握闭合电路欧姆定律时解决此类问题的关键，注意电源的输出功率时外电阻消耗的功率

23、，非常重要。7（重庆高考）三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5V、1.5V和2.5V，它们的额定电流都为0.3A。若将它们连接成如图1、图2的电路，且灯泡都正常发光，（1）试求图1电路的总电流和电阻R2消耗的电功率。（2）分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。图1图2E=3Vr=0.5E=V=L1L2L3L1L2L3R2R3R1SS解析：(1)由题意，在图1电路中，电路的总电流I总=IL1+IL2+IL3=0.9AU路=E-I总r=2.25VUR2=U路-UL3=0.05VIR2=I总=0.9A电阻R2消耗的功率为PR2=IR2UR2=0.045W(2)图1中电源提供

24、的电功率P总=I总E=0.9×3W=2.7W图2中电源提供的功率：P总I总E=0.×W=.W由于灯泡正常发光，两电路有用功率相等，而P总> P总所以图2比图1更节能。答案：（1）0.9A；0.045W；（2）2.7W；1.8W，图2更节能。点评：本题考查闭合电路中的电路分析与计算，并比较电路连接方法的优劣，要求能正确分析出各用电器的连接关系，熟练应用闭合电路欧姆定律，并有较强的综合能力，要求在平时复习中足够的重视本部分内容。8（江苏高考）电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同。图为某种电热式电器的简化电路图，主要元件

25、由电阻丝R1、R2和自动开关S。（1）当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？（2）用电器由照明电路供电（U=220V），设加热时用电器的电功率为400W，保温时用电器的电功率为40W，则R1、R2分别为多大？（3）若将图中的自动开关S换成理想的晶体二极管D，如图所示，其他条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能。DR2R1R1R2S解析：(1)S闭合，处于加热状态；S断开，处于保温状态。（2）由功率公式得 由上面两式可得：R1=121, R2=1089,（3）W=P1t/2+P2t/2=0.22kw·h(或7.92×105J)答案：（1）S闭合，处于加热状态；S

26、断开，处于保温状态。（2）R1=121, R2=1089,（3）0.22kw·h(或7.92×105J)点评：此题考查部分电路欧姆定律中电功率的计算，联系生活中的实例设计问题，是物理考试的主流，问题在书外，知识在书中，此类问题只要将书中的知识理解透了，就能轻易地解决问题。9（天津高考）两根光滑的长直金属导轨MN、MN平行置于同一水平面内，导轨间距为L，电阻不计，M、M处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为L，阻值同为R的金属棒ab垂直导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接

27、触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q，求：（1）ab运动的速度大小（2）电容器所带的电荷量q。解析： (1)设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电路为I，ab运动距离s所用时间为t,则有： 由上述方程得：(2)设电容器两极板间的电势差为U，则有：U=IR电容器所带的电量：q=CU解得：答案：（1）；（2）点评：此题考查的是电磁感应和闭合电路欧姆定律的综合试题，这种题可以看作是恒定电流中闭合电路欧姆定律的应用的变形题，电磁感应产生感应电动势，磁感应电动势就相当于恒定电流电路中的电池，这样这个题也就成立恒定电路的含容问题了。10（全国）（l）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示

28、数如图所示，此示数为_mm（2）利用图中给定的器材测量电压表V的内阻Rv图中B 为电源（内阻可忽略不计）, R 为电阻箱，K 为电键。将图中实物连接为测量所用的电路写出实验中必须记录的数据（用符号表示）,并指出各符号的意义：_用中记录的数据表示RV的公式为RV=_ 解析：（1）8116（在8.116± 0.002 范围内）（2）连线如图所示R1R2,它们是电阻箱的两次读数；U1U2,它们是相应的电压表的两次读数答案：见解析点评：对于此题应该注意以下两个个方面：（1）千分尺主尺的横基准线上下每错开0.5毫米刻一个最小分度，其测量范围是0.25毫米，测量时大于0.5毫米的长度由主尺上读出

29、，小于0.5毫米的长度可由动尺上读出。在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出，读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。（2）在实物连线时要简洁，不能出现相交线和未接到接线柱的情况，还要注意电压表电流表的量程的选择，内外接法的选择等。11如图所示，da、cb为相距L的平行导轨(电阻可以忽略不计)，a、b间接有一个固定电阻，阻值为R。长直细金属杆MN可以按任意角架在水平导轨上，并以速度v匀速滑动(平移)，v的方向和da平行杆MN有电阻，每米长的电阻值为R.整个空间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方

30、向垂直纸面(dabc平面)向里。(1)求固定电阻R上消耗的电功率为最大时角的值；(2)求杆MN上消耗的电功率为最大时角的值。解析：如图所示，杆滑动时切割磁感线而产生感应电动势E=BLv，与q角无关。以r表示两导轨间那段杆的电阻，回路中的电流为：(1)电阻R上消耗的电功率为：由于E和R均与q无关，所以r值最小时，PR值达最大。当杆与导轨垂直时两轨道间的杆长最短，r的值最小，所以PR最大时的q值为q=p/2。(2)杆上消耗的电功率为：要求Pr最大，即要求 取最大值，由于显然，r=R时，有极大值。因每米杆长的电阻值为R，r=R即要求两导轨间的杆长为1m，所以有以下两种情况：如果L1m，则q满足下式时

31、r=R 1×sinq=L 所以q=arcsinL如果L1m，则两导轨间那段杆长总是大于1m，即总有rR由于在rR的条件下，上式随r的减小而单调减小，r取最小值时，取最小值，取最大值，所以，Pr取最大值时q值为答案：（1）；（2）q=arcsinL； 点评：此题考查的是电磁感应和闭合电路欧姆定律相结合的综合问题，解题时注意导体棒的有效长度，在此题中导体棒的有效长度与夹角q无关，因为导体棒与磁场垂直，无须在分解了，当外电阻R消耗的功率最大时，却与夹角q有关，讨论的值就能算出R的最大功率，同时也就算出夹角q的值，第二问先求出功率的一般表达式，然后再用数学知识求最大最小值的方法讨论得出结论，

32、在物理的计算中还穿插了数学知识，所以要求学生的数学功底要好。12如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器C两极板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8，R2=2，导轨电阻不计. 磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.当金属棒ab沿导轨向右匀速运动(开关S断开)时，电容器两极板之间质量m=1×10-14kg、带电量Q=-1×10-15C的微粒恰好静止不动；当S闭合时，微粒以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，取g=10m/s2，求：(1)金属棒ab运动的速度多大？电阻多大?(2)S

33、闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大?解析：(1)带电微粒在电容器两极板间静止时，受向上的电场力和向下的重力作用而平衡，则得到：mg=求得电容器两极板间的电压：由于微粒带负电，可知上极板电势高由于S断开，R1上无电流，R2、R3串联部分两端总电压等于U1，电路中的感应电流，即通过R2、R3的电流为：由闭合电路欧姆定律，ab切割磁感线运动产生的感应电动势为E=U1+Ir 其中r为ab金属棒的电阻当闭合S后，带电微粒向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律，有:mg-U2q/d=ma求得S闭合后电容器两极板间的电压：这时电路中的感应电流为I2=U2/R2=0.3/2A=0.15A根据闭合电路欧

34、姆定律有： 将已知量代入求得E=1.2V，r=2W又因E=BLv v=E/(BL)=1.2/(0.4×1)m/s=3m/s即金属棒ab做匀速运动的速度为3m/s，电阻r=2W (2)S闭合后，通过ab的电流I2=0.15A，ab所受安培力F2=BI2L=0.4×1×0.15N=0.06Nab以速度v=3m/s做匀速运动时，所受外力必与安培力F2大小相等、方向相反，即F=0.06N，方向向右(与v同向)，可见外力F的功率为：P=Fv=0.06×3W=0.18W答案：（1）3m/s；r=2W；（2）0.18W点评：此题考查的是电磁感应、闭合电路中的含容电路和

35、带电粒子在平行板电容器中粒子的运动，此类问题的解题思路是先用电磁感应定律求出电路中的感应电动势，作为闭合电路的电源，在根据电路的串并联特点求出电容器两端的电压，根据电压和电场强度的关系，求出带电粒子受到的电场力，比较电场力和重力的大小关系，就知道粒子运动的方向和加速度的方向，这样又要和牛顿运动定律联系上，所以此题的综合性很强，做此类题时一定要保持清醒的头脑，对知识掌握必须牢固，达到真正理解知识才可以。13用均匀导线弯成正方形闭合金属线框abcd，线框每边长80cm，每边的电阻为1把线框放在磁感强度B=0.05T的匀强磁场中，并使它绕轴OO以=100rad/s的角速度匀角速度旋转，旋转方向如图所

36、示，已知轴OO在线框平面内，并且垂直于B，od=3oa, Oc=3 Ob,当线框转至和B平行的瞬间求：（1）每条边产生的感应动势大小；（2）线框内感应电流的大小；（3）e、f分别是ab和cd的中点，ef两点间的电势差。解析：（1）线框转动时，ab边和cd边没有切割磁感线，所以ad=0,bc=0（3）观察fcbe电路答案：(1)ab边电动势为0.008V，cd边电动势为0.024V（2）感应电流大小为0.8A，方向顺时针方向（3）ef间电势差为0点评：没有规矩不能成方圆解决电磁感应的问题其基本解题步骤是：（1）通过多角度的视图，把磁场的空间分布弄清楚（2）在求感应电动势时，弄清是求平均电动势还是

37、瞬时电动势，选择合适的公式解题（3）进行电路计算时要画出等效电路图作电路分析，然后求解V图1014如图10所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材的实物图，器材规格如下（1）待测电阻Rx（约100 ）；（2）直流毫安表（量程0 50 mA，内阻约50 ）；（3）直流电压表（量程0 3 V，内阻约5 k）；（4）直流电源（输出电压6 V，内阻不计）；（5）滑动变阻器（阻值范围0 15 ，允许最大电流1 A）；（6）开关1个，导线若干条根据器材的规格和实验要求，在左框中画出实验电路图，在右边的实物图上连线解析：由于滑动变阻器的阻值相对被测电阻的阻值较小，为调节方便，所以滑动变阻器应采用分压

38、式接法又由于待测电阻与电流表内阻相差的倍数较小，电压表内阻与待测电阻相差的倍数较大，故应采用电流表外接法答案：电路及实物连线图如图所示mAVRxSE 点评：此题考查利用伏安法测定电阻的实验，同时还出现了电路元件的选择，此题要注意以下几个问题：（1）首先选择测量电路时分压式接法还是限流式接法（2）其次被测电阻应该采用外接法还是内接法（3）根据电路图连接实物图，连图时注意连图规则，无相交线，注意电源和电表的正负极。连完图要求整洁美观。15如图所示的电路中，电源的电动势E=10V，内阻忽略不计，电阻的阻值分别为R1= R2=20、R3=10，滑动变阻器的最大阻值R=40，电容器的电容C=20F，则：

39、（1）将滑动触头P置于ab中点，合上电键S，待电路稳定后再断开S。求断开S的瞬间，通过R1的电流大小和方向；（2）闭合电键S，当滑动触头P缓慢地从a点移到b点的过程中，通过导线BM的电量为多大？·DS。R1R2CR3RSEAS··BSMSNbaP解析：（1）电键S闭合，电路稳定时BD两点的电势差 PD两点的电势差 则BP两点的电势差 故断开S的瞬间，通过R1的电流方向向左；电流大小由代入数据解得A （2）P在a点时， 电容器M板带电量 P在b点时 电容器M板带电量 通过导线BM的电量 由式解得 C 答案：(1)A；（2）C点评：此题考查闭合电路中的含有电容器的问题

40、，此类题注意分清电路时稳定状态还是动态的，当电路处于稳定状态时，电容器相当于断路，电容器可以从等效电路中去掉，当要求电容器的带电量时在接回到电路中即可。当电路处于动态变化时，在含有电容器的支路就会出现由瞬时的充放电电流，如果要求计算该电流，就要把电容器变化前后的带电量计算出来，求出Q，则充放电流为I=Q /t。三、方法总结与高考预测（一）方法总结本专题涉及的问题综合性较强，学习过程中要注意通过练习，培养灵活地运用知识分析、解决有关电路问题的能力本章中应用较多，能力要求较高,在复习中应注意以下几个方面：1极值问题：在物理问题中经常出现，一般先找出物理量之间的函数关系，再利用数学知识求解，在电路部

41、分，有时还可以利用电路的对称性，先定性分析，然后求解。2电路故障分析：关键在于根据电表提供的信息分析电路出故障所在，画出等效电路，再利用电路规律来求解，通常情况下，电压表有读数表明电压表与电源连接完好，电流表有读数表明电流表所在支路无断路。3含电容器电路：在涉及电容器的电路问题中，要特别注意电容器的接法和电源的正负极，据此分析电容器两极板间的电压和电势高低情况恒定电流中，电容器相当于断路，求其两极板间的电压时可把它看做是一个电压表即可；在交流电路中，电容器相当于导线。4电路问题在电磁感应和交流电中的应用，首先确定电路中的电源部分，在电磁感应中，先由法拉第电磁感应定律求出导体切割磁感线或穿过回路

42、磁通量变化而产生的感应电动势的大小，再根据串并联电路的规律求解未知量；在交流电路中，也是先确定电源，再利用欧姆定律求解。5电路设计问题，首先应根据用电器工作的要求设计可能的方案：其次还要考虑所设计的电路的电能消耗问题，选择能使用电器正常工作，同时整个电路能耗最小的电路。6电路的等效变换的基本原则：无电流的支路可除去；电势相等的各点可合并；理想导线可任意伸缩；理想电流表(内阻为零)看成短路，理想伏特表(内阻无穷大)看成断路；非理想电流表和电压表分别看成串人和并人电路的一个电阻；直流电路中电容器支路可看成断路而撤走，需求电容器电荷量时再补上,在交流电路中电容器支路可看成短路而用导线替换。7实验要求

43、：理科综合能力测试考试中，对实验提出了很高的要求“理解实验原理、实验目的及要求，了解材料及用具，掌握实验方法和步骤，会控制实验条件和使用仪器，会处理实验安全问题，会观察、分析和解释实验中产生的现象、数据，并得出合理的实验结论”；“能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题”近年来的理科综合卷中的物理实验题往往通过提供一些材料，提供相应的方案，根据方案选材或是根据材料设计方案，重点在于考查一种创新的实验思维。实验思维的创新主要体现在与众不同的方法，别开生面的思路，从侧面间接地研究物理现象和规律；对典型的物理实验问题，在源于课本的基础上进行变异，

44、达到了很好的考查创新能力的要求。高中物理实验一般可分为测定性的实验和验证性的实验，测定性的实验是测量某个物理量；而验证性的实验，除了测量物理量以外，还要验证这些物理量的数量关系对于验证性的实验要注意，所测的各物理量要从正确的途径得到要设计从没做过的实验，首先应熟悉课本中的各个实验，掌握基本的实验思想和方法，这是设计实验的基础。（二）高考预测近几年专题内容的高考试题多集中在电路的变化、电路的故障的检测、含容电路以及含电表（理想或非理想）电路问题的分析上，以选择题或填空题的形式出现。另外，由于该部分知识与学生实验结合紧密，因而往往通过实验考查知识的运用情况，实验考查即具体右灵活，像仪器选却、读数、

45、电路的连接、数据处理、误差分析、电路在电磁感应和交流电中的应用等，每年试题均涉及，在复习中应给予重视；再者，用实验中学过的实验方法设计或处理未遇到过的实验问题是高考实验题的趋势，本专题所占分值大约为全卷的10%15%所以不要轻视。四、强化练习（一）选择题1如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为V时，受到安培力的大小为F。此时【 】A电阻R1消耗的热功率为Fv/3B电阻R2消耗的热功率为 Fv/6C整个装置因

46、摩擦而消耗的热功率为mgvcosD整个装置消耗的机械功率为（Fmgcos）v2（天津卷）将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为【 】A(2l2nB)2/P B2(l2nB)2/PC(l2nB)2/2P S 超导部件R1限流电阻R2LrED(l2nB)2/P3超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理图如图所示当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时，超导部件由超导态（

47、可认为电阻为零）转变为正常态（可认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流超导部件正常态电阻R17.5，临界电流IC0.6A，限流电阻R215，灯泡L上标有 “6V 3W”，电源电动势E7V，内阻r2，电路正常工作若灯泡L突然发生短路，则下列说法正确的是【 】A灯泡L短路前通过R1的电流为AB灯泡L短路后超导部件电阻为零C灯泡L短路后通过R1的电流为AD灯泡L短路后通过R1的电流为1AR1R2R3K4下图中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计，开关K接通后流过R2的电流是K接通前的【 】A1/2B2/3C1/3D1/4L1L2EadbcRK5如下图所示，电源电动势为4V，当接通

48、K时，灯L1和L2均不亮，用电压表测量得Uab=0，Ubc=0，Ucd=Uad=4V，由此可以知道断路处是【 】A灯L1B灯L2C灯L1和L2 D变阻器RAV1V2R0R图甲6(郑州)如图甲所示的电路，不计电表的内阻影响，改变滑线变阻器的滑片的位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的试验图像，如图乙所示，关于这两条实验图像，有【 】A图线b的延长线不一定过坐标原点OU/VI/AOba图乙B图线a的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源的电动势C图线a、b焦点的横坐标和纵坐标的乘积等于电源的输出功率D图线a、b焦点的横坐标和纵坐标的乘积等于R0上消耗的功率A1A2V2V17(山东一摸)四个相

49、同的电流表分别改装成两个安培表和两个电压表，安培表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，把它们按右图接触电路中【 】AA1的读数比A2的读数大BA1指针偏转角度比A2指针偏转角度大CV1读数比V2读数大MVARDV1指针偏转角度比V2指针偏转角度大8（江苏南京二摸）在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V，重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V，则这台电动机正常运转时的输出功率为【 】A32W B44W C47W D48WMSMSMS

50、S1MSS1S2ABCD9投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予降温，现设计投影仪的简易电路，要求：带动风扇的电动机启动后，灯泡才可以发光，电动机没有启动，灯泡不亮，电动机的电路元件符号是M，如下图中符合设计要求的是【 】LRDP10在如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管（电流越大，发出光越强），且R与D相距不变，下列说法正确的是【 】A当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变R1R1R3R3R2abcd（二）填空题11

51、如下图所示电路，当ab两端接入100V的电压时，cd两端的电压为20V，当cd两端接入100V电压时，ab两端的电压为50V，则R1：R2：R3是 。RLR0U0SC12在如右图所示的电路中，滑动变阻器R的最大阻值R0，负载为RL，电路两端所加的电压U0保持不变。（1）开关S断开，变阻器触头C移动时，电阻RL两端的电压变化范围为 。（2）开关S闭合，变阻器触头C移动时，电阻RL两端的电压变化范围为 。AR13如右图所示的充电机A给蓄电池充电电路，已知蓄电池内阻r=0.20，降压电阻R阻值为1.8，充电输出端电压为16V，充电电流为2.0A，则每秒钟转化为化学能的能量是 。14用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内阻，电流表是“0.6A，0.1”，电压表是“3V，100”，（1）把下图器材连成试验线路1.5V（2）一位同学记录的6组数