高中物理各類電路題的解析

精品文檔-下載后可編輯高中物理各類電路題的解析電路知識是高考的必考內(nèi)容?？v觀近十年的高考物理試題，年年都有考題出現(xiàn)。主要考查動態(tài)直流電路的分析、非純電阻電路的分析及穩(wěn)態(tài)、動態(tài)阻容電路的分析與計算、非線性電路的分析與求解、交流電的產(chǎn)生，變壓器的原理、含電磁感應現(xiàn)象電路的組成和結構，有關電流的規(guī)律，電流、電壓、和電功率的分配以及電路中的能量轉化關系等內(nèi)容。為此，本文將高中常見的幾種電路模型歸納如下，供同學們學習時參考。

1.動態(tài)電路的有關問題

圖1例1電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖1所示的電路。當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時，下列說法中正確的是（）。

A。電壓表和電流表讀數(shù)都增大

B。電壓表和電流表讀數(shù)都減小

C。電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小

D。電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大

答案A

解析觸頭由中點滑向b端時，外電路總電阻R總增大，干路電流I減小，故電源內(nèi)部壓降Ur、定值電阻R1上壓降UR1減小，路端電壓U、并聯(lián)電路電壓U′增大，即電壓表、電流表示數(shù)均增大。

反思電路中局部的變化會引起整個電路電流、電壓、電功率的變化，“牽一發(fā)而動全局”是電路問題的一個特點。處理這類問題常規(guī)思維過程：首先對電路進行分析，然后從阻值變化入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判斷電路總電阻變化情況（若只有有效工作的一個電阻阻值變化，則不管它處于哪一支路，電路總電阻一定跟隨該電阻變化規(guī)律而變），再由全電路歐姆定律判斷電路總電流、路端電壓變化情況，最后再根據(jù)電路特點和電路中電壓、電流分配原則判斷各部分電流、電壓、電功率的變化情況。

2.含容電路的有關問題

圖2例2如圖2所示，在A、B兩點間接一電動勢為4V，內(nèi)電阻為1Ω的直流電源，電阻R1、R2、R3的阻值均為4Ω，電容器的電容為30μF，電流表的內(nèi)阻不計，求：

（1）電流表的讀數(shù)；

（2）電容器所帶的電量；

（3）斷開電源后，通過R2的電量。

解析（1）I=E1R3+r=0。8A

（2）Q=CUR3=CIR3=9。6×10-5C

（3）斷開電源，R1與R2并聯(lián)，與R3、C構成放電回路。所以通過R2的電量Q2=Q12=4。8×10-5C。

反思含容電路的分析與計算。此類問題往往較難，但卻是高考考查的重點。由于此類問題能夠考查考生理論聯(lián)系實際的能力、靈活運用知識的能力，解決此類問題要明確電容器兩極板的電壓是多少，有時還需注意極板帶電的電性。

3.與變壓器電路的有關計算

圖3例3如圖3所示，理想變壓器電路中原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1，電路中接有規(guī)格均為“220V，40W”的三個完全相同的燈泡A、B、C，若三只燈泡都正常發(fā)光，求此時輸入電壓U0多大？

圖4解析設負載等效到變壓器輸入端的電阻為R′，變壓器的輸入等效電路如圖4所示，因負載總電阻

R=112R燈=605Ω

則R′=（n11n2）2R=2420Ω

由圖4可知，阻值為1210Ω的燈泡A與電阻R′串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光為220V，根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可得輸入電壓為U0=363011210×220V=660V。

反思理想變壓器電壓、電流與匝數(shù)的關系：由“三不變”可導出“三變”，即變電壓、變電流、變電阻。①理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)比：U11n1=U21n2（對于有一個副線圈或有幾個副線圈的變壓器都適用）

②變壓器工作時，原線圈和副線圈中的電流跟它們的匝數(shù)成反比：n1I1=n2I2（只適用于一個副線圈的變壓器），若有兩個以上的副線圈，根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率（P1=P2+P3+…），可推導出：n1I1=n2I2+n3I3。

4。電路功率的分析與計算

圖5例4某同學設計了一個轉向燈電路（如圖5所示），其中L為指示燈，L1、L2分別為左、右轉向燈，S為單刀雙擲開關，E為電源。當S置于位置1時，以下的判斷中正確的是（）。

A。L的功率小于額定功率

B。L1亮，其功率等于額定功率

C。L2亮，其功率等于額定功率

D。含L支路的總功率較另一支路的大

解析當S置于位置1時，由電路圖可知，L與L2串聯(lián)再與L1并聯(lián)，由于含L支路的電阻較大，由p=U21R知，消耗的功率較另一支路的小，故D錯。因為電源的電動勢為6V，且內(nèi)阻為1Ω，所以三盞燈兩端的電壓均小于6V（額定電壓），消耗的功率均小于額定功率，故A選項正確。答案A

反思本題考查閉合電路歐姆定律、電功率，其誤區(qū)在于B、C選項的判斷，正確理解閉合電路歐姆定律與電路中電功率的計算，是解決本題的關鍵。

5.非純電阻電路問題。

例5如圖6所示，電阻R1=20Ω，電動機繞線電阻R2=10Ω，當電鍵S斷開時，電圖6流表的示數(shù)是I1=0。5A，當電鍵合上后，電動機轉動起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應是（）。

A。I=1。5AB。I

C。P=15WD。P

解析當電鍵S斷開時，電動機沒有通電，歐姆定律成立，所以電路兩端的電壓U=I1R1=10V；當電鍵合上后，電動機轉動起來，電路兩端的電壓U=10V，通過電動機的電流應滿足UI2>I