2009年高考题型归纳汇编--电路的分析.doc

用心爱心专心

电路的分析
b
A
V
E
r
a
R2
R1
R3
图1
题型一：直流电路的动态分析
解决这类问题需要注意：按局部（R的变化）→全局（I总、U端的变化）→局部（U分、I分的变化）的逻辑思维进行分析推理。
［例1］在如图1所示的电路中，滑动变阻器的滑动触点向b端移动时（）
A．电压表V的读数增大，电流表A的读数减小
B．电压表V和电流表A的读数都增大
C．电压表V和电流表A的读数都减小
D．电压表V的读数减小，电流表A的读数增大
V1
L1
L3
L2
P
a
b
图2
V2
Er
［解析］滑动变阻器的滑动触点向b端移动时,R3接入电路中的阻值变大，使得I总减小，内电压减小，由U=E-Ir得外电压U外增大，即电压表读数增大。电阻R1中的电流减小，电压减小，电阻R2两端的电压（U2=U外-U1）增大，电流也增大，电阻R3中的电流（I3=I总-I2）减小，即电流表读数减小。答案：A。
［变式训练1］在图2所示的电路中，观察三只小灯泡亮度变化和两只电压表变化情况，如果滑动变阻器的滑片P由a端滑至b端，电压表V1示数变化的绝对值为△U1，电压表V2示数变化的绝对值为△U2，则下列说法正确的有（）
A
B
R1
R2
R3
E
r
R4
图3
A．L1、L3变暗，L2变亮
B．L3变暗，L1、L2变亮
C．△U1﹤△U2
D．△U1﹥△U2
2.如图3所示电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，
B灯变亮，则故障可能是（）
A．R1短路B．R2断路C．R3断路D．R4短路
题型二：电路中的能量转化
解决这类问题需要注意：一是能量转化的方向问题；二是能量转化量的计算问题。
［例2］环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量=3×103kg。当它在水平路面上以=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流=50A，电压=300V。在此行驶状态下，求：
（1）驱动电机的输入功率P电。
（2）若驱动电机能够将输入功率的90％转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值。（取10m/s2）
（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其它条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积。
已知太阳辐射的总功率P0＝4×1026W，太阳到地球的距离r＝1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30％的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15％。
［解析］（1）驱动电机的输入功率＝＝1.5×104W。
（2）在匀速行驶时＝0.9＝＝，＝
汽车所受阻力与车重之比＝0.045。
（3）当太阳垂直电池板入射时，所需电池板面积最小，设其为，距太阳中心为的球面面积＝πr2
若没有能量损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为，则=，
设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为，则＝（1－30％）所以，由于＝15％，所以电池板的最小面积＝＝101m2。
［变式训练2］L
S
R
E
r
图4
M
如图4所示，电源电动势＝14V，内阻＝1欧，小灯泡L标有“2V，4W”，电动机的内阻＝0.5欧，当变阻器调到＝1欧时，电灯和电动机正常工作。求：
（1）电动机两端电压；
（2）电动机输出的机械效率；
（3）电源的总功率。
题型三：伏安特性曲线应用
解决这类问题需要注意：掌握电源与电阻的伏安特性曲线的物理意义，其交点表示两者电流I相同，电压U也相同，可求出实际功率。
［例3］：小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（和分别表示小灯泡上的电流和电压）：
I(A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U(V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00U/V
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.4
0.8
1.2
1.6
O
乙
甲
图5
（1）在图5甲中画出实验电路图，可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围）、电源、小灯泡、开关、导线若干。
（2）在图3乙中画出小灯泡的曲线。
图6
U/V
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.4
0.8
1.2
1.6
O
乙
甲
A
A
M
（3）现有一电池的电动势是1.5V，内阻是2.0。问：将本题中的小灯泡接在该电源的两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第（2）小题的方格图中）
［解析］（1）如图6甲所示（提示：测灯泡伏安特性曲线要求电压从零开始，采用分压器）。
（2）如图6乙所示。
（3）由于小灯泡的电阻是变化的，若用代数法计算，则无从算起。据电动势是1.5V，内阻是2.0，作出电源的伏安特性曲线，与灯泡的伏安特性曲线交与V、A，因此，灯泡的实际功率是W。