恒定电流高考热点追踪-姜敬伟

《恒定电流》高考热点追踪【考点频率分析】该部分作为高考的必考内容 ，在近几年的高考试题中占有10%左右的比重。

出题形式上以选择题和实验填空题为主，重点考察的知识点有欧姆定律、闭合电路欧姆定律、串并联电路、电功和电热等。

常见题型有以下几类：1.电源的输出功率与效率，该类属于传统题型，如2009年广东单科第10题、2010年课标全国卷第19题等；2.直流电路的动态分析，该类题型几乎是近年来各地高考的必考题型，仅2011年涉及到的就有北京高考17题、海南高考第2题、上海高考第12题等；3.故障分析，该类题型因与生产生活紧密联系，因此逐渐成为近年来高考的另一热点，如2007广东理科基础第14题、2010年山东高考理综卷第23题等；4.含容电路的分析，该类题型往年多以与带电粒子的运动结合的综合题的形式出现，但近年来也有与生产、生活结合的趋势，如2009年江苏高考第5题；5.电路的设计，各地高考的实验题一般都要涉及此类问题。

该部分还经常与后面的电磁感应、交流电知识相结合来解决一些综合问题。

此外半导体（光部分电路 基本概念 电热 Q=I 2Rt 电流 I=q t定义式I=nqs v （适用于金属导体）I=U R 欧姆定律（纯电阻电路） 电阻 R = U I 定义式（纯电阻电路） R = ρ L S 决定式 电功 W=UIt 电功率 P=UI P=I 2R=R U 2 （纯电阻电路） 串联与并联 串联电路：分压 并联电路：分流 闭合电路 闭合电路欧姆定律E= U 外 +Ir E= I (R +r ) （纯电阻电路）功率 总功率 P=EI 内阻功率 P=I 2r 输出功率： 与部分电路电功率的运算方法相同敏、热敏电阻）、超导材料等新情景问题也时有出现，考生在备考时应引起重视。

【重难点概念辨析】1.电解液导电时电流的计算电解液导电时，电流是由正负离子向相反方向定向移动形成的，在用公式I ＝t q 计算电流时要注意q=q 1+q 2 。

2.电阻的定义式与决定式公式R ＝I U 是电阻的定义式，因此不能说R 与U 成正比或R 与I 成反比。

公式R =ρSL 是电阻的决定式， 导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定。

因此，即使不接入电路，它的电阻依然是存在。

ρ为电阻率，电阻率与导体材料有关，它是一个反映材料导电性能的物理量，电阻率越大，表明在相同长度，相同截面积的情况下，导体电阻越大。

导体的电阻率不一定是定值，一般情况下金属的电阻率随温度的升高而增大，半导体的电阻率随温度的升高而减小。

3.电功和电热的区别首先区分两种电路：(1)纯电阻电路：电流通过电路时电能全部转化为内能，如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡等。

(2)非纯电阻电路：电流通过电路是以把电能转化为内能以外的其它形式的能为目的，同时也发热，例如电动机、电解槽、日光灯、为电池充电等。

在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=UIt=I 2Rt=R U 2t ，同理P=UI=I 2R=R U 2。

在具体的应用中，它们没有什么区别，可根据题目提供的条件本着方便的原则选用。

在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即W=UIt 分为两部分，一大部分转化为其它形式的能；另一小部分转化为电热Q=I 2Rt ，此时电功W 不再等于电热Q ，而是W=E 其它+Q 。

因而电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算。

4.用电器额定值与实际值的区别用电器一般标注额定电压和额定功率，额定电压是指用电器在正常工作时应加的电压，在这个电压下它消耗的功率就是额定功率，流经它的电流就是额定电流。

但用电器在实际使用时，加在其上的实际电压未必等于额定电压，它消耗的功率自然也不再是额定功率，在这种情况下，一般认为用电器的电阻与额定状态下的值是相同的，它的实际功率可据此进行计算。

需要注意的是在高中阶段我们默认如果实际电压高出用电器的额定电压用电器将烧毁。

5. 电源电动势与路端电压的关系电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量，在数值上等于电源移动单位电荷时，非静电力克服电场力所做的功（即电源提供的电能）．电动势的单位和电压的单位相同，但决不能认为电动势就是路端电压，它只是路端电压的决定因素之一，正是由于电动势的存在，电源的两极才产生了电压。

电源未接到电路中时，电源正负极间的电压等于电源的电动势。

在闭合的电路中，电流通过内电阻r 有内电压降，通过外电阻R 有外电压降。

电源的电动势E 等于内电压Ir 和外电压U 外（纯电阻电路U 外=IR ）之和，即E=Ir+ U 外。

严格来说，即使电源不接入电路，用电压表测量电源两端的电压，测得的电压也小于电动势。

但电压表的电阻一般都远大于电源的内阻，因此测得的电压值可以近似看作等于电源的电动势。

如果电源接在电路中，用电压表测得的电源两端的电压就会小于电源的电动势。

外（1）部分电路的U －I 图象若为直线，则斜率等于电阻R ；若U －I 图象为曲线，电阻R 不等于该点切线的斜率，此时R =IU 。

（2）闭合电路的U －I 图象的斜率与外电阻无关，它的绝对值等于电源的内阻。

需要特别注意的是当纵坐标的起始坐标不是零时，如图1（a ）所示,不能直接用图线纵坐标值与横轴的交点值计算电源内阻.应该把图象延长至U=0，如图1（b ），或用△U/ △I 来进行计算。

图16. 理想电表与非理想电表的区别一般情况下，电压表和电流表都被视为理想的，即电压表内阻无穷大，在电路中可看做断路，电流表内阻为零，在电路中可看作短路。

但是特殊情况下（如待测电阻与电压表或电流表的内阻接近，或者题目明确要求），电表不能看做理想的，这时的电表既是一个测量仪表，又是连接在电路中的一个电阻。

电流表读数给出了通过该内阻R A 的电流强度，电压表读数给出了内阻R V 两端的电压。

【规律方法总结 】一、电源的输出功率和效率（1）电源的输出功率为P 出＝I 2R ＝22)(R r E +R ＝Rr r R R E 4)(22+-＝r R r R E 4/)(22+- 当R=r 时，P 出有最大值即P m =r E 42=rE 42。

我们也可以用图象来分析P 出与外电阻R 的关系(图2)，由图象可知，除最大输出功率以外，P 出对应两个不同的阻值， 且当R ＜r 时，若R 增大，则P 出增大；当R ＞r 时，若R 减小，则P 出增大。

如果外电路有一个定值电阻R o 与滑动变阻器串联，可以用等效电源法，即把R o 看做内阻的一部分，即当R ＝r+R o时，R 消耗功率最大。

（2）电源的效率η＝)(22r R I R I +＝r R R +＝Rr+11，所以当R 越大时，效率η越高，当R ＝r ，电源有最大输出功率时，效率仅为50%，效率并不高。

图2例1.如图3所示，直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系图线；直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图线；直线C 为一个电阻R 两端电压与电流的关系图线.将这个电阻分别接到a 、b 两电源上，那么（ ）A.R 接到b 电源上时电源的效率高B.R 接到b 电源上时电源的输出功率较大C.R 接到a 电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低D.R 接到a 电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高答案:A 、C解析:直线A 、B 斜率的绝对值表示电源的内电阻，由图象可知电源b 的内电阻比电源a 的内电阻小；电阻U-I 图象与电源U-I 的交点表示把该电阻与电源连接构成闭合回路时的电流和路端电压，由电源的效率η=rR R +×100%，可知R 接在b 电源上时电源效率高.电源的输出功率P=UI ，由图线可知直线A 和C 的交点对应的输出功率大.二、 动态电路的分析方法：闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。

讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。

1、程序法：对于电路的动态变化问题，按局部→整体→局部的逻辑思维进行分析推理．分析程序如下：①由局部电阻的变化确定外电路总电阻R 外如何变化；②根据闭合电路欧姆定律I=rR E +外，确定电路的总电流如何变化； ③由U 内=Ir ，确定电源的内电压如何变化；④由U 外=E-U 内，确定电源的路端电压如何变化；⑤由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化；⑥确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化2、 结论法：直接运用总结规律。

当外电路只有一个电阻的阻值改变时：①任意一个电阻增大必导致通过该电阻的电流减小，其两端电压增大；②任一个电阻增大必导致与其并联支路电压增大，与其串联支路电压减小。

可简单的记作“串反并同”。

例2．(2011年高考·北京理综卷）如图所示电路，电源内阻不可忽略。

开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中A ．电压表与电流表的示数都减小B ．电压表与电流表的示数都增大C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大答案：.AI 图3解析：滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，连入电路中的R0阻值减小，则整个电路的电阻减小，总电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小，则电压表的示数减小；R2与R0并联后再与R1串联，在R0减小时，使得R2两端电压减小，R2中的电流减小，则电流表示数减小。

三、含容电路的分析方法在直流电路中，当电容器充放电时，在电容器所在的支路中有电流，一旦电路稳定，电容器所在支路相当于断路，简化电路时可以把该支路去掉。

含容电路的处理方法如下：（1）电路稳定后，不论电容器是否串联电阻，电容器两极板间的电压就是该支路两端的电压；（2）电容器与某电阻并联时，电容器两极板间的电压等于该电阻两端的电压；（3）对较复杂电路，需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压。

（4）如果电容器两端电压升高（降低），电容将充电（放电）。

例3.(2009·江苏高考)在如图6-1-9所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C.当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光.正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定（）A.电源的电动势E一定小于击穿电压UB.电容器所带的最大电荷量一定为CEC.闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D.在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等答案：D解析：电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光.要使得充电后达到电压U，则电源电动势一定大于等于U，A项错误；电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为CU，B项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；充电时电荷通过R，通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D项正确.四、电路故障的分析方法电路故障分析因与生产生活紧密结合，在最近几年的高考中屡有涉及。