第一部分专题四第2讲直流电路和交流电路

第2讲 直流电路和交流电路

热点一 直流电路的动态分析

命题规律 直流电路的动态分析在高考试题中

是以选择题形式考查的，是近年来高考的热点，往往以下列变化方式探究某元件的电流、电压、功率及电源输出功率的变化情况：

(1)某一支路的滑动变阻器的阻值变化．(2)某一支路电键闭合、断开或某元件损坏．(3)热敏电阻、光敏电阻等敏感元件的阻值变化．

1.(2015·武汉二模)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E 、内电阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，C 为电容器，A 、V 为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，下列说法中正确的是( )

A ．电压表示数减小

B ．电流表示数减小

C ．电容器C 所带电荷量增多

D ．a 点的电势降低

[突破点拨]

(1)电路图中电压表和电流表的作用：

①电压表直接与电阻R 1并联，测的是________________________________；

②电流表位于支路中，测的是______________________．

(2)题干中的“电源的负极接地”说明________________________．

(3)当滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动时，分析下列各物理量的变化情况： R 3变________，电路总电阻变________，干路电流变________，路端电压变________．

[解析] 滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流增大，由U R 1＝IR 1可知R 1两端电压即电压表的示数变大，选项A 错误；由U ＝E －Ir 可知路端电压U 减小；由U R 2＝U －U R 1可

得R 2两端的电压减小，又由I 2＝U R 2R 2

可得流过R 2的电流变小，在干路电流增大的情况下，电流表的示数将变大，选项B 错误；电容器两端的电压变小，根据C ＝Q U

，电容器所带电荷量将变少，选项C 错误；由于R 2两端的电压变小，所以a 点的电势变低，选项D 正确．

[答案] D

(1)在上述题1中，若把电路图中的电压表改为直接接在电源两端，其他条

件不变，则在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，电压表示数如何变化？

解析：若把电压表直接接在电源两端，则电压表测的是路端电压，当滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，由闭合电路的

欧姆定律I ＝E R 总

可得，干路电流增大，又由U ＝E －Ir 可知路端电压U 减小，故电压表示数将减小．

答案：变小

(2)在上述题1中，电源的总功率、输出功率各如何变化？

解析：由于干路电流增大，由P ＝EI 可得电源总功率增大，当外电路电阻和内电阻相等时，电源输出功率最大，而题干中外电阻与内电阻的大小关系未知，故滑动变阻器的滑动头移动时，输出功率的变化无法判断．

答案：电源总功率增大，输出功率的变化无法判断

2．(多选)(2015·河北石家庄2月调研)如图所示，电源的电动势为E 、内阻为r ，R 1、R 2、R 3为定值电阻，R 为光敏电阻(光敏电阻被光照射时阻值变小)，C 为电容器．闭合开关S ，电路稳定后，用光照射R ，下列说法正确的是(

)

A ．电压表示数增大

B ．电源的效率增大

C ．电容器所带电荷量增加

D ．R 2消耗的功率增大

[解析] 在电路中，用光照射R 时，光敏电阻阻值减小，则外电路总电阻R 外减小，干

路电流I ＝E r ＋R 外

增大，内电压U r ＝Ir 增大，路端电压U 外＝E －U r 减小，电压表示数减小，通过R 1支路的电流I 1＝U 外R 1

减小，则通过R 、R 2支路的电流I 2＝I －I 1增大，R 2消耗的功率P R 2＝I 22R 2增大，R 2两端电压U R 2＝I 2R 2增大，电容器两端电压增大，由Q ＝CU ，知电容器所带

电荷量增加，电源的效率η＝P 外P 总＝I 2R 外I 2（R 外＋r ）＝1

1＋r R 外变小，综上知A 、B 错误，C 、D 正确．

[答案] CD

3．(2015·山东莘县质检)如图所示，两平行金属板间带电质点P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，则(

)

A ．电压表读数减小

B ．电流表读数减小

C ．质点P 将向上运动

D ．R 3上消耗的功率逐渐增大

[解析] 当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，R 4接入电路部分的电阻减小，外电路

总电阻减小，干路电流增大，电源内阻分担的电压增大，则路端电压减小，R 1分担电压增大，则平行金属板两极板间电压减小，带电质点P 所受电场力减小，质点P 将向下运动，选项C 错误；R 3两端电压减小，R 3中电流减小，电流表读数增大，选项B 错误；R 3上消耗的功率逐渐减小，选项D 错误；由于R 2中的电流增大，R 2两端电压增大，故电压表读数减小，选项A 正确．

[答案] A

直流电路动态分析问题的解题方法 ,(1)程序法：闭合电路中，由于局部电阻变化或开关的通断，引起各部分电压、电流或灯泡明暗发生变化，分析此类问题的基本步骤：,分析

局部,

(2)可直接应用“部分电路中R 、I 、U 的关系”中的两个结论：

①任一电阻R 阻值增大，必引起通过该电阻的电流I 的减小和该电阻两端电压U 的增

大．即R ↑→⎩

⎪⎨⎪⎧I ↓U ↑ ②任一电阻R 阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流I 并的增大和与之串联的各电

阻两端电压U 串的减小．即R ↑→⎩

⎪⎨⎪⎧I 并↑U 串↓Ｋ 热点二 交流电的产生及“四值”应用

命题规律 交变电流的产生与描述是每年高考的热点，常以选择题形式考查；考题主要考查交变电流的两种表达方式：函数表示法与图象表示法，以及交流电的有效值、最大值等基本知识．近年来高考命题一般从以下两方面进行考查：

(1)交变电流的产生、图象、公式及相关物理量．(2)交变电流“四值”的物理意义及其不同方面的应用．

1．(多选)(2014·高考天津卷)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a 、b 所示，则( )