专题七电路教案一．专题要点1.电阻定律：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比，导体的电www.ks5u.com阻还与构成它的材料及温度有关，公式：。电阻率：上式中的比例系数ρ（单位是Ωm），它与导体的材料温度有关，是表征材料导电性质的一个重要的物理量，数值上等于长度1m，截面积为1m2导体的电阻值。＊金属导体的电阻率随温度的升高而变大可以做电阻温www.ks5u.com度计用，半导体的电阻率随温度的升高而减小，有些合金的电阻率不受温度影响。2.电功：在电路中，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动而形成电流，在此过程中电场力对自由电荷做功，在一段电路中电场力所做的功，用W=Uq=UIt来计算。电功率：单位时间内电流所做的功，P=W/t=UI。焦耳定律：电流流过导体产生的热量，有Q=I2Rt来计算www.ks5u.comwww.ks5u.com3.两种电路电功和电功率的比较：①W=UIt普遍适用于计算任何一段电路上的电功,P=UI普遍适用于计算任何一段电路上消耗的电功率。②Q=I2Rt，仅适用于计算电热③对纯电阻电路来说，由于电能全部转化为内能，所以有关电功、电功率的所有公式和形式都适用，即R=U/I适用www.ks5u.com-11-/11\n④在非纯电阻电路中，总电能中有一局部转化为热能，另一局部转化为其他形式的能，电热仍用Q=I2Rt计算，这时W总=UIt>Q=I2Rt，同理P总>P热4.交变电流的最大值有效值①交变电流的最大值（Im和Um）它是交变电流在一个周期内所能到达的最大数值，可以用来表示交变电流的电流强弱或电压上下www.ks5u.com②交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和恒定电流通过相同的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一恒定电流的数值叫做这一交流电的有效值。说明（1）正弦式交变电流的有效值与其相应的最大值间的关系为：对于用其他方式产生的交变电流，其有效值与最大值间的关系均须根据有效值的定义作具体www.ks5u.com分析，计算。（2）通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表读数；交流电器的额定电压、额定电流，保险丝的熔断电流等都是指有效值。（特例：电容器的耐压值是最大值。）www.ks5u.com（3）①求解交流电产生的热量问题时,必须用有效值。②假设计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值。5.理想变压器的物理量之间的规律:①电压关系：U1／U2=n1／n2，U1／n1=U2／n2=U3／n3=…Ⅰ：理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比，输出电压由输入电压决定。-11-/11\nⅡ：当n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器．www.ks5u.comⅢ：当n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器．②功率关系：P原=P副，理想变压器的输入功率由输出功率决定③电流关系：⑴当变压器只有一个副线圈工作时，有：www.ks5u.com⑵有多个副线圈时,有P入=P出，即P1=P2+P3+P4+P5+………由U1I1=U2I2+U3I3+……，得到n1I1=n2I2+n3I3+……一．考纲要求考点要求考点解读欧姆定律Ⅱ本专题考察的重点有：1.动态电路分析、含有电动机、或电解槽的电路电路分析、含有电容器的电路分析、电路故障的检测及含有电表电路问题的分析、传感器的特性应用2.交变电流产生的原理、图像和“四值”的理解及应用、变压器原理及应用www.ks5u.com电阻定律Ⅰ电源的电动势和内阻Ⅰ闭合电路欧姆定律Ⅱ电功率、焦耳定律Ⅰ交变电流、交变电流的图像Ⅰwww.ks5u.com正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ理想变压器Ⅰ远距离输电Ⅰ二．教法指引此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带动知识点，进展适当提炼讲解。这一专题的知识点高考要求不是很高，学生易于掌握，但是某些方法还是容易混淆。二轮复习时还是要稳扎稳打，从根本知识出发再进展提升。www.ks5u.com三．知识网络-11-/11\nwww.ks5u.com一．典例精析VAURU题型1.（变压器原理与交流电的特性）如以下图，一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是www.ks5u.com10：1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电源，一只理想二极管和一个阻值为10Ω的电阻R串联接在副线圈上那么以下说法中正确的选项是A．1min内电阻R上产生的热量为1452JB．电压表的读数为22VC．二极管两端的最大电压为22Vwww.ks5u.comD．假设将R换成一个阻值大于10Ω的电阻，那么电流表读数变小-11-/11\n解析：二极管具有单向导电性，副线圈的电压如以以下图所示，电压表www.ks5u.com的读数应该是副线圈电压的有效值，由图知二极管两端的最大电压应该是电压最大值当R增大时，副线圈电流减小，原线圈电流也减小，D对。AD正确。www.ks5u.com图12题型2.（电路的动态分析）在如图12所示的电路中电源电动势为E，内电阻为r。闭合开关S，待电流到达稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q，将滑动变阻器P的滑动触头从图示位置向a端移动一些，待电流到达稳定后，那么与P移动前相比（）A．U变小B．I变小www.ks5u.comC．Q增大D．Q减小解析：P向a端滑动时，滑动变阻器电阻增大，总电阻增大，总电流减小，把R2等效成电源内阻，内压减小，外压增大，U增大，由，Q增加，A错，BC对。规律总结：1.程序法：根本思路是“局部—整体—局部”。即阻值变化的局部入手，由串联、并联规律判断总电阻的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后由局部电路欧姆定律判定各局部量的变化情况。-11-/11\n2.极端法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端滑至两个端点去讨论。www.ks5u.com题型3.（电路与传感器）如图甲所示是一火警报警器的局部电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻R2随温度t变化的图线如图乙所示。电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压Uwww.ks5u.com的变化情况是（）A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小解析：当传感器R2所在处出现火情时，温度升高，R2电阻减小，总电流变大，R1上电压变大，R3电压变小，故电流表示数I变小；路端电压U变小。故D正确。规律总结：要了解传感器的特性与电路的动态分析。www.ks5u.com题型4.（电功率与热功率的含义与计算）日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风可将头发吹干。没电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，那么以下选项正确的选项是BCA、IU﹥PB、IU=Pwww.ks5u.comC、P﹥I2（R1+R2）D、P=I2（R1+R2）解析：电功率用电压与电流的乘积，热功率根据焦耳定律除以时间可得。所以此题BC对。www.ks5u.com-11-/11\n题型5.（局部电路欧姆定律）一个T型电路如以下图，电路中的电,.另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计。那么A.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40B.当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40C.当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80VD.当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V解析：此题考察电路的串并联知识。当cd端短路时，R2与R3并联电阻为30Ω后与R1串联，ab间等效电阻为40Ω，A对；假设ab端短路时，R1与R2并联电阻为8Ω后与R3串联，cd间等效电阻为128Ω，B错；但ab两端接通测试电源时，电阻R2未接入电路，cd两端的电压即为R3的电压，为Ucd=×100V=80V，C对；但cd两端接通测试电源时，电阻R1未接入电路，abwww.ks5u.com两端电压即为R3的电压，为Uab=×100V=25V，D错AC正确。题型6.（门电路问题）如图为某报警装置示意图，该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关，门、窗未关上时，开关不闭合，只要有一个开关未闭合，报警器就会报警。该www.ks5u.com报警装置中用了两个串联的逻辑电路，虚线框甲内应选用_________门电路，虚线框乙内应选用_________门电路（填与、非、或）。-11-/11\nwww.ks5u.com解析：题意只要有一个开关未闭合，报警器就会报警，结合或门的特点因此虚线框甲内应选用或门；虚线框乙内应选用或门。www.ks5u.com题型7.（电路在日常生活中的应用）在如以下图的闪光灯电路中，电源的电动势为，电容器的电容为。当闪光灯两端电压到达击穿电压时，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，那么可以判定www.ks5u.comA．电源的电动势一定小于击穿电压B．电容器所带的最大电荷量一定为www.ks5u.comwww.ks5u.comC．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，通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等解析：理解此电路的工作过程是解决此题的关键。电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相www.ks5u.comwww.ks5u.com等，当电源给电容器充电，到达闪光灯击穿电压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，到达电压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。要使得充电后到达电压U，那么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-11-/11\n，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的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D项正确。www.ks5u.com题型8.（变压器问题）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1＝20，R2＝30，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，那么A.交流电的频率为0.02HzB.原线圈输入电压的最大值为200Vwww.ks5u.comC.电阻R2的电功率约为6.67Wwww.ks5u.comD.通过R3的电流始终为零解析：根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为50赫兹，A错。由图乙可知通过R1的电流最大值为Im＝1A、根据欧姆定律可知其最大电压为Um＝20V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200V、B错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，那么有电流通过R3和电容器，D错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为I＝、电压有效值为U＝Um/V，电阻R2的电功率为P2＝UI＝W、C对。www.ks5u.com题型9.-11-/11\n（分析导体特性的问题）材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1+at),其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t=0℃时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数。金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等那么相反，具有负温数系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知：在0℃时，铜的电阻率为1.7×10–8Ω•m,碳的电阻率为3.5×10-5Ω•m,附近，在0℃时，.铜的电阻温度系数为3.9×10–3℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0×10-4www.ks5u.com℃-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m的导体，要求其电阻在0℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。解析：设碳棒的长度为X,那么铜棒的电阻为,碳棒的电阻,要使得在00c附近总电阻不随温度变化,那么有,那么www.ks5u.com有式中t的系数必须为零,即有x≈0.0038m。题型10.（远距离输电）图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，以下表述正确的选项是A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小www.ks5u.comD．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析：依据输电原理，电路中的功率损耗，而-11-/11\n,增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，那么能够减小输电线上的功率损耗，A正确；由P=UI来看在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，那么输电电流越小，那么功率损耗越小，B正确；假设输电电压一定，输送功率越大，那么电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于平安和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D正确。www.ks5u.com题型11.（交变电流的“四值”）一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为2Ω，外接电阻为R=8Ω，线圈在磁感应强度为T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如以下图，假设从中性面开场计时，求：（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式。（2）线圈从开场计时经1/30s时，线圈中电流的瞬时值。（3）外电路电阻R两端电压的瞬时值表达式。www.ks5u.com解析：（1）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生的电动势的瞬时值为1分其中1分www.ks5u.com由题意知rad/s2分将已知数据代入可得，V2分（2）由，代入数据得，2分当s时，线圈中电流瞬时值为A2分www.ks5u.com（3）由U=iR得，R两端电压瞬时值表达式为V3分www.ks5u.comwww.ks5u.comw.w.w.k.s.5.u.c.o.mwww.ks5u.comwww.ks5u.com-11-/11
