9电路分析考纲要求与例题

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1、电路分析考纲要求与例题电路分析考纲要求与例题 高中物理知识块系列复习知识要求 类类 电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系 半导体及其应用，超导现象、超导的研究和应用。半导体及其应用，超导现象、超导的研究和应用。类类 电流、欧姆定律、电阻和电阻定律。电流、欧姆定律、电阻和电阻定律。电阻的串联、并联、串联电路的分压作用、并联电电阻的串联、并联、串联电路的分压作用、并联电路的分流作用。路的分流作用。电功、电功率、串联并联电路的功率分配。电功、电功率、串联并联电路的功率分配。电源的电动势和内电阻、闭合电路的欧姆定律、路电源的电动势和内电阻、闭合电路的欧姆定律、路端电压。端电压。电流、电压和电阻的测量；

2、电流表、电压表、多用电流、电压和电阻的测量；电流表、电压表、多用表的使用、伏安法测电阻。表的使用、伏安法测电阻。技能要求 1、闭合电路中电流、电压、电功率随电、闭合电路中电流、电压、电功率随电阻变化的判断阻变化的判断 2、电路的故障分析、电路的故障分析 3、电路中的能量转化问题、含容电路、电路中的能量转化问题、含容电路 例题一（2002沪）在如图所示电路中，当变阻器器的沪）在如图所示电路中，当变阻器器的滑动头滑动头P向向b端移动时端移动时 A 电压表示数变大，电流表示数变小电压表示数变大，电流表示数变小 B 电压表示数变小，电流表示数变大电压表示数变小，电流表示数变大 C 电压表示数变大，电流

3、表示数变大电压表示数变大，电流表示数变大 D 电压表示数变小，电流表示数变小电压表示数变小，电流表示数变小 例题分析与解答 当变阻器器的滑动头当变阻器器的滑动头P向向b端移动时，总端移动时，总电阻减少，电阻减少，总电流增大，路端电压减小，总电流增大，路端电压减小，电压表的读数变小，电压表的读数变小，R1两端电压增大，两端电压增大，R2两端电减小（两端电减小（U总总=UR1+UR2），），R2中的电流变小（中的电流变小（I2=I总总IA），），电流表的读数增大。电流表的读数增大。正确选项是正确选项是B。例题二 手电筒里的两节干电池，已经用过较长时间，灯泡只手电筒里的两节干电池，已经用过较长时间，

4、灯泡只发很微弱的光，把它们取出来用电压表测电压，电压发很微弱的光，把它们取出来用电压表测电压，电压表示数很接近表示数很接近3V，再把它们作为一台式电子钟的电源，再把它们作为一台式电子钟的电源，电子钟能正常工作。下面说法中正确的是：（电子钟能正常工作。下面说法中正确的是：（）A 这两节干电池的电动势减小了很多这两节干电池的电动势减小了很多 B 这两节干电池的内电阻增加了很多这两节干电池的内电阻增加了很多 C 这个台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡这个台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡额定电压小额定电压小 D 这个台式电子钟正常工作时的电流一定比小灯泡这个台式电子钟正常工作时的电流一定比小

5、灯泡正常工作时的电流小正常工作时的电流小 例题分析与解答 因为用电压表测量两节干电池的电压接近因为用电压表测量两节干电池的电压接近3V，电子钟的额定电压应接近电子钟的额定电压应接近3V。因为电子钟的额定电流很小，所以路端电压与因为电子钟的额定电流很小，所以路端电压与总电动势近似相等，所以还能正常工作，总电动势近似相等，所以还能正常工作，小电珠的额定电流较大，路端电压远小于总电小电珠的额定电流较大，路端电压远小于总电动势，小电珠得到的电压远小于额定电压，所动势，小电珠得到的电压远小于额定电压，所以不能正常工作。以不能正常工作。正确选项是正确选项是BD。例题三 定值电阻定值电阻R1和一热敏电阻和一

6、热敏电阻R2串联后与一内阻不串联后与一内阻不计的电源组成闭合电路，开始时计的电源组成闭合电路，开始时R1=R2。现先。现先后对后对R2加热、冷却，则下列关于加热、冷却，则下列关于R2的电功率变的电功率变化情况正确的是化情况正确的是 A、加热时增加、加热时增加 B、加热时减少、加热时减少 C冷却时增加冷却时增加 D冷却时减少。冷却时减少。例题分析与解答 因电源内电阻不计，可以把因电源内电阻不计，可以把R1看作电源内电阻，看作电源内电阻，当当R2=R1时，时，R2上的电功率最大，上的电功率最大，最大值为最大值为E2/4R1。给热敏电阻加热其电阻减小，使之冷却其电阻增大，给热敏电阻加热其电阻减小，使

7、之冷却其电阻增大，结果都是结果都是R2的电功率变小，的电功率变小，正确选项为正确选项为BD。电源的输出功率随外电阻变化的图象如下电源的输出功率随外电阻变化的图象如下 R外P出0rrE42例题四某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示将电压表内阻看将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。作无限大，电流表内阻看作零。（1）电路中）电路中E，r分别为电源的电动势和内阻，分别为电源的电动势和内阻，R1，R2，R3为定为定值电阻，在这五个物理量中，可

8、根据上表中的数据求得的物理量值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）是（不要求具体计算）。（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是是 。序号序号A1示数示数(安安)A2示数示数(安安)V1示数示数(伏伏)V2示数示数(伏伏)10.600.302.401.2020.440.322.560.48例题分析与解答（1）R2的电压由电压表的电压由电压表V2直接读出，其电流由直接读出，其电流由A

9、1的的读数减读数减A2的读数得到；的读数得到；R3的电流由的电流由A2直接读出，其电压由直接读出，其电压由V1直接读出，直接读出，故故R2R3的值可求得。的值可求得。（2）若若R2断了，电压表断了，电压表V1V2的读数相等，的读数相等，若若R2和和R3都断了，电压表都断了，电压表V1V2的读数都相等。的读数都相等。注意到注意到R1断了则断了则V1V2的读数均为零，这不符合的读数均为零，这不符合题意。题意。正确的解是：正确的解是：R2断了或者是断了或者是R2和和R3都断了。都断了。例题五 如图所示是民用如图所示是民用220V电源的电路，开关电源的电路，开关S闭合时电灯不亮，闭合时电灯不亮，但但a

10、、b两点均能使测电笔的氖管发光，则故障的可能原两点均能使测电笔的氖管发光，则故障的可能原因是（只出现一处故障）因是（只出现一处故障）A、a、b两点间短路两点间短路 B、灯丝断了、灯丝断了 C、零线断了、零线断了 D、火线断了、火线断了 分析与解答分析与解答 能使测电笔氖管发光的条件是测电笔与火线联通能使测电笔氖管发光的条件是测电笔与火线联通 所以故障的原因只能是零线断了所以故障的原因只能是零线断了 正确选项是正确选项是C。例题六如图所示，电阻如图所示，电阻R3=4，电表为理想表。开始时，电表为理想表。开始时R1、R2、R3中都中都有电流通过，电压表示数为有电流通过，电压表示数为2V，电流表示数

11、为，电流表示数为0.75A。后来三个。后来三个电阻中有一个发生断路，使电压表示数变为电阻中有一个发生断路，使电压表示数变为3.2V，电流表示数变，电流表示数变为为0.8A。（1）、哪个电阻断路？）、哪个电阻断路？（2）求电阻）求电阻R1、R2的阻值各为多少？的阻值各为多少？（3）电源电动势和内阻各为多少？）电源电动势和内阻各为多少？分析与解答分析与解答 （1）三电阻中有一个发生断路后，）三电阻中有一个发生断路后，电流表读数增大，说明电流表读数增大，说明R R2 2没有断。没有断。电压表读数增大，说明电压表读数增大，说明R R3 3没有断。没有断。肯定是肯定是R1断了。断了。续例题六分析与解答（

12、2）0.8R2=3.2 R2=4,R20.75=3,I3R3=3-2=1V,I3=0.25A R1=2/I3=2/0.25=8 （3）E=3.2+0.8r E=3+(0.75+0.25)r 得E=4V，r=1。例题七 将一个标有将一个标有“24V，48W”的电灯接在电的电灯接在电动势动势=36V、内阻、内阻r=2的直流电源上的直流电源上使用，今有使用，今有“2、50W”的定值电阻的定值电阻R若干只可供选用，请设计两种简单电路若干只可供选用，请设计两种简单电路使电灯能正常发光：（使电灯能正常发光：（1）定值电阻与电）定值电阻与电灯串联作分压电阻使用（灯串联作分压电阻使用（2）定值电阻与）定值电阻

13、与电灯并联作分流电阻使用（写出设计根电灯并联作分流电阻使用（写出设计根据要点，画出电路图）（据要点，画出电路图）（3）在你设计的）在你设计的两种电路中，哪种方法较好？说明理由。两种电路中，哪种方法较好？说明理由。例题分析与解答（1）用两个定值电阻与电灯串联；）用两个定值电阻与电灯串联；R灯灯=12，I=2A。（2）用三个定值电阻先串联再与电灯并联，）用三个定值电阻先串联再与电灯并联，I总总=6A U内内=12V。（1）（2）（3）第一种办法较好，因为这种电路的发光效率较高。）第一种办法较好，因为这种电路的发光效率较高。例题八 如图所示的电路中，如图所示的电路中，U=10V，电阻，电阻R1=3、

14、R2=2、R3=5、电容器的电容电容器的电容C1=4F、C2=1F、求：、求：（1）当）当K闭合时间足够长时，闭合时间足够长时，C1和和C2所带的电量各是多少？所带的电量各是多少？（2）然后把）然后把K打开，打开，K打开后通过打开后通过R2的电量是多少？的电量是多少？例题分析与解答（1）关键是计算电容器两端的电压。）关键是计算电容器两端的电压。I=2A U2=IR2=4V，Q2=10C U1=I（R1+R2）=10V，Q1=16C。（2）两个电容放电的电量都要经过）两个电容放电的电量都要经过R2，且最，且最终两电容的带电量均为零，终两电容的带电量均为零，故通过故通过R2的电量的电量Q=26C。

15、例题九 1996年清华大学和香港大学的学生合作研制一年清华大学和香港大学的学生合作研制一辆太阳能汽车，车上电池的太阳能接收面积是辆太阳能汽车，车上电池的太阳能接收面积是8m2，它正对太阳时电池能够产生，它正对太阳时电池能够产生120V的电压，的电压，并对车上电动机提供并对车上电动机提供10A的电流，电动机的直的电流，电动机的直流电阻为流电阻为4，而太阳光照射到地面时单位面，而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为积上的辐射功率为1.0103W/m2。（1）该车的太阳能电池的效率是多少？电动）该车的太阳能电池的效率是多少？电动机把电能转化为机械能的效率是多少？机把电能转化为机械能的效率是多少？

16、（2）若太阳辐射的总功率为）若太阳辐射的总功率为3.901026W，且，且太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的途太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的途中有中有28%的能量损耗，请根据这些资料计算太的能量损耗，请根据这些资料计算太阳到地球的距离。阳到地球的距离。例题分析与解答例题分析与解答（1）=UI/W=12010/8103=15%机机=（E-Ir）I/EI=(120-40)/120=2/3=66.7%（2）4r2103=3.900.721026 r=1.51011m。作业1、一太阳能电池板，测得它的开路电压为一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短，短路电流为路电流为40mA，若

17、将该电池板与一阻值为，若将该电池板与一阻值为20，的，的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是 A、0.20V B、0.10V C、0.40V D、0.30V 分析：分析：开路电压等于电源电动势，开路电压等于电源电动势，E=0.8V 短路电流短路电流Im=E/r,r=0.8/0.04=20 R=r,U=E/2=0.4VC作业2、某电源以某电源以0.5A的电流向电路供电，在的电流向电路供电，在1min内将内将180J的的化学能转化为电能，则该电源的电动势为化学能转化为电能，则该电源的电动势为 A、180VB、120VC、12VD、6V 分析：分析：P=EI=

18、180/60=3 E=6V D作业3、如图所示，如图所示，AB为两个相同的电灯，当滑动变阻器的滑片为两个相同的电灯，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两灯的亮度变化情况是向下滑动时，两灯的亮度变化情况是 A、A灯变亮，灯变亮，B灯变亮灯变亮B、A灯变暗，灯变暗，B灯变亮灯变亮 C、A灯变暗，灯变暗，B灯变暗灯变暗D、A灯变亮，灯变亮，B灯变暗灯变暗 分析：滑片向下滑动则总电阻减小分析：滑片向下滑动则总电阻减小 总电流增大、路端电压减小总电流增大、路端电压减小 A灯的电压减小，灯的电压减小，A灯变暗灯变暗 IA减小则减小则IR2增大，因为增大，因为IA+IR2=I总总 UR2+UB=U总总，故，故U

19、B减小减小 B灯变暗灯变暗C作业4、如图所示电路中接有两个电流表和两个相同的电压表，如图所示电路中接有两个电流表和两个相同的电压表，已知电流表已知电流表A1的示数为的示数为100mA，电流表，电流表A2的示数为的示数为99mA，电压表，电压表V1的示数为的示数为10V，则电压表，则电压表V2的示数应的示数应为：为：A、0.01V B、0.1V C、1V D、10V 分析：分析：V1与与A1串联，串联，V1中的电流为中的电流为100mA V2与与A2并联，并联，V2中的电流为中的电流为1mA 电压表的读数与通过电压表的电流成正比电压表的读数与通过电压表的电流成正比 V2的读数是的读数是0.01V

20、 A作业5、如图所示的电路中，闭合开关，灯如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光。由正常发光。由于电路出现故障，突然发现灯于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯变亮，灯L2变暗，电流变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是 A、R1断路断路 B、R2断路断路 C、R3断路断路 D、R4短路短路 分析：先画此电路图分析：先画此电路图 的等效电路图的等效电路图R1断路，路端电压增大，总电流减小。断路，路端电压增大，总电流减小。右半部的电阻右半部的电阻 不变，左半部电阻增大，不变，左半部电阻增大，L1分得的电压增大故变亮。分得的电压增大故变

21、亮。L2分得的电流因总电流减小而减小，分得的电流因总电流减小而减小，L2变暗。变暗。R2或或R3断路则断路则L2变亮变亮R4短路则电流表读数增大短路则电流表读数增大A作业6、在一个微安表在一个微安表G上并联一个电阻上并联一个电阻R，就改装成一块安培，就改装成一块安培表，今将该表与标准安培表串联后去测电流，发现该表，今将该表与标准安培表串联后去测电流，发现该表的示数总比标准表的示数小，修正的方法为表的示数总比标准表的示数小，修正的方法为 A、在、在R上并联一个小电阻上并联一个小电阻 B、在、在R上并联一个大电阻上并联一个大电阻 C、将、将R的阻值变大些的阻值变大些 D、将、将R的阻值变小些的阻值

22、变小些分析：安培表的结构图如右分析：安培表的结构图如右 安培表示数偏小说明安培表示数偏小说明R中分流过多中分流过多C作业7、如图所示电路中，电源的电动势如图所示电路中，电源的电动势=1.5V，内电阻，内电阻r=1，变阻器可，变阻器可调范围是调范围是010。当滑片。当滑片C从从A滑向滑向B的过程中，下述物理量总是的过程中，下述物理量总是减小的有：减小的有：A、电源电动势、电源电动势B、路端电压、路端电压C、电源输出功率、电源输出功率D、电源的效率、电源的效率 分析：分析：电源的电动势不变电源的电动势不变电源的路端电压始终变小电源的路端电压始终变小电源的输出功率先增大电源的输出功率先增大 后减小后

23、减小电源的效率等于路端电压与电动势的比值，故始终变小。电源的效率等于路端电压与电动势的比值，故始终变小。BD作业8、理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动理发用的电吹风机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，得到热风将头发吹干。风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈的电阻为设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻，它与电热丝的电阻R2相串相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流，电流为为I，消耗的电功率为，消耗的电功率为P，则有：，则有：A、IUPB、P=I2（R1+R2）C、IU=PD、PI2

24、(R1+R2)分析：电吹风不是纯电阻元件分析：电吹风不是纯电阻元件，故电功大于电热。，故电功大于电热。P=UI对任何元件都成立。对任何元件都成立。I2（R1+R2）仅是发热功率）仅是发热功率 故故PI2(R1+R2)CD作业9、俄罗斯俄罗斯“库尔斯克库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难后，救号核潜艇在巴伦支海遇难后，救援人员在援人员在“库尔斯克库尔斯克”号发现了纪录潜艇各种信息的号发现了纪录潜艇各种信息的“黑匣子黑匣子”，其某一部件外壳上三个电压表的示数为，其某一部件外壳上三个电压表的示数为U1、U2、U3，三个电流表的示数分别为，三个电流表的示数分别为I1、I2、I3，它，它内部的电路结构如图所

25、示，试分别写出内部的电路结构如图所示，试分别写出U1、U2、U3之之间的数学关系表达式和间的数学关系表达式和I1、I2、I3之间的数学关系表达之间的数学关系表达式。式。分析：由图可知电流的流动情况。分析：由图可知电流的流动情况。所以所以I1=I2=I3U1是是R1的电压的电压,U2是是R2的电压的电压U3是是R1和和R2的总电压的总电压所以所以U1+U2=U3 作业10、在如图所示的电路中，电源电动势为在如图所示的电路中，电源电动势为E=6V、内电、内电r=1，电阻，电阻R1=9，R2=2，电容器的电容，电容器的电容C=2F。开始时开关开始时开关S闭合，且电路处于稳定状态，现将开关闭合，且电路

26、处于稳定状态，现将开关S断开，求在断开，求在S断开后，待电路再次达到稳定状态的过程断开后，待电路再次达到稳定状态的过程中，中，(1)通过通过R1的电量；的电量；(2)电源释放的能量。电源释放的能量。（1）S闭合时闭合时I=0.5A，UC=1V，Q1=2 CCS断开后断开后UC2=6V，Q2=12 CC通过通过R1的电量的电量Q=10 C=10C=10-5-5C C（2）电源释放的能量）电源释放的能量W=E Q=60 J=J=6.010-5J 作业11、如图所示的电路中，两个电源的电动势均为如图所示的电路中，两个电源的电动势均为60V，内，内阻均为阻均为2，R1=8，R2=2，虚线方框内是由一个

27、，虚线方框内是由一个6电阻和一个电阻和一个8电阻组成的电路。当只接通电阻组成的电路。当只接通S1、S2时，回路中电流为时，回路中电流为6A；当只接通；当只接通S2、S3时，回路中电时，回路中电流为流为5A，求只接通，求只接通S1、S3时回路中的电流。时回路中的电流。分析：只接通分析：只接通S1、S2时，时，120/（4+8+2+RX）=6 RX=6 6 只接通只接通S2、S3时，时，60/（2+2+RY）=5RY=8 8 只接通只接通S1、S3时，时，I=60/24=2.5A。作业12、如图所示，如图所示，R3=3，电压表读数为，电压表读数为2V，电流，电流表读数为表读数为4/3A，在某段电路

28、发生故障后，两表，在某段电路发生故障后，两表读数分别为读数分别为4.5V和和1.5A，若两电表对电路的影，若两电表对电路的影响忽略不计，（响忽略不计，（1）问电路哪部分发生了故障？）问电路哪部分发生了故障？是何种故障？（是何种故障？（2）求）求R1、R2、E和和r的值。的值。（1）电流表有示数）电流表有示数R1没有断，没有断，R1短路电流表要烧毁短路电流表要烧毁电压表有示数电压表有示数R2没有断，没有断，R2短路则电流表示短路则电流表示 数要减小数要减小R3短路电压表示数为零，只可能是短路电压表示数为零，只可能是R3断了断了（2）E=4.5V+1.5rE=(4/3+2/3)(r+R外外）R1=

29、4.5/1.5=3 2231322234RRRUR R2=3 E=6V，r=1 作业13、AB两地间铺有通讯电缆，长为两地间铺有通讯电缆，长为L，它是由两条并在一，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆，起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆，在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导损坏，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线间接了一个电阻，检查人员经过下面的测量可以确线间接了一个电阻，检查人员经过下面的测量可以确定损坏的位置：定损坏的位置：(1)令令B端的双线断开

30、，在端的双线断开，在A处测出两端间的电阻处测出两端间的电阻RA；(2)令令A端的双线断开，在端的双线断开，在B处测出双线两端间的电阻处测出双线两端间的电阻RB；（3）在）在A端的双线间加一已知电压端的双线间加一已知电压UA，在，在B端用内阻端用内阻很大的电压表测出两线间的电压很大的电压表测出两线间的电压UB。试由以上测量结。试由以上测量结果确定损坏处离果确定损坏处离A的距离。的距离。BAX（L-X）RX例题分析与解答（1）设单位长度电缆电阻为）设单位长度电缆电阻为R0，故障处的电阻，故障处的电阻 为为RX，则则RA=RX+2（L-X）R0，RB=RX+2XR0BAX（L-X）RX在在A端的双线间加一已知电压端的双线间加一已知电压UA，在，在B端用内阻很大的电压表测出端用内阻很大的电压表测出两线间的电压两线间的电压UB。这句话的意思可用下图表示。这句话的意思可用下图表示。UA AABXAAXAXBRUUR,RURXLRURU 02XBXARRRRXXL 又因为又因为 LRUURRUURXLABABABAA2 VUB