秘籍15 电路热点问题-备战2023年高考物理抢分秘籍（人教）（解析版）.docx

秘籍15 电路热点问题
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结合欧姆定律、电阻定律、电阻串并联规律、桥式电路、伏安特性曲线、线性元件、非线性元件、力的平衡、牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律、电功率、热功率、电源总功率、力的平衡、牛顿第二定律考查
欧姆定律、电阻定律、电阻串并联规律、桥式电路、伏安特性曲线、线性元件、非线性元件、闭合电路欧姆定律、电功率、热功率、电源总功率、力的平衡、牛顿第二定律
由伏安特性曲线考查电阻变化情况、学以致用、等效电源法、图像法、二次函数求极值
一、纯电阻电路结构分析
1.四个有用的结论
(1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻，串联电阻增多时，总电阻增大．
(2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻，并联支路增多时，总电阻减小．
(3)不论串联电路还是并联电路，只要某个电阻增大，总电阻就增大，反之则减小．
(4)不论串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和．
2.一个典型的极值电路
如图所示，如果R1＝R2，当P从a→b时，RAB先增大后减小，且当RaP＝RPb(即P位于a、b的中点)时RAB最大．
3.分支法、等势法
例1、(多选)在如图所示的电路中，电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计．则(　　)
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V
答案　AC
解析　当cd端短路时，R2与R3的并联电阻为30 Ω，两电阻并联后与R1串联，ab间的等效电阻为40 Ω，选项A正确；当ab端短路时，R1与R3的并联电阻为8 Ω，两电阻并联后与R2串联，cd间等效电阻为128 Ω，选项B错；当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R3两端的电压，为Ucd＝×100 V＝80 V，选项C对；当cd两端接通测试电源时，电阻R1未接入电路，ab两端电压即R3两端的电压，为Uab＝×100 V＝25 V，选项D错．
例2、用图所示的电路可以测量电阻的阻值．图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为(　　)
A.R0 B.R0
C.R0 D.R0
答案　C
解析　当灵敏电流表的电流为零时，有＝，可得Rx＝R0.
二、电流、电阻、电压的计算
1．导体的伏安特性曲线
(1)I－U图线
(2)电阻的大小：线性元件该图线的斜率k＝＝.
(3)线性元件：伏安特性曲线是正比例的电学元件．
(4)非线性元件：伏安特性曲线不是正比例的电学元件．
2、利用“柱体微元”模型求电流
利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时，注意以下基本思路：
设柱体微元的长度为L，横截面积为S，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷定向移动的速率为v，则：
(1)柱体微元中的总电荷量为Q＝nLSq.
(2)电荷通过横截面的时间t＝.
(3)电流的微观表达式I＝＝nqvS.
例3、如图所示，一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(　　)
A. B.
C．ρnev D.
答案　C
解析　由电流定义可知：I＝＝＝neSv.由欧姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，又E＝，故E＝ρnev，选项C正确．
例4、如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab＝10 cm，bc＝5 cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流强度为2 A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为(　　)
A．0.5 A B．1 A
C．2 A D．4 A
答案　A
解析　设金属薄片厚度为d′，根据电阻定律公式R＝ρ，有RCD＝ρ，RAB＝ρ，故＝×＝；根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比．故两次电流之比为4∶1，故第二次电流为0.5 A，故选A.
三、非纯电阻元件
非纯电阻电路的分析方法
1）．抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键．若能求出UM、
IM，就能确定电动机的电功率P＝UMIM，根据电流I