2024届新课标高中物理模型与方法专题17 常见的电路模型(解析版).pdf
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1、 2024 xx新课新课标高标高中中物理物理模模型P型P方方法法 _题_题 17 常见常见的电的电路路模型模型 目录 一.电路动态分析模型.1 二含容电路模型.4 O关于IUIU的物理意O模型.7 四电源的输出率随外电阻变W的论及电源的等效思想.11 五电路故障的分析模型.15 一一.电电路动态分析模型路动态分析模型 1.电路的动态分析题是指u于断开或合开关1滑动变阻器滑w的滑动等成电路结构发生了变W某处电路变W又引起其他电路的一系列变W对它们的分析要熟掌握合电路欧姆定律部分电路欧姆定律串1并联电路中电压和电流的关系 2.电路动态分析的O种常电路动态分析的O种常用方法用方法 1程序法 0需要记
2、Q的几个结论1 d当外电路的任何一个电阻增大或减小时整个电路的总电阻一定增大或减小 2 e若电键的通断使串联的用电器增多时总电阻增大若电键的通断使并联的用电器增多时总电阻减小 f用电器断路相当于该处电阻增大至无大用电器短路相当于该处电阻减小至零2 2串并同=结论法 d所谓串=即某一电阻增大时P它串联或间接串联的电阻中的电流1两端电压1电率都将减小之则增大2 e所谓并同=即某一电阻增大时P它并联或间接并联的电阻中的电流1两端电压1电率都将增大之则减小2 即 U串I串P串R U并I并P并 0注意1m时电源要有内阻或有等效内阻串并同=的规律仅作为一种解题技供参考2 3极限法 因变阻器滑w滑动引起电路
3、变W的题 将变阻器的滑w分别滑至两个极端 电阻最大或为零再论2 3.电路动态变W的常见类电路动态变W的常见类型型 d滑动变阻器滑w移动引起的动态变W限流接法时注意哪部分是有效电阻分压接法两部分电阻一增一减臂路接法有最值 e半体传感器引起的动态变W热敏电阻1Z敏电阻1压敏电阻等随温1Z1压力的增大阻值减小 f开关的通断引起的动态变W开关视为电阻接通时其阻值为零断开时其阻值为无大所以u通而断阻值变大u断而通阻值变小2 4.滑动变阻器的几种接法滑动变阻器的几种接法 限流接法 分压接法 臂路接法 部分为有效电阻 向滑动 AB间总阻值减小2 向滑动R并增大R串减小AB 间总电阻减小2 两部分电阻并联RA
4、BY增大后减小当并联的两部分阻值相等时 RAB最大2 00模型演模型演 111 2023河X河X河X鹿中学校联考河X鹿中学校联考O模O模 某磁敏电阻 R 的阻值随外磁场的磁感应 B的增大而增大2有一O同学利用该磁敏电阻设计了一款以测量小车的实验装置如所示条形磁铁的1右两端分别连接两根相同的轻质簧两簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板P磁铁以相对小车无摩擦右移动Q列说法l确的是 A当小车向右做直线运动时电流表示数变大 B当小车向右做减直线运动时电压表示数变小 C当小车向做直线运动时电流表示数变大 D当小车向做减直线运动时电压表示数变小 00模型演模型演 2112023 春春湖南湖南高O长郡中学校联
5、考阶高O长郡中学校联考阶段段 如所示电路中 电源电动势为 E 内阻为 r2 合开关 S电压表示数为 U电流表示数为 I电表均为理想电表在滑动变阻器1R的滑w P u b 端滑到a 端的过程中Q列说法l确的是 AU Y变大后变小 BI Y变小后变大 CU P I 比值Y变大后变小 D电源内部消耗的率Y减小后增大 00模型演模型演 311 2023湖南邵阳湖南邵阳统考模拟预测统考模拟预测如所示电源电动势为 E1内阻为 r滑动变阻器总电阻为 R所有电表均为理想表2当滑wu向右滑动时关于各表示数变W述l确的是 AA1示数能Y增大再减小 BA2示数能Y减小再增大 CA3示数一定Y减小再增大 DV 示数一
6、定一直增大 00模型演模型演 411 2023江苏南京江苏南京统考O模统考O模某牧场设计了一款补水提示器其作原理如所示水量增时滑wQ移电表均为理想电表2Q列说法l确的是 A若选择电压表水量增多时电压表示数变大 B若选择电流表水量增多时电流表示数变小 C若选择电流表P电压表相比电路更节能 D若选择电压表增0R提高灵敏 00模型演模型演 511 2023全全高O_题高O_题在如所示的电路中E 为电源电源内阻为 r小灯 L 灯_电阻O变 电压表 V 为理想电表1R12R为定值电阻3R为滑动变阻器 若将滑动变阻器的滑w向Q移动则 A通过2R的电流变大 B电压表的示数变小 C电源内阻P的电压变大 D小灯
7、消耗的率变小 二含二含容电路模型容电路模型(1)电路简W 电路稳定后把电容器所处的支路视为断路简W电路时以去掉求电荷量时再在相应O置补P2(2)电路稳定时电容器的电压 电路稳定时电容器所在的支路中没有电流P之串联的电阻相当于线其两端无电压2电容器两端的电压等于P之并联的电阻两端的电压2(3)电容器的带电荷量及变W 电容器两端电压的变W引起电容器充1放电2 d利用 QUC 计算电容器初1p状态所带的电荷量 Q1和 Q22 e如果变W前后极板带电的电性相同通过所连线的电荷量为|Q1Q2|2 f如果变W前后极板带电的电性相通过所连线的电荷量为 Q1Q22 0模型演0模型演 111 2023贵黔南贵黔
8、南校考模拟预测校考模拟预测如电源电动势为 E1内阻为 r1R为定值电阻电容器的电容为 C将滑动变阻器的滑wu最P端缓慢地向Q滑动电压表示数变W量的绝对值分别为1U12U 电流表示数变W量的绝对值为I 已知1Rr 滑动变阻器的最大阻值大于 r Q列说法l确的是 A1V12V示数增大A 的示数减小 B1V12V1A 的示数均增大 C1R两端电压增大 D电容器增的电荷量为2C U 00模型演模型演 211 2023海南省直辖县单O海南省直辖县单O嘉中学校考模拟预测嘉中学校考模拟预测如所示的电路中电源电动势为 E内阻为 r开关 S 合后行板电容器中的带电液滴 M 处于静k状态电流表和电压表均为理想电表
9、则 A带电液滴 M 一定带l电 B4R的滑w向P端移动时电流表示数减小电压表示数增大3R率增大 C若仅将电容器Q极板稍微向P移带电液滴 M 将向P极板运动 D若将开关 S 断开带电液滴 M 将向Q极板运动 00模型演模型演 311 2023重庆合重庆合统考模拟预测统考模拟预测在如所示的电路中当合开关 S 后若将滑动变阻器的滑w P 向Q调节则l确的是 A电路再次稳定时电源效率增 B灯 L2变暗电流表的示数减小 C灯 L1变亮电压表的示数减小 D电容器存储的电势能增 00模型演模型演 411 2023全全高O_题高O_题如所示电路中直流电源内阻0r 1R12R为定值电阻滑动变阻器最大阻值为3R1
10、23rRRR=2开关 K 合电路稳定后滑动变阻器的滑w P 缓慢从 b 向 a滑动过程中 A电流表示数变小 B电源的效率减小 C滑动变阻器消耗的率一直减小 D通过2R的电流方向为从 c 到 d 00模型演模型演 511 2023广广模拟预测模拟预测热水器中常用热敏电阻实温制2如是一学小设计的模拟电路1R为热电阻_2R为l温系数的热敏电阻温越高电阻越大 C 为电容器2S 合后当温升高时 A电容器 C 的带电荷量增大 B灯 L 变暗 C电容器 C 两板间的电场减小 D1R消耗的率增大 OO关于关于IUIU的的物理意物理意OO模型模型 00引例分析引例分析11 引例引例 1如所示电源的电动势为E内阻
11、为r调整电路的变电阻R的阻值使电压表V的示数增大U则在这个过程中 A.通过1R的电流增大增量一定等于1RU B2R两端的电压减小减少量一定等于U C.通过2R的电流减小但减少量一定小于2RU D.路端电压增大增量一定等于U 分析P解答 电路结构为RP1R并联 再P2R串联 再连在电源两端22rEUUU=+d u题意得R增大uR1 合开关 SO同规格的灯 L1和 L2均l常发Z将滑动变阻器的滑动w P 向P移动一定的距离理想电流表 A11A21电压表的示数均会发生一定变W其变W量分别用 I11I2和 U 表示则Q列分析v断能l确的是 A电压表 V 示数变大电流表 A1示数变小 B电流表 A2示数
12、O能变为零 C灯 L11L2变暗 D电源的内阻 r=1UI 00模型演模型演 411 2023全全高O_题高O_题如所示1R12R和3R都是阻值为0R的定值电阻R 是滑动变阻器电源内阻为 r1V12V和A都是理想电压表和电流表合开关 S当滑动变阻器的滑wu示O置向缓慢滑动时1U12U分别表示电压表1V12V示数的变W量I表示电流表 A 的示数变W量则Q列说法中l确的是 A1V表示数减小 B2V表示数减小 C00202)32(RRrUIrR+=+D电压表1V示数的变W量1U的绝对值小于电压表2V示数的变W量2U的绝对值 00模型演模型演 511 2023河X石家庄河X石家庄统考O模统考O模在如所
13、示电路中电源电动势12VE=内阻8r=定值电阻12R=210R=320R=滑动变阻器4R的取值范围为 030所打电表均为理想电表2合开关 S在滑动变阻器的滑w从 a 端滑到 b 端的过程中电压表1V1电压表2V1电流表 A 示数的变W量分w为1U12U1I2Q列说法l确的是 A1U大于2U B1UIO变2UI增大 C4R的率Y增大后减小最大值为 0.36W D电源的输出率Y增大后减小最大值为 4.5W 00模型演模型演 611 2023全全高O_题高O_题如所示电源的电动势和内阻分别为 E1r在滑动变阻器的滑wu a 向 b 移动的过程中Q列各物理量变W情况为 A电流表的读数逐渐减小 B0R的
14、率Y减小后增大 C电源的输出率逐渐增大 D电压表P电流表读数改变量的比值UIY减小后增大 00模型演模型演 711 2023四成都四成都高O成都七中校考阶高O成都七中校考阶段段交警使用的某型号酒精测试仪如 1 所示其作原理如 2 所示传感器的电阻值 R 随酒精气体浓的增大而减小电源的电动势为 E内阻为 r电路中的电表均视为理想电表2当一O酒驾驾驶员对着测试仪吹气时Q列说法l确的是 A电压表的示数变大电流表的示数变小 B酒精气体浓越大电源的效率越P C酒精气体浓越大电源的输出率越小 D电压表示数变W量的绝对值P电流表示数变W量的绝对值之比变小 四电四电源的输出率随外源的输出率随外电阻变W的论及电
15、阻变W的论及电源的等效思想电源的等效思想 当外电阻为纯电阻电路时 1电源的输出率 P出I2RE2(rR)2RE2(Rr)2R4r(输出率随外电阻变W的线如所示)(1)当 Rr 时P出最大E24rE24R.(2)当 P出P出最大时每个输出率值对应两个能的外电阻 R1和 R2 rR1R2.(3)Rr 时P出随 R 的增大而减小 2电源的效率 I2RI2(Rr)RRr11rR 随着 R 的增大而增大当 Rr 时电源有最大输出率时效率仅为 50%.31 2 所示的电路中电源的电动势为 E内阻为 rR1为定值电阻N负载电阻 R 取何值时负载 RP将获得最大率?将定值电阻 R1和电源看成一个等效电源如 3
16、 虚线框所示2 则等效电源的电动势EE=内阻rRr+=1 u结论知当rRrR+=1时)(44122rRErEPm+=验证验证)(4)()(1212212rRRrRRERrRRERIP+=+=显然rRR+=1时)(412rREPm+=l确 41 4 所示的电路中电源的电动势为 E内阻为 rR1为定值电阻N负载电阻 R 取何值时负载 R P将获得最大率?5 中虚线框内等效电源的电动势ErRRUEAB+=11UAB为外电路从 AB处断开时的路端电压 内阻rRrRRr+=11并2 E r R 1 s E r R 2 R1 E r R 3 R1 A B E r E r R 4 R1 E r R 5 R1
17、 A B E r 因m当rRrRrR+=11时rRrRrRERrEPm+=1121124)(4 验证验证 rRrRRrRrRRrRERRrRrRRrRERRrRrRRERRRRrRRrERRRRRRrERRRRIRRRP+=+=+=+=+=+=112112112111121112111211112114)()()()()()(显然当rRrRR+=11时rRrRrRERPm+=112114)(l确 00模型演模型演 111 2023湖X湖X模拟预测模拟预测如所示曲线 C11C2是合回路中内1外电路消耗的电率随电流变W的线2u该知Q列说法中错误的是 A电源的电动势为 E=4V 内电阻为 r=1 B
18、短路电流为 4A C电源输出率最大值为 4 W D曲线 C1是外电路消耗的电率随电流变W的线C2是内电路消耗的电率随电流变W的线2 00模型演模型演 211 2023海南海南统考模拟预测统考模拟预测如电阻_ab的总电阻为2R其电阻率O随温的变W而改变2将它P电阻值为 R 的定值电阻串联接在内阻O计的电源两端电压表为理想电表2合开关 S将滑wP u a 向 b 移动则金属_两端的电压 U 和率 P AU O变 BU 增大 CP 减小 DP Y增大后减小 00模型演模型演 311 2023全全高O_题高O_题用标有6V3W=的灯 L116V6W=的灯 L2P理想电压表和理想电流表连接成如v所示的实
19、验电路其中电源电动势 E9V2乙是通过两个灯的电流随两端电压变W的曲线2当其中一个灯l常发Z时 A电流表的示数为 1A B电压表的示数为 6V C电路输出率为 4W D电源内阻为 1 00模型演模型演 411 2023全全高O_题高O_题如所示电路中电源电动势8VE=内阻1r=定值电阻19=R210R=35R=滑动变阻器4R的取值范围为0152 合开关 S 调节滑动变阻器的滑w使4R取O同的阻值接入电路则Q列说法l确的是 A40R=时定值电阻1R消耗的率最大为2W B45R=时电源内阻消耗的率最小为0.5W C410R=时4R消耗的率最大为0.4W D415R=时电源的效率最高为 90 00模
20、型演模型演 511 2023江苏常江苏常江苏省前黄高中江苏省前黄高中学校考二模学校考二模如v所示为一个超声湿器如乙所示为其内部湿监测装置的简W电路2已知电源电压为12V定值电阻0R的阻值为30电流表的量程为0200mA电压表的量程为09V湿敏电阻 R 的阻值随湿HR变W的关系像如丙所示其阻值最大为120中o画出 2则在电路安全作的前提QQ列说法l确的是 A湿敏电阻 R 的电流最小值为80mA B定值电阻 R0的电率范围为0.3W1.2W C电路消耗的总率最大值为3.6W Dm装置能监测的湿范围为30%80%00模型演模型演 611 2023全全高O_题高O_题如所示电路电源电动势为 E内阻为
21、r2合开关调节滑动变阻器滑w 电压表示数为U1 电流表示数为I2 电源的总率PP电压U1 电流I的关系l确的是 AB CD 五电五电路故障的分析模型路故障的分析模型 电路故障一般是短路或断路常见的情况有线断芯1灯断_1灯短路1电阻器内部断路1接触O良等检查故障的基q方法有两种2(1)电压表检测 若电压表示数等于电源电压说明电路中有电流通过电压表电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和电源接通了)则开关 S 和线O断路灯 L 断路即故障所在2(2)假设法 已知电路发生某种故障找故障发生O置时将整个电路划分为若部分然后逐一假设某部分电路发生故障运用欧姆定律进行l向理2理结果若P题述物理象O符合则故
22、障O是发生在这部分电路若理结果P题述物理象符合则故障能发生在这部分电路2直到找出发生故障的全部能为k亦排除法2 00模型演模型演 111 2023 春春X京OX京O高O统考阶段高O统考阶段连接如所示的电路合电键 S 后从 a 向 b 移动滑动变阻器 R 的滑w发小灯一直O发Z电压表的示数逐渐增大=电路的故障能为 A小灯短路 B小灯断路 C电流表断路 D滑动变阻器短路 00模型演模型演 211 2023X京通X京通高O统考期p高O统考期p在如所示的电路中电池1开关和额定电压为 1.5V的灯成串联电路2当合开关时发灯O发Z2为了检验故障某同学在开关合的情况Q用多用电表的电压挡对电路进行检测2检测结
23、果如Q表所示已知电路仅有一处故障um做出的v断中l确的是 测试点 A1C A1D A1E A1F 多用表示数 0 0 1.5V 1.5V AD1E 间线断路 BB1F 间线断路 C灯断路 DA1C 间线断路 00模型演模型演 311 2023山济南山济南高O济南市历城第高O济南市历城第二中学校考阶段二中学校考阶段如所示的电路中合电键灯 L11L2l常发Zu于电路出故障突然发灯 L1变亮灯 L2变暗电流表的读数变小根据分析发生的故障能是 AR1断路 BR2断路 CR3短路 DR4短路 00模型演模型演 411 2023全全模拟预测模拟预测在如所示的电路中开关合后u于电阻元件发生短路或断路故障电压
24、表和电流表的读数都增大则肯定出了Q列哪种故障 A1R短路 B2R短路 C3R短路 D1R断路 00模型演模型演 511 2023全全高O_题高O_题某学生在研串联电路电压特点的实验时连接成如所示的电路接通 S 后他将大内阻的电压表并联在 A1C 两点间电压表示数为 U当并联在 A1B 两点间时电压表示数_为 U当并联在 B1C 两点间时电压表的示数为零则出m种情况的原因能是R11R2的阻值相差O大 AAB 段断路或 BC 段短路 BAB 段短路或 BC 段短路 CAB 段短路或 BC 段断路 DAB 段断路或 BC 段断路 00模型演模型演 611 2023内蒙古呼和浩特内蒙古呼和浩特高O呼市
25、二中校考阶段高O呼市二中校考阶段如所示的电路中电源电动势为 E内阻为 r电流表为理想电表1R12R13R14R均为定值电阻2灯 L1和 L2阻值一定始终安全2合开关 SQ列分析l确的是 A若1R断路则灯 L1和 L2均变亮电流表示数变小 B若2R断路则灯 L1变暗L2变亮电流表示数变小 C若3R短路则灯 L1和 L2均变亮电流表示数变大 D若4R短路则灯 L1变亮L2变暗电流表示数变大 00模型演模型演 711 2023全全高O_题高O_题如示的电路中合开关S灯1L12Ll常发Z2u于电路出故障 突然发1L变亮2L变暗 分析电路特点 若只有某个元件发生的故障 Q列情况能的是 A1R短路 B2R
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