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专题9　直流电路与交流电路体 系 重 组核 心 检 索1.闭合电路的欧姆定律．(1)I＝．(2)U路＝E－Ir．2．交变电流的“四值”．(1)最大值：Em＝nBSω．(2)瞬时值：e＝Emsin_ωt．(3)有效值：由电流的热效应定义．(4)平均值：E＝n．3．理想变压器的四个基本关系．(1)功率关系：P入＝P出．(2)电压关系：＝．(3)电流关系：＝．(4)频率关系：f1＝f2.　直流电路的分析与计算　(2015·北京高考)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图9-1所示．光照前两板都不带电．用光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出．假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用．保持光照条件不变．a和b为接线柱．图9-1已知单位时间内从A板逸出的电子数为N，电子逸出时的最大动能为Ekm.元电荷为e.(1)求A板和B板之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短．(2)图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r.(3)在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为U.外电阻上消耗的电功率设为P；单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk.请推导证明：P＝ΔEk.(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明)【审题指导】　(1)光照A，逸出电子，射向B板，于是AB板就形成了直流电源的正负极．(2)随着电子逸出，AB板电压增大，形成的电场阻碍电子向B板运动，最终电子将不能达B板，此时AB板电压最大(对应电子刚好达B板)．(3)a、b短接，B板将释放从A板过来的全部电子．【解析】　(1)由动能定理得Ekm＝eUm，可得Um＝短路时所有逸出的电子都到达B板，故短路电流I短＝Ne.(2)电源的电动势等于断路时的路端电压，即上面求出的Um，所以E＝Um＝电源内阻r＝＝.(3)设电阻两端的电压为U，则电源两端的电压也是U.由动能定理知，一个电子经电源内部电场后损失的动能ΔEke＝eU设单位时间内有N′个电子到达B板，则损失的动能之和ΔEk＝N′ΔEke＝N′eU根据电流的定义，此时电源内部的电流I＝N′e此时流过外电阻的电流也是I＝N′e，外电阻上消耗的电功率P＝IU＝N′eU所以P＝ΔEk.【答案】　(1)　Ne　(2)　　(3)见解析　闭合电路动态分析的两种方法：1．程序分析法：流程如下2．利用结论法：即“串反并同”法．(1)“串反”——即某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大)；(2)“并同”——即某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小)．发散1　直流电路内的电场1．(2015·安徽高考)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.【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．【答案】　C发散2　直流电路的动态分析2．电源的电动势为E，内阻不计，各电阻阻值如图9-3所示，灯泡电阻恒定且与定值电阻R0电阻相等，在滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是(　　)A．灯泡先变暗后变亮B．A、B两端消耗的功率先减小后增大C．电压表、电流表读数均先增大后减小D．电压表读数的变化量ΔU与电流表读数的变化量ΔI的比值不变【解析】　在滑动变阻器的滑动触头P从a端向b端移动过程中，外电路中R0之外的总电阻先增大后减小，将R0归为电源内阻，等效成新电源，由“串反并同”原则知电压表示数先增大后减小，灯泡先变亮再变暗，电流表示数先减小后增大，A、C错；A、B两端消耗的功率相当于新电源的输出功率，因灯泡电阻恒定且与定值电阻R0电阻相等，所以外电路的总电阻总小于新电源内阻，由电源的输出功率与外电阻关系知，随外电阻先增大后减小，A、B两端消耗的功率先增大后减小，B错；电压表读数的变化量ΔU相当于新电源内电压的变化量，电流表读数的变化量ΔI为新电源中电流变化量，所以电压表读数的变化量ΔU与电流表读数的变化量ΔI的比值ΔU/ΔI＝R0，保持不变，D对．【答案】　D发散3　直流电路的计算问题3．(多选)如图9-4甲所示，两个完全相同的灯泡并联后再与R＝5 Ω的定值电阻串联，然后将这部分电路接到输出电压恒为E＝8 V的A、B两端，灯泡两端的电压与通过灯泡的电流满足图乙所示关系，则(　　)图9-4A．图甲中电流表示数为1.0 AB．图甲中每个