2019届高三物理二轮复习恒定电流及电学实验题型归纳.docxVIP

2019届高三物理二轮复习恒定电流及电学实验题型归纳 类型一、直流电路的功率计算 直流电路有纯电阻电路和非纯电阻电路之分． 对于纯电阻电路（如白炽灯、电炉丝等构成的电路），电流做功将电能全部转化为内能，此时有，即，显然，计算电功或电热时，可采用公式中的任一形式进行计算．而对于非纯电阻电路（如含有电动机、电解槽等电路），电流做功将电能除转化为内能外，还转化为机械能、化学能等． 这时电功等于，产生的热量等于，电功大于电热．在这种情况下，不能用或来计算电功．根据能的转化和守恒定律可知，在非纯电阻电路上，电能的转化为：电功=电热+其他形式的能．即（转化为其他形式的能）． 例1. 一直流电动机线圈的内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为时，电流为．松开转轴，在线圈两端加电压为时，电流为，电动机正常工作．求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？ 【思路点拨】正确识别纯电阻电路和非电阻电路，注意“使其不能转动”时和“正常工作时”的根本区别。 【答案】 【解析】电动机不转动时，在电路中起作用的只是电动机线圈的电阻，可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻．电动机转动时，消耗的电能大部分要转化为机械能，还有一小部分要在线圈的电阻上转化为内能． 其输入的电功率为： ， 电动机的机械功率： 【总结升华】（1）正确识别纯电阻电路和非电阻电路，不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，要从其工作状态及能量转化来分析判定．当电动机不转动时，其消耗的电能完全转化为内能．是纯电阻电路． （2）在非纯电阻电路里，欧姆定律不再成立，并要注意区别电功和电热，搞清楚电路中能量的转化关系．电热为，电动机消耗的电能为．对电动机来说，输入的功率；发热的功率；输出的功率，即机械功率． 举一反三 【变式1】许多精密仪器中常常采用如图所示的电路精确地调节某一电阻两端的电压，图中、是两只滑动变阻器，通过它们可以对负载电阻（阻值约为）两端的电压进行粗调和微调，已知两滑动变阻器的最大电阻分别为和，那么，下面关于、的说法中正确的是（ ） A．如,，调节起粗调作用 B．如,，调节起微调作用 C．如,，调节起粗调作用 D．如, ，调节起微调作用 【答案】D 【变式2】如图所示；电源电动势为，内阻为，一个“”的电灯与一个绕线电阻为的电动机串联．已知电路中电灯正常发光，则电动机输出功率为（ ） A．； B．； C．； D．． 【答案】A 类型二、直流电路中的极值问题 极值问题在物理习题中经常出现，处理这类问题的常见方法是：先找出物理量间的函数关系，再利用数学知识求极值．在处理直流电路中的极值问题时，应先分析电路结构，并画出等效电路，写出含有变量的等效电阻或电流、电压、功率的表达式。然后求极值． 例2． 如图所示电路中，电阻，，电源电动势，内阻．求： （1）当电流表示数为时，变阻箱的阻值多大？ （2）当阻值多大时，它消耗的电功率最大？ （3）当阻值多大时，电源的输出功率最大？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】由电路图可知，与并联后再与串联，电流表是测量通过电阻的电流，根据串并联电路的特点以及闭合电路欧姆定律可求出该题的答案． （1）设干路电流为，根据并联电路的分流原理： ① 外电路的总电阻 ② 由闭合电路欧姆定律得 ③ 由①②③式求得 ． （2）设阻值为时，它消耗的功率最大为，此时外电路总电阻为 ④ 干路电流 。 ⑤ ， ⑥ ． ⑦ 由④⑤⑥⑦式得： ． 当时，消耗的功率最大，即 ． （3）设阻值为时，电源输出功率最大为， ． 当外电路的总电阻时，电源输出功率最大．因，所以，当越接近时输出功率最大．故只有当时，接近，此时电源输出功率最大． 【总结升华】本题涉及闭合电路欧姆定律和电功率的知识，考查了运用数学极值法处理物理问题的能力，这是处理物理极值问题的基本方法。 类型三、含电容电路问题 电容器是一个储存电能的元件．在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的、不漏电的情况）的元件，在电容器处的电路可看做是断路，简化电路时可去掉它．简化后若要求电容器所带的电荷量时，可在相