2018高考物理 考前復(fù)習(xí)利器之靜電場和電路 專題2 直流電路 閉合電路歐姆定律學(xué)案

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1、 閉合電路歐姆定律 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．了解閉合電路的構(gòu)成及相關(guān)物理量，如內(nèi)電路、外電路、內(nèi)阻、外電阻、內(nèi)電壓、路端電壓等。 　　2．理解閉合電路中電源的電動(dòng)勢(shì)、路端電壓和內(nèi)電壓的關(guān)系。 　　3．理解閉合電路中電流的決定因素和閉合電路歐姆定律的意義。 　　4．理解路端電壓隨外電阻變化的原因。 　　5．能夠熟練地運(yùn)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行電路計(jì)算和動(dòng)態(tài)分析。 　　6．理解閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化及守恒定律的體現(xiàn)。 　 7．能夠熟練對(duì)閉合電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。 　　8．理解對(duì)電路各量變化因果關(guān)系。 【要點(diǎn)梳理】 要點(diǎn)一、閉合電路的有關(guān)概念 　如圖所示，將電源和用電器連

2、接起來，就構(gòu)成閉合電路。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．內(nèi)電路、內(nèi)電壓、內(nèi)電阻 　?。?）內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路叫做閉合電路的內(nèi)電路。 　　（2）內(nèi)電阻：內(nèi)電路的電阻叫做電源的內(nèi)阻。 　?。?）內(nèi)電壓：當(dāng)電路中有電流通過時(shí)，內(nèi)電路兩端的電壓叫內(nèi)電壓，用表示。 　　2．外電路、外電壓（路端電壓） 　?。?）外電路：電源外部的電路叫閉合電路的外電路。 　?。?）外電壓：外電路兩端的電壓叫外電壓，也叫路端電壓，用表示。 3．閉合回路的電流方向 在外電路中，電流方向由正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢(shì)降低。 在內(nèi)電路中，即在電

3、源內(nèi)部，通過非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，所以電流方向?yàn)樨?fù)極流向正極。 內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。 要點(diǎn)詮釋：電路中的電勢(shì)變化情況 （1）在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低。 （2）在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢(shì)也降低；另一方面，由于電源的電動(dòng)勢(shì)，電勢(shì)還要升高。 電勢(shì)“有升有降” 其中： 要點(diǎn)二、閉合電路歐姆定律 1．定律的內(nèi)容及表達(dá)式 　　（1）對(duì)純電阻電路 　　 常用的變形式： ；；． 表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比． （2）電源電壓、電動(dòng)勢(shì)、路端電壓 電動(dòng)勢(shì)： (對(duì)確定

4、的電源，一般認(rèn)為不變) 路端電壓:　　 　　　(可變) 如圖： 增大，電流減小，路端電壓增大 減小，電流增大，路端電壓減小 （3）電源的特征曲線——路端電壓隨干路電流變化的圖象． ①圖象的函數(shù)表達(dá)： ②圖象的物理意義 a．在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)． b．在橫軸上的截距表示電源的短路電流 c．圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害． 2．定律的意義及說明 　?。?）意義：定律說明了閉合電路中的電流取決于兩個(gè)因素即電源的電動(dòng)勢(shì)和閉合回路的總電阻，這是一對(duì)矛盾在電路中的統(tǒng)一。變式則說明了在閉合

5、電路中電勢(shì)升和降是相等的。 　?。?）說明 　　①用電壓表接在電源兩極間測(cè)得的電壓是路端電壓，不是內(nèi)電路兩端的電壓，也不是電源電動(dòng)勢(shì)，所以． 　?、诋?dāng)電源沒有接入電路時(shí)，因無電流通過內(nèi)電路，所以，此時(shí)，即電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)的路端電壓。 　?、刍蛑贿m用于外電路為純電阻的閉合電路。和適用于所有的閉合電路。 要點(diǎn)三、路端電壓與外電阻的關(guān)系 1．路端電壓及在閉合電路中的表達(dá)形式 　　（1）路端電壓：外電路兩端的電壓，也叫外電壓，也就是電源正負(fù)極間的電壓。 　?。?）公式：對(duì)純電阻外電路 ． 2．路端電壓與外電阻R之間的關(guān)系 　?。?）當(dāng)外電阻增大時(shí)，

6、根據(jù)可知，電流減?。ê蜑槎ㄖ担?；內(nèi)電壓減小，根據(jù)可知路端電壓增大；當(dāng)外電路斷開時(shí)，，此時(shí)． 　?。?）當(dāng)外電阻減小時(shí)，根據(jù)可知，電流增大；內(nèi)電壓增大。根據(jù)可知路端電壓減??；當(dāng)電路短路時(shí)，，，． 　　要點(diǎn)詮釋： 　?、佼?dāng)外電路斷開時(shí)，，，，，此為直接測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)的依據(jù)。 　　②當(dāng)外電路短路時(shí)，，（短路電流），，由于電源內(nèi)阻很小，所以短路時(shí)會(huì)形成很大的電流，這就要求我們絕對(duì)不能把電源兩極不經(jīng)負(fù)載而直接相連接。 要點(diǎn)四、電源輸出電壓（路端電壓）和輸出電流（電路總電流）之間的關(guān)系 1．關(guān)系： 　　由關(guān)系式可見關(guān)系取決于電源的參數(shù)：電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，路端電壓隨輸出電流變化的快慢，僅

7、取決于電源的內(nèi)阻，換句話說就是電源的負(fù)載能力取決于其內(nèi)阻的大小。 2．圖象及意義 　?。?）由可知，圖象是一條斜向下的直線，如圖所示。 　　　　　　　　 　?。?）縱軸的截距等于電源的電動(dòng)勢(shì)；橫軸的截距等于外電路短路時(shí)的電流（短路電流）． 　?。?）直線的斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻，即． 　?。?）部分電路歐姆定律的曲線與閉合電路歐姆定律曲線的區(qū)別 　?、購谋硎镜膬?nèi)容上看，圖乙是對(duì)某固定電阻而言的，縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別表示該電阻兩端的電壓和通過該電阻的電流，反映跟的正比關(guān)系；圖甲是對(duì)閉合電路整體而言的，是電源的輸出特性曲線，表示路端電壓，表示通過電源的電流，圖象反映與的制約

8、關(guān)系。 　　　　　　　　　　 　?、趶膱D象的物理意義上看，圖乙是表示導(dǎo)體的性質(zhì)，圖甲是表示電源的性質(zhì)，在圖乙中，與成正比（圖象是直線）的前提是電阻保持一定；在圖甲中，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻不變，外電阻是變化的，正是的變化，才有和的變化（圖象也是直線）。 要點(diǎn)五、電源、電路的功率及效率 　　1．電源的總功率、電源內(nèi)阻消耗功率及電源的輸出功率 　?。?）電源的總功率： （普遍適用）， （只適用于外電路為純電阻的電路）。 　　（2）電源內(nèi)阻消耗的功率： ． 　?。?）電源的輸出功率： （普遍適用）， （只適用于外電路為純電阻的電路）。 2．輸出功率隨外電阻的變化規(guī)律

9、 　?。?）電源的輸出功率： （外電路為純電阻電路）。 　?。?）結(jié)論： 　?、佼?dāng)時(shí)，電源的輸出功率最大． 　?、谂c的關(guān)系如圖所示。 　　　　　 　?、郛?dāng)時(shí)，隨的增大輸出功率越來越大。 　?、墚?dāng)時(shí)，隨的增大輸出功率越來越小。 　　⑤當(dāng)時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻，且． 3．閉合電路上功率分配關(guān)系為：，即。 　　閉合電路上功率分配關(guān)系，反映了閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化和守恒，即電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出給外電路，并在外電路上轉(zhuǎn)化為其它形式的能，能量守恒的表達(dá)式為： 　　 （普遍適用） 　 （只適用于外電路為純電阻的電路）。

10、 4．電源的效率 　　 （只適用于外電路為純電阻的電路）。 　　由上式可知，外電阻越大，電源的效率越高。 　　說明：輸出功率最大時(shí)，，此時(shí)電源的效率． 5．定值電阻上消耗的最大功率 　　當(dāng)電路中的電流最大時(shí)定值電阻上消耗的功率最大。 6．滑動(dòng)變阻器上消耗的最大功率 　　此時(shí)分析要看具體的情況，可結(jié)合電源的輸出的最大功率的關(guān)系，把滑動(dòng)變阻器以外的電阻看做電源的內(nèi)電阻，此時(shí)電路可等效成為一個(gè)新電源和滑動(dòng)變阻器組成的新電路，然后利用電源輸出的最大功率的關(guān)系分析即可。 7．閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的計(jì)算 　　設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為，外電路電阻為，內(nèi)電阻為，

11、閉合電路的電流為，在時(shí)間內(nèi)： 　?。?）外電路中電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為． 　?。?）內(nèi)電路中電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為． 　?。?）非靜電力做的功為． 　　根據(jù)能量守恒定律，有 ，即：． 8．電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的計(jì)算方法 　?。?）由知，只要知道兩組的值，就可以通過解方程組，求出的值。 　?。?）由知，只要知道兩組的值，就能求解。 　?。?）由知，只要知道兩組的值，就能求解。 9．?dāng)?shù)學(xué)知識(shí)在電路分析中的運(yùn)用 　?。?）分析：當(dāng)電壓表直接接在電源的兩極上時(shí)，電壓表與電源構(gòu)成了閉合電路，如圖所示，電壓表所測(cè)量的為路端電壓，即： 　　 . 　　由上式可以看出，但

12、隨著的增大，也增大，在一般情況下，當(dāng)，所以 .　 　?。?）結(jié)論： 　?、匐妷罕碇苯咏釉陔娫吹膬蓸O上，其示數(shù)不等于電源電動(dòng)勢(shì)，但很接近電源電動(dòng)勢(shì)。 　?、谌綦妷罕頌槔硐氲碾妷罕恚?，則；理想電壓表直接接在電源兩極上，其示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)。 10.電路極值問題的求解 　?。ㄔ陔娫摧敵龉β实挠?jì)算中體現(xiàn)） 【典型例題】 類型一、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用 例1．汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬時(shí)變暗，如圖，在打開車燈的情況下，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為，若電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為。電流表內(nèi)阻不計(jì)，則因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，車燈的電功率降低了（　 ） 　　

13、A．　 　B．　　　C． 　　D． 　　【思路點(diǎn)撥】在本題中應(yīng)用閉合電路歐姆定律求解路端電壓及功率問題時(shí)，車燈的電阻認(rèn)為不變。注意“降低了”與“降低到”意義的不同。 【答案】B 【解析】電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)， ， 電燈功率 ． 　　電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)， ． 　　設(shè)電燈阻值不變，由，可得 ． 　　電功率的減少量 ． 　　【總結(jié)升華】本題主要考查應(yīng)用閉合電路歐姆定律求解路端電壓及功率問題，要求處理問題時(shí)，敢于排除次要因素的影響（燈絲電阻不變），為考查審題能力，設(shè)置了“陷阱”選項(xiàng)D，題中求電功率“降低了”，而D項(xiàng)為“降低到”，稍有不慎就會(huì)出錯(cuò)。 舉一反三： 【變式1】在圖中，，

14、．當(dāng)開關(guān)切換到位置時(shí)，電流表的示數(shù)為；當(dāng)開關(guān)扳到位置時(shí)，電流表的示數(shù)為．求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻． 【答案】，. 【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律可列出方程： 消去，解出，得 代入數(shù)值，得 ． 將值代入中，可得 ． 【變式2】在圖中，電源內(nèi)阻不能忽略,，．當(dāng)開關(guān)切換到位置時(shí)，電流表的示數(shù)為；當(dāng)開關(guān)扳到位置時(shí)，電流表的示數(shù)可能為下列情況中的（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律可列出方程： 聯(lián)立方程，代入數(shù)據(jù)求解： 解得： . 【

15、變式3】在圖所示的電路中，電源的內(nèi)阻不能忽略。已知定值電阻，。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)置于位置時(shí)，電壓表讀數(shù)為。則當(dāng)置于位置時(shí)，電壓表讀數(shù)的可能值為（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】置于位置時(shí) . 置于位置時(shí) . 聯(lián)立得： . 解得： . 類型二、閉合電路功率的計(jì)算 例2．如圖所示，為電阻箱，電表為理想電壓表。當(dāng)電阻箱讀數(shù)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為。求： 　?。?）電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻； 　?。?）當(dāng)電阻箱讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大？最大值為多少？　　 【答案】（1）　

16、（2）　 【解析】 　?。?）由閉合電路歐姆定律有 　　　 　．　　　　　　　　　　　　　 ① 　　 　?。　　　　　　　　　　　　?② 　　 聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)解得 ，． 　　（2）由電功率表達(dá)式 ．　　 　　　　 ③ 　　 將③式變形為 ．　　 　　　　 ④ 　　 由④式知，當(dāng)時(shí)，有最大值 ． 　　【總結(jié)升華】（1）本題介紹了一種測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的方法，即已知兩組數(shù)據(jù)，由閉合電路歐姆定律列兩個(gè)方程解出。 　　（2）電源輸出功率最大，一定是當(dāng)時(shí)，但作為計(jì)算題要寫出推導(dǎo)過程。 舉一反三： 【變式】三

17、只燈泡和的額定電壓分別為、和，它們的額定電流都為。若將它們連接成如圖所示兩種電路，且燈泡都正常發(fā)光。 　　（1）試求圖甲電路的總電流的和電阻消耗的電功率； 　?。?）分別計(jì)算兩電路電源提供的電功率，并說明哪個(gè)電路更節(jié)能。 　　　　 　　　 【答案】（1）　　 （2）　　 乙電路 　　【解析】（1）由題意，在題圖甲電路中，電路的總電流 ， 　　　　， 　　　　， 　　　?。? 電阻消耗功率 ． （2）題圖甲電源提供的電功率 　　　?。? 　　題圖乙電源提供的電功率 　　　?。? 　　由于燈泡都正常發(fā)光，兩電路有用功率相等，而 ， 　　所以，題圖乙電

18、路比題圖甲電路節(jié)能。 類型三、閉合電路動(dòng)態(tài)分析 例3．如圖所示的電路，L1、 L2和L3為三個(gè)相同的燈泡，燈泡電阻大于電源內(nèi)阻，當(dāng)變阻器R的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是（ ） A．L1、L3兩燈變亮，L2燈變暗 B．L2燈中電流變化值小于L3燈中電流變化值 C．電源輸出功率增大 D．電源的供電效率增大 【思路點(diǎn)撥】外阻變化→干路電流變化→內(nèi)電壓變化，內(nèi)電路消耗的功率變化→外電壓變化，電源輸出功率發(fā)生變化→各元件上的電壓和功率發(fā)生變化；電源輸出的功率和電源的效率是兩個(gè)不同的概念。 【答案】ABC 【解析】滑片P向左移動(dòng)，電阻變小，總電流I變大，L1變亮。L1和

19、內(nèi)阻分壓變大，并聯(lián)部分電壓變小，L2燈變暗，變小，又I變大，所以變大，L3燈變亮，A對(duì)；變小，變大，I變大，所以變化值小于變化值，B對(duì)；燈泡電阻大于電源內(nèi)阻，當(dāng)電阻變小且始終大于內(nèi)阻時(shí)，電源輸出功率增大，C對(duì)；,電阻變小,總電流變大, 內(nèi)阻分壓變大,路端電壓變小，電源的供電效率減小，D錯(cuò)。 【總結(jié)升華】弄清電路狀態(tài)轉(zhuǎn)化對(duì)應(yīng)外電阻的變化情況是解決此類問題關(guān)鍵所在。 　　①電路動(dòng)態(tài)分析常規(guī)思路就是：外阻變化→干路電流變化→內(nèi)電壓變化，內(nèi)電路消耗的功率變化→外電壓變化，電源輸出功率發(fā)生變化→各元件上的電壓和功率發(fā)生變化等； 　?、陔娫摧敵龅墓β屎碗娫吹男适莾蓚€(gè)不同的概念，二者不能混淆。 舉

20、一反三： 　　【變式】如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)閉合后，在變阻器的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過程中 A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小 B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大 C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小 D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大。 【答案】A 【解析】變阻器的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻減小，電路中總電阻變小，由可得，電路中總電流增大，內(nèi)阻上分到的電壓變大，路端電壓變小。電壓表的示數(shù)減小，總電流增大，電阻分到的電壓增大。由于,路端電壓減小，分到的電壓增大，所以分到的電壓減小，電流表的示數(shù)變小。綜合上述，A項(xiàng)正確，B、

21、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 例4．如圖電路：當(dāng)增大，則路端電壓、、、、兩端電壓及干路電流、通過、、、的電流如何變化？ 【答案】增大，增大，增大，減小，增大； 減小，減小，增大，減小，增大. 【解析】當(dāng)增大，總電阻一定增大；由，干路電流一定減??；由，路端電壓一定增大；因此兩端電壓、通過的電流一定增大；由，因此兩端電壓、通過的電流一定減?。挥?，因此兩端電壓、通過的電流一定增大；由、并聯(lián)，及，因此兩端電壓一定增大、通過的電流一定減小。 【總結(jié)升華】這是一個(gè)由閉合電路中外電路電阻變化引起的動(dòng)態(tài)分析問題.閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會(huì)影響整個(gè)電路，使總電路和每一部

22、分的電流、電壓都發(fā)生變化。 討論依據(jù)是：閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系。 舉一反三 【變式】燈與燈電阻相同，當(dāng)變阻器滑片向下移動(dòng)時(shí)，對(duì)兩燈明暗程度的變化判斷正確的是（ ） A．兩燈都變亮 B．兩燈都變暗 C．燈變亮，燈變暗 D．燈變暗，燈變亮 【答案】B 【解析】滑片向下運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變小，與燈并聯(lián)之后的電阻變小，外電路的總阻值變小。 結(jié)論：兩燈都變暗，選“B” 例5．在如圖所示的電路中，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)頭向端移動(dòng)時(shí)（ ）

23、A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小 B．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大 C．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大 D．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小 【思路點(diǎn)撥】基本思路是：局部→整體→局部，即從阻值變化的電路入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判知的變化情況，再由閉合電路歐姆定律判知和的變化情況，最后再由部分電路歐姆定律確定各部分量的變化情況． 【答案】B 【解析】 方法一：程序法 本例題中當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)頭向端移動(dòng)時(shí)．有 ， 即電壓表示數(shù)減小． ， 即電流表示數(shù)變大，故答案選B． 方法二：等效電源法 將原電路

24、圖畫為如圖所示的等效電路圖．將和電源等效為一個(gè)新的電源． 電壓表的示數(shù)就是原電源的路端電壓，可直接判斷，故電壓表示數(shù)減小． 當(dāng)將虛框中的整個(gè)電路視為一個(gè)等效電源時(shí)，電流表所示的就是等效電源的總電流，由于．故電流表示數(shù)變大，即答案應(yīng)選B。 【總結(jié)升華】電路動(dòng)態(tài)問題分析既是我們學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)問題，也是高考命題的典型題型，具有綜合性強(qiáng)、考查知識(shí)點(diǎn)多，分析方法靈活多樣等特點(diǎn)，是一類提升分析與綜合能力的好題目． 類型四、閉合電路綜合問題 　　例6．如圖所示的電路中，電路消耗的總功率為，電阻為，為，電源內(nèi)阻為，電源的效率為，求： 　　（1）兩點(diǎn)間的電壓。 　　（2）電源的電動(dòng)勢(shì)

25、。 　　【答案】（1）　 （2） 【解析】分析：電源的總功率 ， 電源輸出功率 ， 由此推出 ， 即 ， 求得通過電源的電流，進(jìn)而求出 ． 解：電源內(nèi)部的熱功率 ， 又因?yàn)? ， 所以 ． 　　由于并聯(lián)，所以 ． 　　由，可得 ． 　　【總結(jié)升華】（1）總電流是聯(lián)系內(nèi)外電路的橋梁，是求解閉合電路問題的關(guān)鍵。 　?。?）總電流可以由求得，也可以由或求得，還可由電源的總功率、輸出功率、內(nèi)部熱功率求得，應(yīng)視具體問題具體分析。 舉一反三： 【變式】如圖所示的電路中電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，電阻，，電壓表為理想的。求開關(guān)分別撥到和三個(gè)位置時(shí)，電壓表的示數(shù)

26、分別是多少？ 　 【答案】 　　【解析】當(dāng)開關(guān)置于位置時(shí)，電阻被短路，其兩端電壓為零，電壓表示數(shù)為零。 　　當(dāng)開關(guān)置于位置時(shí)，回路中電流 　　　　　?。? 　　電阻兩端電壓 ．　　　　　 即電壓表示數(shù)為． 　　　　　當(dāng)開關(guān)置于位置時(shí)，回路中電流 　　　　?。? 　　　　　電阻兩端電壓． 　　　　　即電壓表示數(shù)為． 　　【總結(jié)升華】遇電路分析問題時(shí)，學(xué)生易因?qū)﹄娐方Y(jié)構(gòu)分析不清導(dǎo)致出錯(cuò)。 類型五、非純電阻電路的計(jì)算 　　例7．有一起重機(jī)用的直流電動(dòng)機(jī)，如圖所示，其內(nèi)阻，線路電阻，電源電壓，電壓表示數(shù)為，求： 　?。?）通過電動(dòng)機(jī)的電流；

27、 　　（2）輸入到電動(dòng)機(jī)的功率； 　　（3）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。 　　【思路點(diǎn)撥】注意“電動(dòng)機(jī)”不是純電阻。 【答案】（1）（2）（3） 【解析】（1）電路中電阻這一段電路是純電阻電路，所以 　　　?。? 　　　　　由于與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，所以電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈中的電流也為。 　?。?）． 　?。?）． 　　　　?。? 　　【總結(jié)升華】有的同學(xué)這樣求第（1）問：，這是錯(cuò)把電動(dòng)機(jī)當(dāng)成了純電阻，這將導(dǎo)致（2）、（3）問也做錯(cuò)。 例8．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E=30V，內(nèi)阻為r=1Ω，電燈上標(biāo)有“6V，12W”字樣，直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻R=2Ω.若電燈恰能正常發(fā)光， 求

28、：（1）流過電燈的電流是多大？ （2）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓是多大？ （3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率是多少？ 【答案】（1）（2）（3） 【解析】（1）燈泡正常發(fā)光，則其功率和電壓都為額定值，故電流為： （2）由閉合電流的歐姆定律 所以M兩端電壓為： （3）電動(dòng)機(jī)的輸入功率為 電動(dòng)機(jī)的熱功率為 根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒得到，電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于輸入功率減發(fā)熱功率，即： 【總結(jié)升華】對(duì)電源而言，對(duì)應(yīng)著總功率、輸出功率和內(nèi)功率，它們的關(guān)系是，各自計(jì)算式不盡相同，要注意區(qū)別．對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，也有同樣的問題，既有電源，又有電動(dòng)機(jī)，須更加注意． 類型六、電路故障判斷及電路計(jì)算 　　例9．

29、如圖所示的電路中，已知，電流表讀數(shù)為，電壓表讀數(shù)為，現(xiàn)由于某一只電阻斷路，使電流表示數(shù)為，電壓表的示數(shù)變?yōu)?。求? 　?。?）是哪一只電阻發(fā)生了斷路？ 　?。?）電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻各是多少？ 【思路點(diǎn)撥】認(rèn)真審題會(huì)發(fā)現(xiàn)：電流表示數(shù)增大，電壓表的示數(shù)增大。即可判斷哪一只電阻發(fā)生了斷路。作出短路后的電路圖，結(jié)合短路前的電路，應(yīng)用閉合電路歐姆定律和串并聯(lián)知識(shí)，求得電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 【答案】（1）斷路　 （2），． 　　【解析】 　?。?）由題意知一定是斷路。 　?。?）斷路后，電源的外電路只有，電壓表示數(shù)為路端電壓，電流表示數(shù)為總電流。即 ． 　　斷路前，

30、流過的電流為 ， 　　電路中的總電流 ， 　　路端電壓 ． 　　所以有 ，， 　　代入數(shù)據(jù) ，， 　　解得 ，． 【總結(jié)升華】中學(xué)教材涉及的電路故障通常是短路或斷路，這種故障必伴隨某段電路以及整個(gè)電路的總電阻發(fā)生變化，進(jìn)而引起路端電壓、各元件兩端電壓、電流發(fā)生變化，只要弄清各量變化方向（變大或變?。┍憧勺龀稣_判斷。 電阻斷路后，兩表均有示數(shù)，說明一定是斷路。只要分別求出斷路前后的路端電壓和總電流就可通過方程組的方法求出。 類型七、根據(jù)圖象進(jìn)行電路計(jì)算 　　例10．如圖所示，直線為某一直流電源的總功率隨電流的變化圖象，拋物線為同一直流電源內(nèi)部熱功率隨電流

31、變化的圖象。若的橫坐標(biāo)為，那么段表示的功率為（　 ） 　　A．　 B．　 C．　 D． 　　【答案】C 【解析】根據(jù)，，得 　 　　　 ，， 得 . 當(dāng)時(shí)， ，. 　　段表示的功率值： . 　　故C選項(xiàng)正確。 【總結(jié)升華】將電源的總功率和內(nèi)部發(fā)熱功率結(jié)合起來，形成一閉合電路能量轉(zhuǎn)化情景，即。在干路電流為I的工作狀態(tài)下電源的輸出功率，反映在圖上對(duì)應(yīng)段的數(shù)值。 舉一反三 【變式】一電子元件的電壓與電流的關(guān)系如圖所示，將該電子元件與一個(gè)的電阻串聯(lián)，再接至電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻的電源上，試求電路中的電流及電源的效率． 【答案】 【解析】 該電子元件在電路中的電壓為，通過的電流為，由閉合電路歐姆定律有： ． 即 畫出該元件在此電路中的電流，隨電壓的變化圖象（圖中未畫出，讀者可自己畫上）為一條直線，該直線與圖中曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為，，所以電路中的電流為，電源的效率． 【總結(jié)升華】 該電子元件為非線性元件，其電阻是變化的，所以設(shè)法求出該元件在實(shí)際電路當(dāng)中的電流和電壓是解決本題的關(guān)鍵，本題就是利用兩個(gè)圖象的交點(diǎn)，來找到實(shí)際工作的電壓和電流． 23