【电路“一\二\三\五”】一个灯一个开关接线图
时间：2020-02-23 07:29:37 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
电路是高考的重点和热点，每年必有命题. 根据近年高考，本部分的热点考点有：动态电路问题，电源的功率问题，伏安曲线或电源的UI图象，电动势和内阻的测量，电表的读数，变阻器的分压和限流接法选择，电流表的内外接法选择等.
笔者根据多年来的应考经验总结出了电路“一、二、三、五”，供同学们备考：
一、一个原则：即电路的等效原则
1. 无电流的支路可省去；
2. 电势相等的点可合并；
3. 理想电压表视为断路，理想电流表则视为短路；
4. 电路稳定时，电容器可作断路处理.
例1某同学设计了一个转向灯电路（图1），其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源.当S置于位置1时，以下判断正确的是（）
A. L的功率小于额定功率
B. L1亮，其功率等于额定功率
C. L2亮，其功率等于额定功率
D. 含L支路的总功率较另一支路的大
解析本题考查的是闭合电路欧姆定律、电功率. 先画等效电路图可知，当S置于位置1时，含L、L2支路与L1支路并联，电源电动势为6 V，三个灯的额定电压也为6 V，根据闭合电路欧姆定律可知，电源分一部分电压，外电压将小于6 V，所以三个灯的实际功率均小于额定功率，故A正确，B、C错误；又含L支路的总电阻大于L1支路的电阻，根据电功率P = 可知，含L的支路较另一支路电阻大，总功率较另一支路的小，故D错误. 故选A.
点拨本题对于D选项的判断基本上都能完成，本题的主要误区在于B、C选项的判断，电源电动势为6V，很容易让考生产生误解；并联电路的电压等于电源电动势，所以L1亮，其功率等于额定功率.
二、两种图线
1. 导体的伏安特性曲线
如图2，线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，直线的斜率在数值上等于导体电阻的倒数.
2. 电源的UI图像，如图3，图线斜率的绝对值等于电源内阻，图线在纵轴上的截距等于电源电动势，图线在横轴上的截距等于短路时的电流.
例2如图4是某一半导体器件的UI图， 将该器件 与标有“9 V，18 W”的用电器串联后接入电动势为12 V的电源两端，用电器恰能正常工作，求此时电源的输出功率是多少？若将该器件与一个阻值为1.33的电阻串联后接在此电源两端，则该器件消耗的电功率约为多少？
解析半导体器件与“9V，18W”用电器串联时，流过的电流I == A = 2A，从图像中得对应的半导体元件电压是1 V，故电源的输出电压是U1 = 9 V + 1 V = 10 V，输出功率P1 = IU1 = 2×10 W = 20 W.
电源内阻r == = 1 .
把1.33 的电阻也作为电源电阻，则电源的新内阻r"变为2.33 ，则路端电压U = E Ir" = 122.33I，若I = 4 A，则U = 2.68 V. 从而作出电源的UI图像，两图线的交点的纵横坐标相乘便是半导体元件消耗的功率. 故半导体元件消耗的功率P" = U"I" = 5×3 W = 15 W.
点拨本题的第二问，如果想不到以下的问题，是根本无法求解的：把串联的1.33 的电阻也作为电源的内阻，把原来的电源作为一个新电源看待，且要作出新电源的UI图线，两图线的交点坐标分别是半导体元件两端的电压和流过的电流，根据交点两坐标相乘求半导体元件的功率.
三、三个定律
恒定电流中的三个定律分别是：
1. 电阻定律：R = ，适用于金属导体或电解液导电.
2. 欧姆定律：
（1） 部分电路欧姆定律I = ，对金属导电和电解液导电均适用，但对气体导电不适用；
（2） 闭合电路欧姆定律I = 或E = IR + Ir（粗测电阻的欧姆表就是依据闭合电路欧姆定律制成的）；
3. 焦耳定律Q = I2Rt，普遍适用；电流做的功W = UIt ≥ Q = I2Rt （对纯电阻电路或元件才取等号）.
例2如图5所示电路中，电阻R1 = R2 = R3 = 10 ，电源内阻r = 5 ，电压表可视为理想电表．当开关S1和S2均闭合时，电压表的示数为10V．
（1）电阻R2中的电流为多大?
（2）路端电压为多大?
（3）电源的电动势为多大?
（4）当开关S1闭合而S2断开时，电压表的示数变为多大？
解析（1）I2 ==A = 1 A.
（2）路端电压等于外电路电压，故U = I2（R2 + ） = 1×（10 + 5）V = 15 V.
（3）又U = EI2r，故E = U + I2r = 15 V + 1×5 V = 20 V.
（4）当开关S1闭合而S2断开时，电路是R1、R2串联再与电源构成闭合电路，R3起导线作用，电压表示数等于外电路电压.
U = （R1 + R2） = ×20 V = 16 V.
点拨电路基本知识包括公式、定律及其简单应用，较复杂电路的简化及其计算等，这是高考的基本要求，一定要牢记并掌握.
四、五种功率
1. 电功率P = IU，普遍使用；
2. 热功率P热 = I2R，普遍使用；
3. 电源的输出功率P出 = IU；在电源电动势和内阻一定时，当R = r时，电源的输出功率最大，即Pm = ，此时电源效率 = 50%；
4. 电源消耗的电功率P耗 = I2r；
5. 电源的总功率P总 = IE，P总 = P出 + P耗.
例4汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图6所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 ，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了（）
A．35.8 WB．43.2 W
C．48.2 WD．76.8 W
解析电动机不启动时，灯泡的电压为电源路端电压，设为UL，电动机启动后灯泡电压仍为路端电压，设为UL". 由欧姆定律得 I = ，求得灯泡电阻R = 1.2 ，灯泡消耗功率为PL = EII2r = 120 W.
电动机启动后，路端电压UL"= EI"r = 9.6 V， 灯泡消耗电功率为PL" == W = 76.8 W.
所以灯泡功率降低了
P = 120 W76.8 W = 43.2 W.
点拨（1）审题要仔细，不要把“车灯的电功率降低了”误理解为“车灯的电功率降为了”；（2）要知道电动机是非线性元件，欧姆定律不适用.
除此，单独命制的电路实验题几乎已是高考命题雷打不动的题型，预计实验会涉及电路的分压与限流，电流表的内、外接法，电表的读数，游标卡尺或千分尺的读数等等，请同学们多加关注.
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