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专题八电路问题高考命题方向近三年高考考点分布考点鸟瞰2017年2018年2019年考点五：交流电路问题无命题全国Ⅲ卷16无命题高考分类调研考点过关筛查表说明：(熟练掌握“√”；需要拓展“…”；没掌握“×”)核心素养考点鸟瞰考点热度考点掌握自查考点一：纯电阻电路★★★考点二：非纯电阻电路★★★考点三：动态电路分析★★★★考点四：含容的稳态电路★★考点五：交流电路问题★★★★提炼方法考点六：暂态电路★★核心素养之提炼方法高考热点一：纯电阻电路1．纯电阻电路解题基本方法用电器均为纯电阻，无论外电路多么复杂，均可等效为一个外电阻，它将与电源构成一个简单的闭合回路如图所示，只要电阻发生变化就可以列出一个闭合电路欧姆定律的方程，利用解方程的思维方式．2．闭合电路欧姆定律各种表达式研究闭合电路欧姆定律各种表达式研究电流与外电阻的关系I～R关系：I＝ER＋r(仅适用于纯电阻电路)端电压与外电阻关系U～R关系：UR＝ER＋r(仅适用于纯电阻电路)端电压与干路电流关系U～I关系：E＝U＋Ir(适用于任意电路)P出～I关系：P总＝I2r＋P出可以变形为P出＝EI－I2r(适用于任意电路)变形后得：P出＝I2R＝E2R（R＋r）2(仅适用于纯电阻电路)输出功率与电流强度关系将上述方程再次变形可得：P出＝E2（R－r）2R＋4r①当R＝r时，电源的输出功率最大，最大为Pm＝E24r.②当Rr时，随着R增大，输出功率越来越小．③当Rr时，随着R增大，输出功率越来越大．④当Rr时，每个输出功率对应两个可能的外电阻．电源效率与外电阻关系η～R关系：η＝P出P总＝UIEI＝UE(适用于任意电路)，变形后得：η＝RR＋r＝11＋rR(仅适用于纯电阻电路)(多选)如图所示，电流表A1(0～3A)和A2(0～0.6A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是()A．A1、A2的读数之比为1∶1B．A1、A2的读数之比为5∶1C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5答案BC解析电流表A1(0～3A)和A2(0～0.6A)是由两个相同的电流计改装而成，都是并联电阻，在题图中两电流计也是并联的，所以C项正确；它们的量程之比为5∶1，即总电阻之比为1∶5，所以并联时读数之比5∶1，所以B项正确．高考热点二：非纯电阻电路1．电功、焦耳热概念规律表达式和理解电功W＝UIt(1)电场力做功衡量电势能的减少量，在电路中电势能又称为电能，电势能的减少又认为是消耗了电能．(2)因此对某部分电路(也可以是某个用电器)，电功衡量的是该部分电路消耗的电能焦耳热电流通过导体时放出的热量Q与电流的平方成正比，与导体的电阻R及通电的时间t也成正比.2.电功、焦耳热关系W＝UIt纯电阻电路U＝IR→W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2Rt非纯电阻电路UIR→W＝Q＋E→η＝EW×100%(多选)汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图为汽车启动原理图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A；电动机启动时电流表读数为58A．若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电动机内阻为0.02Ω，电流表内阻不计，则电动机启动时()A．车灯的电压为9.6VB．通过电动机的电流为48AC．电动机的功率为50WD．电动机输出的机械功率为430W答案AD解析当电动机未启动时，此时U外1＝E－I1r＝12.5V－10×0.05V＝12V则车灯的电阻为：R＝U外1I1＝1210Ω＝1.2Ω当电动机启动后：U外2＝E－I2r＝12.5V－58×0.05V＝9.6V，由于电动机和车灯并联，故车灯的电压为9.6V，即A项正确；则此时通过车灯的电流为I灯1＝U外2R＝8A，故通过电动机的电流为I机＝58A－8A＝50A，故B项错误；此时电动机的功率为：P＝I机U外2＝50×9.6W＝480W，故C项错误；此时电动机输出的机械功率为：P出＝P－I机2r机＝430W，故D项正确．高考热点三：动态电路分析1．动态电路含有两类题型，第一类电路中滑动变阻器阻值变化或光敏电阻、热敏电阻阻值变化造成电路中电流、电压变化．第二类电路中加入或去掉电阻造成的电流、电压变化．2．动态电路分析，一般顺序，根据闭合电路欧姆定律I＝ER＋r，分析干路电流变化，而后分析内电压的变化，再分析路端电压的变化，而后依次类推，原则先分析容易分析的物理量，而后再辗转求其他物理量．1.(2016·上海)(多选)如图所示电路中，电源内阻忽略不计．闭合开关，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中()A．U先变大后变小B．I先变小后变大C．U与I比值先变大后变小D．U变化量与I变化量比值等于R3答案BC解析据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故A项错误；滑片滑动过程中，电阻R1的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增加，故B、C两项正确；由于电压表示数没有变化，故D项错误．2.(多选)如图所示，A为巨磁电阻，当它周围的磁场增强时，其阻值增大；C为电容器．当有磁铁靠近A时，下列说法正确的有()A．电流表的示数减小B．电容器C的电荷量增大C．电压表的示数变小D．电源内部消耗的功率变大答案AB解析当有磁铁靠近巨磁电阻A时，它周围的磁场增强，其阻值增大，则外电路电阻变大，干路电流减小，电流表的示数减小，故A项正确；电源内阻上的电压减小，故路端电压变大，则电压表的示数变大，故C项错误；根据Q＝CU可知，电容器C的电荷量增大，故B项正确；根据P内＝I2r可知，I减小，则电源内部消耗的功率变小，故D项错误．3．(2016·天津)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是()A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大答案B解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R的阻值变大，副线圈中电流变小，原线圈中电流也变小，电流表A1示数变小；R1消耗的功率及两端电压均变小，副线圈总电压不变，则电压表的示数变大，A、C两项错误，B项正确；若闭合开关S，则副线圈总电阻变小，电流变大，原线圈中电流变大，电流表A1示数变大，R1两端电压变大，R2两端电压变小，电流表A2示数变小，故D项错误．高考热点四：含容的稳态电路1．在给电容器充、放电时，电路中有充电、放电电流，一旦电流达到稳定状态，电容器就相当于一个阻值无限大的电阻，此时电容所在位置可看作是断路，由此简化电路．2．确定电容与谁并联，从而确定电容两端电压．3．分清充电回路与放电回路，充电回路，从电源的正极出发经过该电容最终回到负极；放电回路，要从电容的正极到该电容的负极形成回路．4．求电量的变化可以直接利用方程ΔQ＝ΔUC，因为电容C的数值是不变的(其中要留意电容先放电而后又反向充电的情况，电量的变化为初末态电量之和)．5．电容中放入带电液滴或小球，分析平衡问题和电势能问题等．在如图所示的电路中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动，则下列说法正确的是()A．灯泡L变暗B．电源内部消耗的功率先变大后变小C．电容器C上的电荷量增加D．流过R1的电流方向由左向右答案D解析滑片P右移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，故灯泡L变亮，A项错误；电源内部消耗的电功率P内＝I2r，随电流的增大，电源内部消耗功率一直变大，B项错误；由U＝IR可知，灯泡两端电压和电源内电压均增大，所以滑动变阻器两端电压减小，故与滑动变阻器并联的电容器C两端电压减小，由Q＝CU可知，电容器C上的电荷量减小，C项错误；电容器C带电荷量减少，故电容器C处于放电状态，流过R1的电流方向由左向右，D项正确．高考热点五：交流电路问题1．E＝Em2≈0.707Em，I＝Im2≈0.707Im，U＝Um2≈0.707Um只适用于正弦、余弦交变电流的有效值求法．对于其他交变电流，求有效值要用定义作具体分析．2．通常所说的交变电流的电流、电压、交流电表读数；交流电器的额定电压、额定电流和保险丝的熔断电流等都是指有效值．3．求解交流电产生的热量问题时，必须用有效值，若计算通过电路某一截面的电量，需用电流的平均值．4．理想变压器原、副线圈的端电压跟匝数成正比，输出电压由输入电压决定；理想变压器的输入功率由输出功率决定，结合电压关系可得原线圈电流由副线圈电流决定．5．电阻、感抗、容抗的比较电阻感抗容抗产生原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的阻碍作用电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流，如交变电流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流．对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大决定因素由导体本身(长短、粗细、材料)决定，与温度有关由线圈本身的自感系数和交流的频率决定由电容的大小和交流的频率决定电能转化电流通过电阻做功，电能转化为内能电能和磁场能往复转化电能与电场能往复转化1．某交流发电机产生的感应电动势随时间变化的关系如图所示，下列说法正确的是()A．t＝0时刻发电机的转动线圈位于中性面B．在1s内发电机的线圈绕轴转动50圈C．将此交流电接到匝数比是1∶10的升压变压器上，副线圈的电压有效值为22002VD．将此交流电与耐压值是220V的电容器相连，电容器不会被击穿答案B解析由题图知t＝0时刻，感应电动势最大，线圈位于与中性面垂直的平面，A项错误；交流电的周期是0.02s，一个周期内线圈转动1圈，1s内有50个周期，所以线圈转动50圈，B项正确；原线圈电压的有效值U1＝Um2＝220V，由U1U2＝n1n2可得，副线圈电压的有效值为2200V，C项错误；此交流电电压的最大值为2202V，大于220V，所以耐压值为220V的电容器会被击穿，D项错误．2．(2018·课标全国Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正．该电阻上电压的峰值为U0，周期为T，如图所示．则Q方∶Q正等于()A．1∶2B.2∶1C．1∶2D．2∶1答案D解析根据题述，正弦交变电流的电压有效值为U02，而方波交流电的有效值为U0，根据焦耳定律和欧姆定律，Q＝I2RT＝U2RT，可知在一个周期T内产生的热量与电压有效值的二次方成正比，Q方∶Q正＝U02∶U022＝2∶1，D项正确．3．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是()A．从t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为2E0（R＋r）ωC．t4时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为E0D．t1时刻电阻R的发热功率为RE022（R＋r）2答案D解析由于磁通量是双向标量，在t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零，为ΔΦ1＝2BS，故A项错误；通过电阻的电荷量Q＝nΔΦR，所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量Q＝nBSR＋r＝E0（R＋r）ω，故B项错误；由于t4时刻产生的电动势最大，所以在磁通量－时间图象中，在电动势最大时，线圈中磁通量的变化率最大，即E0＝nk，所以k＝E0n，故C项错误；求功率时需用有效值，所以E＝E02，所以电流I＝ER＋r，R的发热功率为P＝RE022（R＋r）2，故D项正确．4．(2018·天津)用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想