专题十二 主题一 直流电路的四类分析（Word教参）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材）

学前必明·一网在胸|有哪些知识·知识间有怎么样的联系 专题十二　恒定电流和交变电流 　恒定电流和交变电流为高考题中的常考点，考查内容有：电路串并联和能量问题、交变电流的产生和描述、变压器的理解及应用、远距离输电问题，常以选择题的形式出现。在二轮复习时，应重点关注：交变电流的“四值”、理想变压器的理解和应用问题。 　本专题共设计2个教学主题，建议用时1课时 主题一　直流电路的四类分析 类型(一)　图像分析 类别 图像 破题关键 线性元件 图线的斜率的倒数表示元件的电阻，R＝＝，遵从欧姆定律 非线性元件 图线的斜率仅表示电阻的变化趋势，电阻值需用点的坐标值计算，即R1＝ 电源 图线斜率的绝对值表示电源的内阻(注意纵轴数值是否从零开始) [考法全训] 1．[I-U图像](多选)导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性。如图是A、B两个导体的伏安特性曲线，其中图线A的斜率为k，并且图线A与横轴成α角。关于这两个导体的伏安特性曲线的下列说法正确的是(　 ) A．两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等 B．导体A的电阻值不随电压变化而变化，导体B的电阻值随电压的增大而减小 C．导体B是非线性元件，曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数 D．导体A为线性元件，且RA＝＝ Ω 解析：选AB　两条图线的交点表示电阻的U和I相等，此时电阻R＝，则电阻相等，A正确；I-U图像中图线上的点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数，根据图像可知，导体A的电阻值不随电压变化而变化，导体B的电阻值随电压的增大而减小，故B正确，C错误；导体A的伏安特性曲线是直线，则导体A为线性元件，图线A的斜率k等于导体A电阻的倒数，但倾角的正切值与横轴和纵轴的单位长度有关，则RA＝≠ Ω，故D错误。 2．[U-I图像]如图甲是连接电动机的电路，闭合开关，在滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则(　 ) A．该电动机的内阻为2 Ω B．该电路中电源的电动势为3.4 V C．此电路中，电动机的最大输出功率为0.9 W D．若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω 解析：选D　当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，可视为纯电阻，则该电动机的内阻为rM＝ Ω＝4 Ω，A错误；根据E＝U2＋Ir，当U2＝3.4 V时I＝0.1 A，当U2＝3.0 V时I＝0.3 A，代入方程解得该电路中电源的电动势为E＝3.6 V，r＝2 Ω，B错误；此电路中，当I＝0.3 A时电动机有最大输出功率，电动机的最大输出功率为P＝UI－I2rM＝0.54 W，C错误；当电动机两端电压超过U1＝0.8 V时，电动机开始转动，此时电路中的电流为I＝0.2 A，则由电路可知E＝U1＋I(R＋r)，解得R＝12 Ω，即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω，D正确。 类型(二)　动态分析 [典例]　(2023·福州高三联考)在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，电压表V1的读数为U1，电压表V2的读数为U2，在R5的滑片向a端移动过程中，电流表A1的读数变化量大小为ΔI1，电流表A2的读数变化量大小为ΔI2，电压表V1的读数变化量大小为ΔU1，电压表V2的读数变化量大小为ΔU2，则(　 ) A．U1变小，U2变小，不变 B．I1变大，ΔU1<ΔU2，变小 C．I1变小，I2变小，变小 D．I1变大，ΔU1>ΔU2，不变 [关键点拨]　 切入点 R5↓→R总↓→I干↑→U路↓ 障碍点 ＝r，＝R2＋R4 反思点 如果ΔU与ΔI的变化趋势相反，应考虑ΔU为内电压的变化量，等于内阻的大小 [解析]　方法一：程序法　在R5的滑片向a端移动过程中，R5连入电路的阻值变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可得I1＝，U1＝E－I1r，U2＝E－I1(r＋R1＋R3)，可知，I1变大，U1变小，U2变小。由公式U2＝I2(R2＋R4)易知＝R2＋R4，比值不变，A正确，C错误。同理可得ΔU1＝ΔI1r，ΔU2＝ΔI1(r＋R1＋R3)，整理可得ΔU1<ΔU2，不变，B、D错误。 方法二：串反并同法　在R5的滑片向a端移动过程中，R5连入电路的阻值变小，电压表V1、电压表V2、电流表A2相当于与R5并联，则U1变小，U2变小，I2变小；电流表A1相当于与R5串联，则I1变大。由公式U2＝I2(R2＋R4)，易知＝R2＋R4，比值不变，故A正确。 方法三：极限法　当R5的滑片向a端移动至最上端时，R2、R4、电流表