2019届高三物理二轮复习恒定电流及电学实验题型归纳 联系客服

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362?R3'362. P3??23625(R'3?12R3'?36)25(R'??12)3R3'36?R3'时,消耗的功率最大,即 R3'R3'?6Ω.

(3)设阻值为R3?时,电源输出功率最大为Pm,

2当

?E?Pm???R.

?R?r? 当外电路的总电阻R?r时,电源输出功率最大.因R>r,所以,当R越接近r时输出功率最大.故只有当R3??0时,R接近r,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,可在相应的位置补上.分析和计算含有电容器的直流电路时,需注意以下几点:

(1)电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻无电压降,因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压.

(2)当电容器和电阻并联后接人电路时,电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等. (3)电路中的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电压降低,电容器将通过与它并联的电路放电. 例3. 如图所示的电路中,C2?2C1,R2?R1。

①开关S处于断开状态,电容器C2的电荷量大于C1的电荷量 ②开关S处于断开状态,电容器C1的电荷量大于C2的电荷量 ③开关S处于接通状态,电容器C2的电荷量大于C1的电荷量 ④开关S处于接通状态,电容器C1的电荷量大于C2的电荷量 以上说法正确的是 ( )

A.① B.④ C.①③ D.②④

【思路点拨】开关控制电路,使电容器和电阻有不同的连接状态,判断出电容两端的电压究竟是直流电路中哪两点的电势差,是解题关键。

【答案】C

【解析】本例题通过开关控制电路,使电容器和电阻有不同的连接状态,而求解电容器带电荷量的关键是要通过电路结构分析,判断出电容两端的电压究竟是直流电路中哪两点的电势差.

当开关S处于断开状态时,电容器C1与R1,C2与R2分别串联,然后再并联,电源对电容器C1、

C2充电完毕电路达稳定状态后,两条支路均无电流通过,因此电阻上不再分压,两电容器上的电压均

为电源电动势.所以

Q1C1EC11???,故①正确.当开关S处于接通状态时,电路结构为电容器C1Q2C2EC22与R2并联、C2与R1并联支路再串联,当电容器被充电完毕电路达稳定状态后,直流电路通过R1、R2形成通路,电容器C1两端的电压与电阻R2两端的电压相等,电容器C2两端的电压与电阻R1两端的电

压相等.所以

Q1C1U2C11???,因此③是正确的. Q2C2U1C22【总结升华】对含容电路工作状态分析,其关键是电路结构分析和电容两端电压的判断. 举一反三

【变式】在如图所示的电路中,电源的电动势为16V,内阻不计。R1?R4?3Ω,R2?R3?5Ω,电容C?1μF,电容器上极板的带电量为( )

?6

?6A.?6?10C B.4?10C

C.?4?10C

?6 D.8?10C

?6【答案】C

【解析】这个电路中所有电阻都有电流经过,R1、R2串联,R4、R3串联, 最后再并联;电容器的上、下极板带何种电荷,由上下极板哪一端电势高决定。

I1?I2?2A ? Uac?I1R1?6V,

I3?I4?2A ? Ubc?I3R3?10V,

a板电势低,ab两点电势差为?4v:

Qa?CU??1?10?6?4C??4?10?6C.

类型四、电路故障问题

1.故障特点

(1)断路特点:电路中发生断路,表现为电源电压不为零而电流为零.若外电路中无用电器的任意两点间电压不为零,则这两点间有断点,而这两点与电源连接部分无断点. (2)短路特点:电路中发生短路,表现为有电流通过电路而电压为零. 2.故障的分析方法

这类题目要从已知条件出发,进行严密地推理,找出故障的原因.具体分为两种方法: (1)仪器检测法:

○1断点故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点.

○2短路故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表示数为零,则该电路被短路;若电压表示数不为零,则该电路没有被短路或不完全被短路. (2)假设法:

已知电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后假设某部分电路发生故障,运用欧姆定律进行正向推理,推理结果若与题述物理现象不符合,则故障不是发生在这部分电路.若推理结果与题述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路.用此方法,直到找出发生故障的全部可能为止.

例4.如图所示的电路中,闭合开关S后,灯L1、L2都发光.后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏),电压表的读数增大,由此可推断,该故障可能是( )