5.电路.doc

1、63电路一知识网络或概要1、电流强度： ；I=nqvStqI2、电阻定义式： （R 是由导体本身的因素决定，与加在导体两端电压及通过导U体的电流强度无关） 。3、电阻定律： SL4、电阻率与温度的关系： （a 为电阻率的温度系数，温度 t 变化不大）)1(0tt5、欧姆定律： （此式只适用于金属导电和均匀分布的电解液导电，对非线性元RUI件（如灯丝、二极管等）和气体导电就不适用了。6、电功和电热： 焦耳定律：IttqW RtIQ27、串联电路和并联电路：（1）串联电路：特点： 321I32U等效总电阻： 321R电流分配规律： IU321功率分配规律： P2P（2）并联电路：特点： 321 3

2、21II等效总电阻： R电流分配规律： IUII321功率分配规律： P2P8、含源电路的欧姆定律当导体内部有电源时，其电流与电压的关系服从另一规律，称为含源电路欧姆定律。如图所示，电路中每一点都有稳定的电势，任意两点间都有稳定的电势差。假定电流方向为从 a 到 b，则经过 E1 后，电势降低 E1；经过 E2 后，电势升高 E2。得含源电路Rba E1 r1 E2 r2I64的欧姆定律为： ba UIrEIRrU21Eba221注意：（1） 就是表示从 a 到 b 电势降低的值。ba（2）电路元件上的电势降的正、负符号规定。当支路上电源电动势的方向（规定从电源的负极指向电源正极）和走向一致时

3、，电源的电势降为电源电动势的负值（电源内阻视为支路电阻） ，反之取正值。9、闭合电路欧姆定律若图中的 a、b 两点用导线相连，则此电路称之为闭电路。按上述方法得： aUIrEIRrU21021E上式说明在电路中的任意一个闭合回路上，电势降的代数和等于零。符号规定同上，只不过前述两点间的走向要改为闭合回路的绕行方向。10、 电 动 势电 动 势 反 映 电 源 把 其 他 形 式 的 能 转 化 为 电 能 本 领 的 物 理 量 ， 用 表 示 ， 其 大小 定 义 为 非 静 电 力 把 单 位 正 电 荷 从 电 源 负 极 移 到 正 极 所 做 的 功 ， 即 ，qW/非单 位 为 伏

4、 （ V） 。在 闭 合 电 路 中 ， 电 源 的 电 动 势 等 于 外 电 压 （ 路 端 电 压 ） 与 内 电 压 之 和 。11、 输 出 功 率电 源 的 输 出 功 率 是 指 通 过 外 电 路 的 电 流 强 度 I 与 路 端 电 压 U 的 乘 积 ， 即 P 出=IU。 ， 当 R=r 时 ， P 出 有 最 大 值 即rRrRIP4/)()(222 出。 m4电 源 的 效 率 是 电 源 的 输 出 功 率 与 电 源 的 总 功 率 之 比 。， 因 此 当 R 增 大 时 ， 提 高 ， 当 R=r 时 ，%1010)(2 rRrRI电 源 有 最 大 输 出

5、 功 率 ， 但 效 率 仅 为 50%。12、 电 池 组把 n 个 电 动 势 都 是 、 内 阻 都 是 r 的 电 池 串 联 起 来 ， 所 得 串 联 电 池 组 的 电 动 势和 内 阻 分 别 为 串 =n ， r 串 =nr。 当 用 电 器 的 额 定 电 压 高 于 单 个 电 池 组 的 电 动 势时 ， 可 以 用 串 联 电 池 组 供 电 。 但 这 时 全 部 电 流 要 通 过 每 个 电 池 ， 所 以 用 电 器 的 额定 电 流 必 须 小 于 单 个 电 池 允 许 通 过 的 最 大 电 流 。把 n 个 电 动 势 都 是 、 内 阻 都 是 r

6、的 电 池 并 联 起 来 ， 所 得 的 并 联 电 池 组 的 电 动势 和 内 阻 分 别 为 ： 并 = ， r 并 =r/n。 当 用 电 器 的 额 定 电 流 比 单 个 电 池 允 许 通 过 的最 大 电 流 大 时 ， 可 以 采 用 并 联 电 池 组 供 电 。 但 这 时 用 电 器 的 额 定 电 压 必 须 低 于 单 电池 的 电 动 势 。 若 上 述 两 种 情 况 都 不 满 足 ， 可 用 混 联 电 池 组 。13、 叠 加 原 理65若 电 路 中 有 多 个 电 源 ， 通 过 电 路 中 任 一 支 路 的 电 流 等 于 电 路 中 各 个 电

7、 动 势 单 独存 在 时 在 该 支 路 上 产 生 的 电 流 之 代 数 和 。 这 与 力 学 中 常 用 的 “力 的 独 立 作 用 原 理 ”极 为 相 似 。 应 用 时 要 注 意 ， 当 单 独 考 虑 某 一 电 源 的 作 用 时 ， 将 其 他 电 压 源 的 电 动势 用 内 电 阻 代 替 ， 若 电 源 为 理 想 电 压 源 （ 即 内 阻 等 于 零 ） ， 则 将 电 源 短 路 ； 同 时 ，若 电 源 为 电 流 源 ， 则 将 电 流 源 开 路 用 内 阻 代 替 ， 若 为 理 想 电 流 源 （ 其 内 阻 无 限 大 ）， 将 电 流 源 开

8、 路 即 可 。14、 惠 斯 通 电 桥用 欧 姆 表 测 电 阻 ， 虽 然 很 方 便 ， 但 不 够 准 确 ； 而 用 伏 安 法 测 电 阻 ， 电 表 引 起 的 系统 误 差 又 难 以 消 除 。 在 实 验 室 里 比 较 准 确 地 测 量 电 阻 ， 常 用 惠斯 通 电 桥 。如 图 所 示 是 惠 斯 通 电 桥 的 原 理 图 。 R1、 R2、 R3、 Rx 四 个 电阻 是 电 桥 的 四 个 臂 ， 其 中 Rx 是 待 测 电 阻 ， G 是 灵 敏 电 流 计 。测 量 时 ， 调 节 R3 使 电 流 计 G 中 的 电 流 为 零 时 ， A， B

9、两 点 等势 ， 电 桥 平 衡 ， 易 得 如 下 关 系 式 ： R1Rx=R2R3惠 斯 通 电 桥 的 精 确 决 定 于 已 知 电 阻 的 准 确 度 和 电 流 计 G 的 灵 敏 度 。 采 用 惠 斯 通电 桥 法 测 电 阻 ， 既 避 免 了 电 流 表 分 流 、 电 压 表 分 压 的 影 响 ， 又 能 消 除 电 源 电 动 势 和 内阻 变 化 对 测 量 的 影 响 。惠 斯 通 电 桥 有 多 种 形 式 ， 中 学 实 验 室 里 常 用 的 是 滑 线 式电 桥 ， 如 图 所 示 。 CD 为 1m 长 的 均 匀 电 阻 线 ， B 是 滑 动 触头

10、 ， 可 沿 CD 移 动 。 当 电 桥 平 衡 时 ， 可 得 ： RLx1215、 补 偿 电 路补 偿 电 路 是 一 种 比 较 精 确 地 测 量 电 压 、 电 动 势 、 电 阻 、 电流 的 仪 器 ， 用 于 测 电 动 势 、 电 压 时 叫 电 势 差 计 。如 图 是 用 补 偿 法 测 量 电 动 势 的 原 理 电 路 图 ， 其 中 x 是 被测 电 源 ， s 是 标 准 电 池 ， 是 工 作 电 源 。 AC 是 一 段 均 匀 电阻 丝 ， G 是 灵 敏 电 流 计 。 先 将 开 关 K 掷 于 1 方 ， 调 节 触 头 B使 电 流 计 电 流

11、为 零 。 这 时 D 与 B 点 等 电 位 ， 故 （ I 是 流 过 AB 的AxRU电 流 ）再 将 开 关 掷 于 2 方 ， 因 一 般 S x， 调 节 滑 动 触 头 至 另 一 点 B 以 重 新 达 到平 衡 。 同 理 有 ABxRIU因 两 种 情 况 下 G 都 无 电 流 ， 故 I=I ， 则 有 ： BAsxLRR1 R2R3 RxGABR RxABGC DK L1 L2RABGCD s x2166其 中 LAB 及 LAB 分 别 为 AB 及 AB 段 的 长 度 。 测 出 LAB 和 LAB ， 利 用 S 的已 知 值 便 可 由 上 式 求 得 x。

12、用电势差计测量电动势的最大优点是它不影响被测电路的工作情况。因此在精确测量中经常用到。二、重点难点解析1各种功率的区别(1) 与电源相关的几种功率电源的功率：P = IE；电源内部消耗的功率：P 内 = I2r电源的输出功率：P 出 = IU 端 ；三种功率间的关系：P = P 内 + P 出 电源的最大输出功率：当 R= r 时，电源有最大输出功率 rER42max(2) 实际功率和额定功率用电器在额定电压下的功率叫做额定功率：P 额 = I 额 U 额 用电器在实际电压下的功率叫做实际功率：P 实 = I 实 U 实 实际功率并不一定等于额定功率 “用电器在额定电压下”是实际功率与额定功率

13、相等的情况用电器在不使用时，实际功率是 0，而额定功率仍然是它的额定值(3) 电功率和热功率电功率：P 电 = IU；热功率：P 热 = I2R在纯电阻电路中，电功率和热功率相等： RUIP2热电在非纯电阻电路中，电功率和热功率不相等：P 电 P 热 (4) 输电线路上的损耗功率和输电功率输电功率：P 输 = IU 输 ；热功率：P 线 = I2R 2动态电路的分析方法对于电路的动态变化问题，按局部全局局部的逻辑思维进行分析推理一般步骤：确定电路的外电阻，外电阻 R 外总 如何变化；根据闭合电路欧姆定律 ，确定电路的总电流如何变化；rEI内内由 ，确定电源的内电压如何变化；rIU内内由 ，确定

14、电源的外电压（路端电压）如何变化；内内E由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化；确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化3电路的简化和识别(1) 电路化简原则67无电流的支路化简时可去除；等电势的各点化简时可合并；理想导线可任意长短、变形；理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路；电压稳定时电容器可认为断路(2) 常用等效化简方法电流分支法：a先将各结点用字母标上；b判定各支路元件的电流方向（若电路原无电流，可假设在总电路两端加上电压后判断） ；c按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；d将画出的等效图加工整理等势点排列法：a将各结点用字母标上；b判

15、定各结点电势的高低（若原电路未加电压，可先假设加上电压） ；c将各结点电势高低自左到右排列，再将各结点之间支路画出；d将画出的等效图加工整理一般可将以上两种方法结合使用，效果更好4含容电路的分析（1）解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定中间变化过程（2）只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路 （3）电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻电压6电路的故障分析电路出现的故障有两个原因：（1）短路；（2）断路（包括接线断路或者接触不良、电器损坏等情况） 一般检测故障用电压表如果电压表示数为 0，说明电压表

16、上无电流通过，则可能电压表所在支路有断路，或并联路段内有短路如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路物理从高考到竞赛专题讲座答案、新课标高考常见题型精练1、有一只电流计，已知其 Ig=500A ，R g=100，现欲改装成量程为 6V 的电压表，则应该 联 的电阻；由于所用电阻不准，当改装表与标准表比较时，发现当标准值为 3V 时，改装电压表读数为 3.2V，则实际所用的电阻值偏 （填“大”或“小” ） 2、在如图所示电路图中的电源电动势和内阻未知，R 1=8，R2=5，当电键 S 接在“1”时，电压表的读数为 2.0V，则当电键S 接到“2”时，下

17、面提供的电压表读数中，可能的是（ ）A. 2.1V B. 1.2V C. 2.0V D. 1.5V3、有一电源，电动势 E=30V，内阻 r=1，将它与一盏额定电流 UL=6V，额定功率PL=12W 的小灯泡及一台内阻 r1=2 的电动机串联成闭合电路，小灯泡刚好正常发光，问电动机的输出功率是多少？V1R2S684、在如图所示的电路中，电源的电动势 E=3.0V，内阻r=1.0；电阻 R1=10，R 2=10，R 3=30，R 4=35；电容器的电容 C=100F 电容器原来不带电求接通电键 K 后流过 R4 的总电量5、 如 图 所 示 的 电 路 中 ， 闭 合 电 键 ， 灯 L1、 L

18、2 正 常 发 光 由 于 电路 出 现 故 障 ， 突 然 发 现 灯 L1 变 亮 ， 灯 L2 变 暗 ， 电 流 表 的 读 数 变小 ， 根 据 分 析 ， 发 生 的 故 障 可 能 是 （ ）A. R1 断 路 B. R2 断 路C. R3 短 路 D. R4 短 路6、 李 军 同 学 家 里 有 一 台 电 动 自 行 车 使 用 了 三 年 后 发 现 动 力 不足 ， 有 时 甚 至 不 能 启 动 到 维 修 部 检 查 ， 维 修 人 员 给 换 了 一 组 新 电 池 后 ， 自 行 车 动 力 恢 复 如初 回 到 家 里 ， 李 军 找 出 自 行 车 的 说

19、明 书 （ 其 主 要 参 数 表 ） 如 下 用 多 用 电 表 测 出 新旧 蓄 电池 的 电 动 势 相 同 ， 新 旧 电 池 的 内 阻 是 否 相 同 ？ 李 军 同 学 想 通 过 实 验 测 定 进 行 比较 根 据 这 些资 料 完 成 下 面 各 题 ：（ 1） 李 军 同 学 借 来 电 流 表 、 电 压 表 各 一 只 ， 电 阻 箱 、 电 键 各 一 个 ， 导 线 若 干 请 利 用 这些器 材 设 计 两 种 测 量 蓄 电 池 内 阻 的 电 路 （ 2） 测 量 结 果 旧 蓄 电 池 的 内 阻 比 新 电 池 的 内 阻 大 了 许 多 请 根 据 这

20、 一 结 果 对 使 用 旧 蓄 电池自 行 车 动 力 不 足 ， 不 能 启 动 作 出 解 释 （ 3） 李 军 家 的 电 动 自 行 车 正 常 工 作 电 流 在 什 么 范 围 ？ 充 一 次 电 需 耗 电 多 少 度 ？DS460 电 动 自 行 车 主 要 技 术 参 数车 型项 目 460mm（ 18 寸 ）外 形 尺 寸 16306001100mm 额 定 输 出 功 率 180240W整 车 质 量 40kg 电 池 容 量 12Ah标 准 载 重 90kg 额 定 电 压 36V最 高 时 速 20km/h 欠 压 保 护 31.5VR1R2R3R4CKE，r ES

21、A1R23R4L2L69续 行 里 程 50km60km 过 流 保 护 12A每 百 公 里 耗 电 1.0Kw.h 充 电 时 间 48h额 定 转 速 180r/min 爬 坡 性 能 6输 出 转 矩 9.56N.m 噪 音 62db、 初 赛 训 练1、 两 段 均 匀 的 长 度 相 同 的 铜 丝 横 截 面 积 之 比 为 1： 2， 若 在 每 一 段 铜 丝 两 端 都 加 相 同 的 电 压 ，则 两 铜 丝 中 自 由 电 子 定 向 运 动 速 率 之 比 为 2、 某 电 解 池 中 ， 若 在 2 秒 内 有 个 二 价 正 离 子 和 个 负 离 子 通 过 某

22、 截 面 ， 则 通190190过 这 个 截 面 的 电 流 是 ： （ ）A、 0 B、 0.8A C、 1.6A D、 3.2A3、 有 一 电 学 元 件 ， 温 度 升 高 时 电 阻 却 大 幅 度 减 少 ， 则 这 种 元 件 可 能 是 ： （ ）A、 导 体 B、 绝 缘 体 C、 半 导 体 D、 超 导 体4、 有 一 段 金 属 丝 长 为 L， 电 阻 为 R， 现 将 其 一 半 拉 长 到 L， 使 总 长 度 变 为 ， 则 整 条 金 属L23丝 ： A、 电 阻 率 变 大 B、 电 阻 率 变 小 C、 电 阻 变 为 3R D、 电 阻 变 为 2.5

23、R5、将一可变电阻 R 接在一内阻不可忽略的电源两端，电源电动势恒定不变，当电阻 R发生变化时，下列说法正确的是（ ）A、若电路中电流增大，则外电压增大 B、若 R 变大，则内电压增大C、若 R 变大，则电源输出功率变大 D、若 R 变小，则电源输出功率可能变大6、如图，电源电动势都为 12 伏，并具有一定的内阻，伏特表的内阻很大。试根据电流方向和伏特表的示数，判断哪几幅图中的情况不可能发生：（ ）7、如图，电动势 E1=18 伏，E 2=46 伏，内阻 r1=r2=1 欧，R1=4欧,R2=2 欧,R3=6 欧,求 A、B 两点的电势？708、 某 研 究 性 兴 趣 小 组 用 多 用 电

24、 表 来 排 查 电 路 故 障 。 如 下 某同 学 连 接 的 实 验 实 物 图 （ 图 中 每 个 干 电 池 的 铭 牌 都 为“1.5V、 0.5 ”， A、 B 灯 都 不 亮 ， 该 小 组 用 下 列 两 种 方法 进 行 故 障 检 查 。（ 1） 、 先 应 用 多 用 电 表 的 直 流 电 压 挡 进 行 检 查 ， 那 么 选 择 开 关 就 置 于 （ 只 填序 号 ， 1 分 ） 、 2.5V 、 10V 、 50V 、 250V该 小 组 成 员 测 试 结 果 如 下 表 所 示 ， 在 测 试 间 直 流 电 压 时 ， 红 表 笔 应 接 触 （ 填、a

25、ba或 ， 1 分 ） ， 根 据 测 试 结 果 ， 可 以 判 定 的 故 障 是 （ 只 填 序 号 ， 1 分 ）ab测 试 点 电 压 示 数、ab有 示 数c、 有 示 数c、 d 无 示 数d、 f 有 示 数 、 灯 A 短 路 、 灯 B 短 路 、 c、 d 段 断 路 、 d、 f 段 断 路（ 2） 、 再 选 择 应 用 多 用 电 表 的 电 阻 挡 进 行 测 量 ， 测 量 结 果 如右 表 所 示 ， 那 么 进 一 步 检 查 的 故 障 是 （ 只 填 序 号 ， 1 分 ） 、 灯 A 断 路 、 灯 B 断 路 、 灯 A、 B 均 断 路 、 d、

26、e 段 断 路在 进 行 （ 2） 操 作 之 前 ， 应 首 先 ， 再 将 多 用 电 表 置 于电 阻 挡 ， 然 后 检 查 “欧 姆 零 点 ”才 能 使 用 多 用 电 表 的 欧 姆 挡 测 电阻 。 （ 1 分 ）非 理 想 伏 特 表 的 分 压 规 律 用 非 理 想 伏 特 表 测 两 个 串 联 在 恒 定 电 压 （ U） 上 的 电 阻 的 分 压 ，电 表 的 示 数 与 电 阻 成 正 比 ， 而 与 电 表 内 阻 （ Rv） 无 关 ， 即 21R且 两 示 数 之 和 小 于 总 电 压 ， 即 U1+U2U证 明 ： 如 图 所 示 ， 设 伏 特 表

27、内 阻 为 Rv， 根 据 分 压 原 理 ， 当 用 伏 特 表 测 R1 的 电 压 时71)1()/( 21121 RRRUVV当 用 伏 特 表 测 R2 的 电 压 时 )()/( 2111 VV所 以 ， 两 电 压 测 量 值 之 比 为 2RU且 两 测 量 值 之 和 为 UV21119、两个定值电阻R 1、R 2串联后接在输出电压U稳定于12伏的直流电源上.有人把一个内阻不是远大于R 1、R 2的电压表接在R 1两端(如图3),电压表的示数为8伏.如果把此电压表改接在R 2的两端,则电压表的示数将( )A.小于4伏; B.等于4伏; C.大于4伏;小于8伏; D.等于或大于

28、8伏.10、一台多档电热器，有三组电热丝，额定电压和额定功率均为220 伏、300 瓦，当单独使用时烧开同样的水需要 12 分钟。若全部使用，并组成下列四档（如下图） ，均接入 220 伏的电路中。求每档的实际功率和烧开同样的水所需的时间分别是多少？11、某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量 m=50kg，电源提供给电动机的电压为 U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s 的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取 g=10m/s2） 。7212、三个相同的金属圈两两正交地连成如图所示的形状，若每一个金属圈的原长电阻为R，试求下图中 A、B 两点之间的等效电阻。图 辅助思考图 1 辅助思考图图 213、有如图所示的电阻网络，求 A、B 之间的电阻 RAB分析：要求 A、B 之间的电阻 RAB 按照电流分布法的思想，只要设上电流以后，求得A、B 间的电压即可。14、有 n 个接线柱，任意两个接线柱之间都接有一个电阻 R 求 AB 两个接线柱之间的电阻。BA Arrrr2/BBr2/r/rAOOBCAR25I1I43BAAEDBC