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,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,恒定电流,2024/9/14,2,总体归纳：七、四、四、二、五,七个基本概念 四个基本规律,四种常见电路 两个伏安曲线,五个电学实验,2024/9/14,3,1,电流，欧姆定律，电阻和电阻定律,2,电阻率与温度的关系,3,半导体及其应用，超导及其应用,4,电阻的串，并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用,5,电功和电功率，串联，并联电路的功率分配,6,电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压,7,电流、电压和电阻的测量；电流表、电压表和多用电表的使用、伏安法测电阻,考纲要求,2024/9/14,4,知识网络,恒定电流,基本概念,电流,定义、条件、方向,电流强度,电压,定义式,U,AB,=W,AB,/q=,A,B,定义式,I=q/t,微观表示,I=nqsv,决定式,I=U/R=E/(R+r),决定式,U=IR,，,U,外,=E,Ir,，,U,内,=Ir,电阻,定义式,R=U/I,决定式,R=,L,/S,电动势,定义式,E=W,非静电力,/q,量度式,E=U,外,+U,内,=IR+Ir,电功,定义式,W=qU=IUt,(,纯电阻、非纯电阻电路,),计算式,W=I,2,Rt=U,2,t/R,(,纯电阻电路,),电功率,用电器,定义式,P=W/t,计算式,P=IU=,I,2,R=U,2,/R,纯电阻,电源,总功率：,P,总,=IE,、输出功率：,P,出,=IU,端,损失功率,P,损,=I,2,r,、效率：,=P,出,/P,总,2024/9/14,5,基本规律,电阻定律,内容,公式：,R=,L,/S,电阻率、超导、半导体,欧姆定律,部分电路欧姆定律,I=U/R,闭合电路欧姆定律,I=E/,（,R+r),复习指南,1,、本章是高考的重点，主要考查欧姆定律、串并联电路中电流电压和功率的分配。,2,、本章可与机械能、电场、电磁感应、磁场、交变电流等知识综合出题。,3,、实验是本章的重中之重，是高考试卷中的常客，我们将在以后作专题复习。,2024/9/14,6,第一课时 电流、电阻定律、欧姆定律,一、电流,1,、电流的形成,电荷的,定向,移动形成电流,电子,正、负离子,金属导电,电解液导电,气体导电,电解液导电,电流形成的条件,存在自由电荷,导体两端存在电势差,电流的分类,方向不变,方向、大小都不变,方向改变,直流电,恒定电流,交变电流,电流的方向,规定：正电荷的定向移动方向为电流方向,电路中电源外部从正极到负极，电源内部从负极到正极。,2024/9/14,7,2,、电流的大小,定义：通过导体横截面的电量,q,与通过这些电量所需时间,t,的,比值,叫电流。,定义式：,I=q/t,单位：安培（,A,）,是国际单位制中的基本单位,金属导体中电流的微观表达式,导体单位体积内的自由电荷数：,n,自由电荷的带电量：,q,导体的横截面积：,S,自由电荷定向移动速率：,v,I=nqvS,题型一 对电流的理解,在电解槽中，,1 min,内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数分别为,1.125,10,21,和,7.5,10,20,，则通过电解槽的电流为,_,2024/9/14,8,设氢原子中电子在半径为,r,的轨道上做圆周运动，电子的电量为,e,，质量为,m,，静电力常量为,k,，试求等效电流的电流强度,某电解槽中,如果在,1s,内共有,510,18,个二价正离子和,110,19,个一价负离子通过面积为,0.1m,2,的某横截面，则通过该横截面的电流为多大？,有一横截面为,S,的铜导线，流经其中的电流为,I,设每单位体积的导线有,n,个自由电子，电子电量为,e,，此时电子的定向移动速度为,v,在,t,时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（ ）,(A)nvSt (B)nvt (C)It/e (D)It/Se,AC,2024/9/14,9,解析,根据电流的定义式可知,在,t,内通过导线横,截面的电荷量,Q,= ,t,所以在这段时间内通过的自由电子数为,N,=,所以,C,项正确,D,项错,.,由于自由电子定向移动的速率是,v,因此在时间,t,内,位于以横截面,S,为底、长,l,=,v,t,的这段导线内的自由,电子都能通过横截面,(,如图,).,这段导线的体积,V,=,Sl,=,S,v,t,.,所以,t,内通过横截面,S,的自由电子数为,N,=,nV,=,nS,v,t,选项,A,、,2024/9/14,10,来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为,800kV,的直线加速器加速，形成电流强度为,1mA,的细柱形质子流。已知质子电荷,e,=1.6010,-19,C,。这束质子流每秒打到靶上的质子数为,_,。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距,L,和,4,L,的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为,n,1,和,n,2,，则,n,1,n,2,=_,_,。,L,4,L,质子源,v,1,v,2,6.25x10,15,2:1,2024/9/14,11,二、电阻定律,1,、内容：在温度不变时，导体的,电阻,R,与它的,长度,l,成正比,，与它的,横截面积,S,成反比,。,表达式：,R=,L,/S,决定电阻的大小,2,、电阻率,物理意义：反映材料的导电性能。由材料本身决定，与温度有关,单位：,m,电阻率随温度的变化,金属电阻率随温度升高而增大,金属温度计（铂）,有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响,标准电阻,温度降低电阻率减小,温度降到某一值，电阻率突然为零,超导,转变温度,2024/9/14,12,3,、半导体,定义：电阻率介于导体与绝缘体之间，且随温度升高反而降低的材料。,半导体的特性,热敏特性：温度升高电阻率迅速减小,热敏电阻（温控开关）,光敏特性：在光照下电阻率迅速减小,光敏电阻（光控开关）,掺杂特性：掺入杂质导电性能大大增强,4,、理解与巩固,关于电阻率，下列说法中不正确的是,（,）,A,电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好；,B,各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大；,C,所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零；,D,某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻,2024/9/14,13,如图7所示,两个截面不同,长度相等的,均匀铜棒接在电路中,两端电压为,U,则,A.通过两棒的电流不相等,B.两棒的自由电子定向移动的平均速率不同,C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强,E,1,大于粗,棒内场强,E,2,D.细棒的电压,U,1,大于粗棒的电压,U,2,解析,两铜棒串联,故电流相等,A,错,;,由,I,=,neS,v,知,I,、,n,、,e,相同,S,不同,v,不同,B,对,;,棒中电场,E,=,U,/,L,而,U,=,IR,=,，故,S,小的,U,大,即,U,1,U,2,E,1,E,2,C,、,D,对,.,答案,BCD,2024/9/14,14,三、欧姆定律,1,、内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比,2,、表达式：,I=U/R,3,、适用范围：适用于金属和电解液导电，气体导电不适用,或适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路,4,、伏安特性曲线,UI,图线、,IU,图线,I,O U,O I,U,1 2,1 2,R,1,R,2,当电阻率随温度变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线,5,、理解与巩固,实验室用的小灯泡灯丝的,I-U,特性曲线可用以下哪个图象来表示：,2024/9/14,15,一根粗细均匀的导线，两端加上电压,U,时，通过导线中的电流强度为,I,，导线中自由电子定向移动的平均速度为,v,，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的,1/2,，再给它两端加上电压,U,，则（ ）,A,通过导线的电流为,I/4,B,通过导线的电流为,I/16,C,自由电子定向移动的平均速率为,v/4,D,自由电子定向移动的平均速率为,v/16,甲、乙两地相距,6 km,，两地间架设两条电阻都是,6,的导线,.,当两条导线在甲、乙两地间的某处发生短路时，接在甲地的电压表，如图所示，读数为,6 V,，电流表的读数为,1.2 A,，则发生短路处距甲地多远？,2.5km,2024/9/14,16,一个标有“,220V60W”,的白炽灯泡，加上的电压,U,由零逐渐增大到,220V,，在此过程中电压,U,和电流,I,的的关系可用下图所示在给出的四个图线中符合实际的是 （ ）,题型二 对伏安曲线的理解,2024/9/14,17,.,如图,7,1,2,甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，,P,、,Q,为电极，设,a,1,m,，,b,0.2 m,，,c,0.1 m,，当里面注满某电解液，且,P,、,Q,加上电压后，其,U,I,图线如图,7,1,2,乙所示，当,U,10 V,时，求电解液的电阻率,是多少？,2024/9/14,18,解析：,由题图乙可求得电解液的电阻为：,R, ,2 000 ,由题图甲可知电解液长为：,l,a,1 m,截面积为：,S,bc,0.02 m,2,结合电阻定律：,R, ，得, ,40 ,m.,答案：,40 ,m,2024/9/14,19,.,两电阻,R,1,、,R,2,的电流,I,随电压,U,变化的关系图线如图2所示,其,中,R,1,的图线与纵轴的夹角和,R,2,的图线与横轴的夹角都是 =30,.,若将,R,1,、,R,2,串联起来接入电路中,则通电后,R,1,、,R,2,消耗的电功率之比,P,1,P,2,等于 ( ),A.1 B.3,C.13,D.31,图,2,2024/9/14,21,第二课时 电路的连结、电功、电功率,一、串、并联电路的特点,串联,并联,电流,电压,电阻,电压（电流）,分配,功率分配,注：在串、并联电路中，电路消耗的,总功率,等于,各用电器消耗的,功率之和,！,2024/9/14,22,二、电路的简化,1,、特殊电路元件处理方法,理想电流表可看成短路，用导线代替；理想电压表可看成电路断开；非理想电表可看成能读出电流、电压的电阻,电容器稳定时可看成电路断开，两极板间电压等于与之并联的电阻两端电压。,电路中无电流通过的电阻可用导线代替，同一导线上的节点可以合并。,2,、画等效电路的方法,如：,如图所示的电路中，三个电阻的阻值相等，电流表,A1,、,A,2,和,A,3,的内电阻均可忽略，,电流表的读数分别为,I,1,、,I,2,和,I,3,，则,I,1,I,2,I,3,=_,。,2024/9/14,23,一个,T,型电路如图所示，,电路中电阻,另有一测试电源，电动势为,100V,，内阻忽略不计。则,A.,当,cd,端短路时，,ab,之间的等效电阻是,40,B.,当,ab,端短路时，,cd,之间的等效电阻是,40,C.,当,ab,两端接通测试电源时，,cd,两端的电压为,80 V,D.,当,cd,两端接通测试电源时，,ab,两端的电压为,80 V,2024/9/14,24,解析,当,cd,端短路时,等效电阻,R,123,=,R,1,+,=40 ,所以,A,对,.,当,ab,端短路时,等效电阻,R,123,=,=128 ,所以,B,错,.,当,ab,两端接通测试电源时,根据欧姆定律得,:,A=2 A,所以,U,cd,=,I,R,3,=80 V,所以,C,对,.,当,cd,两端接通测试电源时,根据欧姆定,律得,: ,所以,U,ab,=,I,R,3,=25 V,所以,D,错,.,答案,AC,2024/9/14,25,三、电功、电功率,1,、电功,实质：电场力对电荷做功，电荷具有的电势能转化为其它形式的能，即电能转化为其它形式的能的过程。,计算公式,W=qU=IUt,（适用于任何电路）,W=I,2,Rt=U,2,t/R,（适用于纯电阻电路）,2,、电功率,电流所做的功与完成这些功所需时间的比值,P=W/t=IU,（适用于任何电路）,P=I,2,R=U,2,/R,（适用于纯电阻电路）,2024/9/14,26,3,、焦耳定律,电热：,Q=I,2,Rt,发热功率：,P,热,=I,2,R,4,、纯电阻、非纯电阻电路,纯电阻电路：电能全部转化为内能,P,热,=UI=I,2,R=U,2,/R,非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能,P=UI,P,热,=I,2,R,P,其它,=UI,P,热,四、理解与巩固,1,、串、并联电路的特点,如图所示电路中，各电阻阻值已标出，当输入电压,U,AB,=110V,时，输出电压,U,CD,=,V,2024/9/14,27,某实验小组用三只相同的小灯泡，联成如图所示的电路，研究串并联电路特点。实验中观察到的现象是,A,、,k,2,断开，,k,1,与,a,连接，三只灯泡都熄灭,B,、,k,2,断开，,k,1,与,b,连接，三只灯泡亮度相同,C,、,k,2,闭合，,k,1,与,a,连接，三只灯泡都发光，,L,1,、,L,2,亮度相同,D,、,k,2,闭合，,k,1,与,b,连接，三只灯泡都发光，,L,3,亮度小于,L,2,的亮度,S,未接通,题型三：对电路认识与电路的简化,2024/9/14,28,3,、电功、电功率,有四盏灯，接入如图,11,中，,L,1,和,L,2,都标有,“,220V,、,100W”,字样，,L,3,和,L,4,都标有,“,220V,、,40W”,字样，把电路接通后，最暗的灯将是：,A,L,1,；,B,L,2,；,C,L,3,；,D,L,4,题型四：,.,纯电阻电路规律的综合考查,如图,10,所示，电路中电池的电动势,E=5V,，内电阻,r=10,，,固定电阻,R=90,，,R,0,是可变电阻，在,R,0,从零增加到,400,的过程,中，求：,（,1,）可变电阻,R,0,上消耗功率最大的条件和最大热功率,（,2,）电池的电阻,r,和固定电阻,R,上消耗的最小热功率之和,2024/9/14,29,分析与解：,（,1,）可变电阻,R,0,上消耗的热功率：, 时，,P,0,最大，其最大值：,（,2,）当电流最小时，电阻,r,和,R,消耗的热功率最小，此时,R0,应调到最大,400,，内阻,r,和固定电阻,R,上消耗的最小热功率之和为,本题关键：写出,P,0,、,P,小,表达式，进行数学变换。一定要养成先写表达式，再求极值的良好解题习惯，否则就容易出错,2024/9/14,30,如图所示，电阻,R,1,=20,，电动机绕线电阻,R,2,=10,，当电键,S,断开时，电流表的示数是,I,1,=0.5A,当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数,I,和电路消耗的电功率,P,应是,:,A,I=1.5A B.I1.5A C.P=15W D.PI,2,2,R,2,，所以,I,2,1A,。所以电流表的示,I1.5A,，电路消耗的电功率,P15W,，即,BD,正确。,题型五：会解非纯电阻电路问题,2024/9/14,31,某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量,m=50kg,，电源电动势,E=110V,，不计电源电阻及各处摩擦，当电动机以,V=0.90m/s,的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度,I=5A,，由此可知，电动机线圈的电阻,R,是多少,?(g=10m/s,2,),分析与解：,在上面物理过程中，电源工作将其他形式的能转化电能输入电路，电流通过电机将电能转化为机械能输出，由能量守恒定律可得,解得电动机线圈的电阻,R=4,。,2024/9/14,32,5,、与实际生活相联系,演示位移传感器的工作原理如右图示，物体,M,在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆,p,，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小,x,。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是,（,）,A,物体,M,运动时，电源内的电流会发生变化,B,物体,M,运动时，电压表的示数会发生变化,C,物体,M,不动时，电路中没有电流,D,物体,M,不动时，电压表没有示数,2024/9/14,33,如图所示是一种悬球式加速度仪,.,它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度,.,m,是一个金属球，它系在细金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在,O,点，,AB,是一根长为,l,的电阻丝，其阻值为,R,.,金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计,.,电阻丝的中点,C,焊接一根导线,.,从,O,点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表,V,（金属丝和导线电阻不计）,.,图中虚线,OC,与,AB,相垂直，且,OC,=,h,，电阻丝,AB,接在电压恒为,U,的直流稳压电源上,.,整个装置固定在列车中使,AB,沿着车前进的方向,.,列车静止时金属丝呈竖直状态,.,当列车加速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向,，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小,.,（,1,）当列车向右做匀加速直线运动时，试写出加速度,a,与,角的关系及加速度,a,与电压,表读数,U,的对应关系,.,（,2,）这个装置能测得的最大加速度是多少,?,2024/9/14,34,第三课时 闭合电路欧姆定律,一、电动势,1,、物理意义：反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小。在数值上等于在电源内移动,1C,的电荷电源提供的能量。,2,、电动势的大小在外电路断开时等于电源两极间的电压，外电路闭合时等于内、外电压之和。,二、闭合电路欧姆定律,1,、内容：闭合电路里的电流与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。,2,、表达式：,外电路为纯电阻,E=U,外,+Ir,E=U,外,+U,内,对外电路无要求,Eq=qU,外,+qU,内,能量形式,IE=IU,外,+IU,内,功率形式,2024/9/14,35,三、路端电压,1,、,U,端,=E,Ir,U,端,随,I,的增大而减小,直线的斜率的绝对值表示电源内阻,图线上每一点坐标的乘积为电源的输出功率，也是外电路的消耗功率。,2,、,U,端,随,R,的增大而增大,(,纯电阻电路,),四、电源的功率与效率,电源的功率（电源的总功率）,P,总,=,EI,电源内部消耗的功率,P,内,=,I,2,r,电源的输出功率,P,出,=P,总,P,内,=EI-I,2,r=IU,端,=E,2,R/(R+r),2,当,R=r,时，,P,max,=E,2,/4r,输出功率随外电阻的变化规律,2024/9/14,36,五、理解与巩固,1,、闭合电路欧姆定律,如图所示的电路中，定值电阻,R,=3,，当开关,S,断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为,1,3,；当开关,S,闭合时，内、外电路消耗的功率之比为,1,1.,求开关,S,闭合前和闭合后，灯泡,L,上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）,在如图所示的电路中，,R,1,=2,，,R,2,=,R,3,=4,，当电键,K,接,a,时，,R,2,上消耗的电功率为,4 W,，当电键,K,接,b,时，电压表示数为,4.5 V,，试求：（,1,）电键,K,接,a,时，通过电源的电流和电源两端的电压；（,2,）电源的电动势和内电阻；（,3,）当电键,K,接,c,时，通过,R,2,的电流,.,2024/9/14,37,2,、电源的伏安特性曲线,如图所示，直线,A,为电源的,U,I,图线，直线,B,为电阻,R,的,U,I,图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是（ ）,A,4 W,、,8 WB,2 W,、,4 W,C,4 W,、,6 WD,2 W,、,3 W,3,、电源的输出功率,已知如图，,E,=6V,，,r,=4,，,R,1,=2,，,R,2,的变化范围是,010,。求：电源的最大输出功率；,R,1,上消耗的最大功率；,R,2,上消耗的最大功率。,2024/9/14,38,如图所示，直线,OAC,为某一直流电源的总功率,P,总,随电流,I,变化的图线,.,抛物线,OBC,为同一直流电源内部热功率,P,r,随电流,I,变化的图线,.,若,A,、,B,的横坐标为,1 A,，那么,AB,线段表示的功率等于（ ）,A,1 W B,3 W C,2 W D,2.5 W,C,2024/9/14,39,如图,7,2,13,所示，在,U,I,图象上，,a,、,b,、,c,各点均表示该电路中的一个确定的工作状态，,45,，则下列说法正确的是,(,),A,在,b,点时，电源有最小的输出功率,B,在,b,点时，电源的总功率最大,b,，,增大，电源的总功率和输出功率都增大,C,从,a,b,，,增大，电源的总功率和输出功率都增大,D,从,b,c,，,增大，电源的总功率和输出功率都减小,2024/9/14,40,解析：,在,b,点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大的输出功率，电源的总功率,R,总,=,IE,，,电流越大总功率越大，外电阻为零时总功率最大，从,a,c,，,增大， 外电阻增大，电流减小，电源的总功率减小，输出功率增大从,b,c,时，,增大，电流减小，电源的总功率和输出功率都减小,答案：,D,2024/9/14,41,在图中，发电机的内阻,r=0.1,，每根连接导线的电阻,r,1,=0.1,，负载电阻,R=22,，电路中的电流强度,I=10A,，求：（,1,）负载两端的电压,U,R,；（,2,）外电路上的电压,U,端；（,3,）发电机的电动势；（,4,）整个外电路上消耗的功率,P,外；（,5,）负载上消耗的功率；（,6,）导线上消耗的功率；（,7,）发电机内部消耗的功率；（,8,）发电机的功率,U,端,U,R,r,L,r,L,I,2024/9/14,42,题型八：电路,.,图象问题,例,1,、,如图是某一半导体器件的,U-I,图， 将该器件与标有,“,9V,，,18W,”,的用电器串联后接入电动势为,12V,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,？,1,I/A,U/V,0,2,3,4,4,8,12,2024/9/14,43,题型3 伏安特性曲线的应用,【,例3,】如图4所示为一个电灯两端的电压与通过它,的电流的变化关系曲线.由图可知,两者不成线性,关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化,的缘故.参考这条曲线回答下列问题(不计电流表,和电池的内阻).,图,4,2024/9/14,44,(1),若把三个这样的电灯串联后,接到电动势为,12 V,的电源上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻,.,(2),如图,5,所示,将两个这样的电,灯并联后再与,10 ,的定值电阻,串联,接在电动势为,8 V,的电源上,求通过电流表的电流值和每个灯,泡的电阻,.,图,5,2024/9/14,45,解析,(1),三个灯串联时,每个灯的电压为,4 V,由图象知,当灯泡两端的电压为,4 V,时,灯泡的电流,为,0.4 A.,灯泡的电阻为,R,= = =10 ,(2),在图,5,中,若设灯泡电流为,I,两端电压为,U,由欧姆定律得,E,=2,I,R,0,+,U,即,U,=8-20,I,将,U,=8-20,I,函数关系图象作在图,4,中,如下图所示,两图线交点为,(2 V,0.3 A),可得此种情况下电流,为,0.3 A.,2024/9/14,46,通过电流表的电流值为,I,A,=2,I,=0.6 A,灯泡的电阻为,R,= = =6.7 ,答案,(1)0.4 A 10 (2)0.6 A 6.7 ,2024/9/14,47,【,例,3】,图,7,2,12,甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，由图可知，两者不成线性关系，这是由于,_,如图乙所示，将这个电灯与,20 ,的定值电阻,R,串联，接在电动势为,8 V,的电源上，则电灯的实际功率为,_ W,(,不计电流表电阻和电源内阻,),2024/9/14,48,解析：,根据闭合电路欧姆定律：,E,IR,U,L,得到：,8,U,L,20,I,在甲图中画出此方程的图象如右图,由图象得出：该图象与原图的交点为此电路对应的电流和电压值，故此电路中小灯泡两端电压为,U,2 V,，电流,I,0.3 A,，所以功率,P,UI,0.6 W.,答案：,随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大,0.6,2024/9/14,49,第四课时 电路中的特殊问题,一、电路的动态分析,1,、问题特点：,电路中的局部变化会引起整个电路电流、电压、电功率的变化。,2,、处理方法：在对电路进行分析时从阻值变化的部分入手，理清电路结构，结合欧姆定律进行分析。（并同串反）,在如图所示的电路中，,R,1,、,R,2,、,R,3,和,R,4,皆为定值电阻，,R,5,为可变电阻，电源的电动势为,E,，内阻为,r,0,，设电流表,A,的读数为,I,，电压表,V,的读数为,U,0,，当,R,5,的滑动触点向图中,a,端移动时，,（,）,A,I,变大，,U,变小,B,I,变大，,U,变大,C,I,变小，,U,变大,D,I,变小，,U,变小,2024/9/14,50,解析：,由电路图可知，滑动变阻器的触头向,b,端滑动时，其连入电路的阻值,变大，导致整个电路的外电阻,R,外,增大，由,U,R,外, 知路端电压即电压,表的读数变大，而,R,1,的分压,UR,1,R,1,减小，故,R,2,两端的电压,UR,2,U,UR,1,增大，再据,I, 可得通过,R,2,的电流增大，即电流表的读数增大，所以,A,项正确,答案：,A,2024/9/14,51,2024/9/14,52,如图所示，电源电动势为,E,，内电阻为,r,当滑动变阻器的触片,P,从右端滑到左端时，发现电压表,V,1,、,V,2,示数变化的绝对值分别为,U,1,和,U,2,，下列说法中正确的是（,）,A,小灯泡,L,1,、,L,3,变暗，,L,2,变亮,B,小灯泡,L,3,变暗，,L,1,、,L,2,变亮,C,U,1,U,2,3,、滑动变阻器的特点,限流式接法,R,AB,随,pb,间的电阻增大而增大,分压电路,当,P,由,a,滑至,b,时,，,电路的总电阻,R,AB,持续减小,；反之增大。,2024/9/14,53,并联式电路,两并联支路的电阻之和为定值，则两支路的并联电阻随,两支路阻值之差,的增大而减小；随两支路阻值之差的减小而增大，且支路阻值相差最小时有最大值，相差最大时有最小值。,如图所示，电灯,A,标有,“,10V,，,10W,”,，电灯,B,标有,“,8V,，,20W,”,，滑动变阻器的总电阻为,6,，当滑动触头由,a,端向,b,端滑动的过程中,(,不考电灯电阻的变化,),A,、,安培表示数一直减小，伏特表示数一直增大；,B,、,安培表示数一直增大，伏特表示数一直减小；,C,、,安培表示数先增大后减小，伏特表示数先减小后增大；,D,、,安培表示数先减小后增大，伏特表示数先增大后减小。,2024/9/14,54,二、电路故障分析,如图为一电路板的示意图，,a,、,b,、,c,、,d,为接线柱，,a,、,d,与,220V,的交流电源连接，,ab,间、,bc,间、,cd,间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得,b,、,d,两点间以及,a,、,c,两点间的电压均为,220V,。由此可知：,（,A,）,ab,间电路通，,cd,间电路不通（,B,）,ab,间电路不通，,bc,间电路通（,C,）,ab,间电路通，,bc,间电路不通（,D,）,bc,间电路不通，,cd,间电路通,C、D,总结：由给定测量值，分析推断故障，应注意电压表有读数，必须有电流通过电压表，即与电压表相连的电路应是完好的。,2024/9/14,55,某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片,P,移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：,序号,A,1,示数,(A),A,2,示数,(A),V,1,示数,(V),V,2,示数,(V),1,0.60,0.30,2.40,1.20,2,0.44,0.32,2.56,0.48,将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。,1,、电路中，,、,r,分别为电源的电动势和内阻，,R,1,、,R,2,、,R,3,为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）,。,2,、由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是,。,2024/9/14,56,分析与解： 先将电路简化，,R1,与,r,看成一个等效内阻,r,，,=R,1,+r,，则由,V,1,和,A,1,的两组数据可求得电源的电动势；由,A,2,和,V,1,的数据可求出电阻,R,3,；由,V,2,和,A,1,、,A,2,的数据可求出,R,2,。, 当发现两电压表的示数相同时，但又不为零，说明,V,2,的示数也是路端电压，即外电路的电压全降在电阻,R,2,上，由此可推断,R,p,两端电压为零，这样故障的原因可能有两个，若假设,R,2,是完好的，则,R,p,一定短路；若假设,R,P,是完好的，则,R,2,一定断路。,2024/9/14,57,如图所示的电路中，闭合电键，灯,L,1,、,L,2,正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯,L,1,变亮，灯,L,2,变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是：,（,A,）,R,1,断路,（,B,）,R,2,断路,（,C,）,R,3,短路,（,D,）,R,4,短路,总结：解决此类问题可借鉴电路的动态分析的方法！,某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍正常发光拔出电饭煲的插头，把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则：,A,仅电热壶所在的,C,、,D,两点间发生了断路故障,B,仅电热壶所在的,C,、,D,两点间发生了短路故障,C,仅导线,AB,间断路,D,因为插座用导线接地，所以发生了上述故障,2024/9/14,58,解析,画出原电路的等效电路图如下图所示,.,若,R,1,断路,则,R,总,增大,根据闭合电路欧姆定律,得,I,总,减小,又由,U,=,E,-,I,r,可知,路端电压,增大,而,ab,之间的电阻不变,I,总,减小,所以,U,ab,减小,.,由,U,ab,+,U,L1,=,U,可知,U,L1,增大,则,L,1,变亮,;,由于,U,ab,减小,2024/9/14,59,据,I,2,=,可知,I,2,减小,灯,L,2,变暗,;,同理可知电流表,的示数减小,故,A,正确,.,若,R,2,断路,总外电阻变大,总电流减小,ac,部分电路,结构没变,电流仍按原比例分配,R,1,、,L,1,中电流都减,小,与题意相矛盾,故,B,选项错,.,若,R,3,短路或,R,4,短路,总外电阻减小,总电流增大,电流表示数变大,与题,意相矛盾,故,C,、,D,选项错,.,答案,A,2024/9/14,60,分析与解：首先应对电路进行标准化，如图,38,所示为其标准化后的电路。当,R1,断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯,L2,变暗，电流表的读数变小，而路端电压增大，所以,L1,两端电压增大，灯,L1,变亮，所以,A,选项正确,。,2024/9/14,61,三、含容电路,求电路稳定后电容器所带的电量,在图所示的电路中,已知电容,C=2F,电源电动势,E=12V,内电阻不计,R,1,R,2,R,3,R,4,=1263.,则电容器极板,a,所带的电量为（ ）,A.-8,10,-6,C. B.4,10,-6,C.-4,10,-6,C. D.8,10,-6,.,如图，,E=10V,，,R,1,=4,，,R,2,=6,，,C=30F,，电池内阻可忽略,.,(1),闭合电键,K,求稳定后通过,R,1,的电流,.,(2),然后将电键,K,断开,求这以后流过,R,1,的,总电量,.,2024/9/14,62,图中电源电动势,E=10V,，,C,1,=C,2,=30F,，,R,1,=4.0, R,2,=6.0,电源内阻可忽略。先闭合电键,K,，待电路稳定后，再将,K,断开，则断开,K,后流过电阻,R,1,的电量为,。,判定带电粒子的运动情况,一平行板电容器,C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源联接成如图所示的电路,.,今有一质量为,m,的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动,.,要使油滴上升,可采用的办法是,:,A.,增大,R,1,B.,增大,R,2,C.,增大,R,3,D.,减小,R,2,2024/9/14,63,四、电表的改装,1,、电流表（,G,）,表头,构造：由辐向均匀分布的磁场和放入其中的可转动的线圈组成。（如图）,工作原理,线圈中有电流时，受磁场力的作用而转动，当磁场力矩与弹簧的扭转力矩相等时，线圈停止转动；且有,I,，因此由电流表指针的偏转角度可得电流大小，且电流表刻度是均匀的。,三个参数（,R,g,、,I,g,、,U,g,）,R,g,为电流表内阻,I,g,为电流表满偏电流,U,g,为电流表满偏电压,2024/9/14,64,2,、电压表的改装,3,、电流表的改装,分压电阻,分流电阻,2024/9/14,65,有一块满偏电流为,I,g,=1mA,。线圈电阻,R,g,=1k,的小量程电流表。,把它改装为满偏电压,U=10V,的电压表；,把它改装为满偏电流,I=10mA,的电流表。,要求画出电路图，计算有关数据。,4,、伏安法测电阻,安培表外接法,误差原因：,电压表的分流导致电流表读数偏大，测量值偏小,适合测量：,小电阻,安培表内接法,误差原因：,电流表的分压导致电压表读数偏大，测量值偏大,适合测量：,大电阻,2024/9/14,66,大、小电阻的判断方法,比较法,大电阻,小电阻,试接法,V,表示数变化大，小电阻；,A,表示数变化大，大电阻。,用伏安法测某一电阻时，如果采用如图,4,所示的甲电路，测量值为,R,1,，如果采用乙电路，测量值为,R,2,，那么,R,1,、,R,2,与真实值,R,之间满足关系（ ）,A,R,1,R,R,2,B,R,R,1,R,2,C,R,1,R,R,2,D,R,R,1,R,2,2024/9/14,67,五、非理想电表的读数问题,求非理想电压表或非理想电流表的读数时，只要将电压表看作电阻,R,V,，求出,R,V,两端的电压就是电压表的示数；将电流表看作电阻,R,A,，求出通过,R,A,的电流就是电流表的示数。,三个完全相同的电压表如图所示接入电路中，已知,V,1,表读数为,8V,，,V,3,表的读数为,5V,，那么,V,2,表读数为,。,阻值较大的电阻,R,1,和,R,2,串联后，接入电压,U,恒定的电路，如图所示，现用同一电压表依次测量,R,1,与,R,2,的电压，测量值分别为,U,1,与,U,2,，已知电压表内阻与,R,1,、,R,2,相差不大，则：,A,U,1,+U,2,=U,；,B,U,1,+U,2,U,；,C,U,1,/U,2,=R,1,/R,2,；,D,U,1,/U,2,R,1,/R,2,2024/9/14,68,六、联系实际的问题,如图所示是电饭煲的电路图，,S,1,是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（,103,）时，会自动断开，,S,2,是一个自动控温开关，当温度低于,70,时，会自动闭合；温度高于,80,时，会自动断开,.,红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯,.,分流电阻,R,1,=,R,2,=500,，加热电阻丝,R,3,=50,，两灯电阻不计,.,（,1,）分析电饭煲的工作原理,.,（,2,）简要回答，如果不闭合开关,S,1,，能将饭煮熟吗？,（,3,）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比,.,2024/9/14,69,分析与解：（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80时，S2自动断开，S1仍闭合；水烧开后，温度升高到103时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80时，S2又自动断开，再次处于保温状态。,（2）如果不闭合开关S1，则不能将饭煮熟，因为只能加热到80。,（3）加热时电饭煲消耗的电功率P1= ，保温时电饭煲消耗的电功率P2= ，,两式中R并= 。,从而有P1P2= =121,
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