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,知识梳理,重难突破,思想方法,栏目索引,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,一、电阻的连接,1.电阻的串联,电流:,I,=,I,1,=,I,2,=,=,I,n,。,知识梳理,电压:,U,=,U,1,+,U,2,+,+,U,n,。,电阻:,R,=,R,1,+,R,2,+,+,R,n,。,电压分配:,=,=,。,功率分配:,=,=,。,电压:,U,=,U,1,=,U,2,=,=,U,n,。,电阻:,=,+,+,+,。,电流分配:,=,=,。,功率分配:,=,=,。,2.电阻的并联,电流:,I,=,I,1,+,I,2,+,+,I,n,。,注意(1)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率,P,总是等于各个,电阻消耗电功率之和。,即,P,=,P,1,+,P,2,+,+,P,n,。,(2)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻,变大。,二、电路的基本规律,1.电路的组成,(1)外电路:电源外部的电路。,(2)内电路:电源内部的电路。,外电路上的电压叫外电压,内电路上的电压叫内电压。,2.电源电动势,(1)概念:反映电源,把其他形式的能转化为电能,的本领。,(2)大小:数值上等于将单位正电荷从负极移到正极克服静电力做的功。,确定的电源,电动势为定值,不随电路情况变化而变化;不同种类电源,电,动势一般不同,电动势越大,非静电力做功本领越大。,(3)电动势是标量,但为了说明问题方便,习惯上规定电动势的方向在电源,内部从负极指向正极。,3.闭合电路欧姆定律,(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之,和成反比。,(2)公式:,I,=,。,(3),I,=,也可以表示为,E,=,IR,+,Ir,=,U,外,+,U,内,即电源的电动势等于内外电路,电势差之和。路端电压为,U,=,E,-,Ir,。当外电路断开时,路端电压等于电动,势;当电源两端短路时,I,=,。,三、电流表和电压表的原理,1.表头的构造和原理,(1)构造:主要由永磁铁和放入其中的可转动的线圈组成。表头用符号,表示,电流表和电压表都是由表头改装而成的。其中的辐向磁场,保证线,圈转动时,磁场情况不变,如图所示。,(2)工作原理:当电流流经线圈时,线圈因受安培力而转动,弹簧通过转动,轴阻碍线圈的转动,线圈停止转动时,可以证明,I,所以根据表头指针偏,转的角度可以测出电流的大小,且刻度是均匀的。,(3)三个参数:内阻,R,g,满偏电流,I,g,满偏电压,U,g,关系是,U,g,=,I,g,R,g,对一个表头,三者都为定值。,2.电压表的改装,(1)改装原理,电压表是根据串联电路的分压作用,在表头上串联一个分压电阻,并在表,头的电流刻度上标出相应的数值后改装而成的,如图所示。,(2)改装计算,改装后的电压表量程为,U,则由,U,=,I,g,R,g,+,I,g,R,得,R,=,R,g,令量程倍数,n,=,则,R,=(,n,-1),R,g,所以量程扩大为原量程的,n,倍时,需串联的电阻阻值为,(,n,-1),R,g,电压表的内阻为,R,V,=,nR,g,。,改装原理可以理解为电流,I,g,不变,总电阻变为,nR,g,所以量程变为,nU,g,;其中,R,g,分担,U,g,R,分担其余(,n,-1),U,g,。,3.电流表的改装,(1)改装原理,电流表是根据并联电路的分流作用,在表头上并联一个分流电阻,并在表,头电流刻度上标出相应的数值后改装而成的,如图所示。,(2)改装计算,改装后电流表量程为,I,则有,I,g,R,g,=(,I,-,I,g,),R,得,R,=,R,g,取,=,n,(量程倍数)则,R,=,R,g,即改装后电流表量程为原来的,n,倍时,需要给表头并联一个阻值为,的电阻。,注意将表头改装成电流表、电压表后允许通过表头的最大电流和表,头两端所能加的最大电压并没有改变,改装后的电流表比原量程增加的,电流被分流电阻承担,改装后的电压表比原量程增加的电压被分压电阻,承担。,1.(1)因为电动势和电压单位一样,所以电动势就是电压。,(),(2)电压表接在电源正、负极间,测的是电源的内电压。,(),(3)电源的,U,-,I,图线与横轴上的截距总是短路电流。,(),答案(1),(2),(3),2.在如图所示的电路中,开关S,1,、S,2,、S,3,、S,4,均闭合,C,是极板水平放置的平,行板电容器,板间悬浮着一油滴,P,。断开哪一个开关后,P,会向下运动,(),A.S,1,B.S,2,C.S,3,D.S,4,答案C四个开关均闭合时,油滴悬浮于平行板电容器的极板间,油滴,所受合外力为零,说明油滴除受重力外必受电场力的作用,且大小与重力相,等,方向与重力方向相反。若断开某个开关后,油滴向下运动,必是电场力,减小,是由电容器极板间电压减小所致。从电路连接形式可看出,电阻,R,1,、,R,2,并联后与电容器,C,串联,故电容器,C,实质上是并联在电阻,R,3,两端的。因,R,1,、,R,2,的电阻相对于电容器而言可忽略,断开S,1,不会使电容器两板间的电压,发生变化;断开S,4,电容器两板间的电压保持不变;断开S,2,因电源内阻远小于,电容器的电阻,电容器两板间电压反而会升高;只有断开S,3,时,电容器通过,R,3,放电,使电容器两板间的电压降低,P,才会向下运动。,3.在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路。当调节滑动变,阻器,R,并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.50 A和,2.0 V。重新调节,R,并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分,别为2.0 A和24.0 V。则这台电动机正常运转时的输出功率为,(),A.32 WB.44 WC.47 WD.48 W,答案A分析题意得,当电动机停止转动时,电动机相当于一个纯电阻,电动机的内阻为,r,=,代入数据得:,r,=4。重新调节,R,并使电动机恢复正常,运转,电动机的输出功率为,P,=,UI,-,I,2,r,代入数据得:,P,=32 W,A正确。,4.(多选)如图所示,直线,A,为电源,a,的路端电压与电流的关系图线;直线,B,为电,源,b,的路端电压与电流的关系图线;直线,C,为一个电阻,R,两端电压与电流的,关系图线。将这个电阻分别接到,a,、,b,两电源上,那么,(),A.,R,接到,b,电源上时电源的效率高,B.,R,接到,b,电源上时电源的输出功率较大,C.,R,接到,a,电源上时电源的输出功率较大,但电源效率较低,D.,R,接到,a,电源上时电阻的发热功率较大,电源效率也较高,答案AC由题图知,E,a,E,b,内阻,r,a,r,b,当电阻,R,接到电源两端时,电源的效,率为,=,=,所以,R,接到电源,b,上时,电源的效率高,A对,D错。由,题图知,R,接到电源,a,上时,电源的输出电压和电流均比接到,b,上时大,故,R,接,到电源,a,上时,电源的输出功率较大,B错,C对。故选A、C。,1.程序法,电路结构的变化,R,的变化,R,总,的变化,I,总,的变化,U,端,的变化固定支,路,变化支路。,2.“串反并同”结论法,(1)所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电,流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。,(2)所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电,流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。,重难一电路的动态分析,重难突破,则:,R,3.极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑,片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论。,解析为了使表述一目了然,可以用符号表示各量的变化趋势:用“,”,表示量值增大,“,”表示量值变小,不标箭头表示量值不变,则本题解答,过程可表示为:,变阻器滑片,C,向,B,移动,R,滑,R,并,R,外,;由闭合电路欧姆定律,I,1,=,I,总,=,典例1如图所示,当滑动变阻器,R,3,的滑片,C,向,B,方向移动时,电路中各电表,示数如何变化?(电表内阻对电路的影响不计),故A,1,示数减小;由,U,=,E,-,I,总,r,故,示数增大;由,U,1,=,I,1,R,1,故,V,1,示数变小;由U,2,=U,-U,1,故V,2,示数变大;由,I,2,=,U,2,/,R,2,故A,2,示数变大;由并联电路性质,I,3,=I,1,-I,2,故A,3,示数变小。,答案见解析,程序法分析电路动态变化,(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。,(2)根据局部电阻的变化,确定电路的外电阻,R,外,如何变化。,(3)根据闭合电路欧姆定律,I,总,=,确定电路的总电流如何变化。,(4)由,U,内,=,I,总,r,确定电源的内电压如何变化。,(5)由,U,外,=,E,-,U,内,确定路端电压如何变化。,(6)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。,(7)确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化。,1-1如图所示,电池的电动势为,E,内阻为,r,滑动变阻器的滑片,P,由,a,向,b,滑动,的过程中,电流表、电压表的示数变化情况为,(),A.电流表示数一直减小,电压表示数一直增大,B.电流表示数一直增大,电压表示数一直减小,C.电流表示数先减小后增大,电压表示数先增大后减小,D.电流表示数先增大后减小,电压表示数先减小后增大,答案C,解析外电路是滑动变阻器两部分并联后与,R,0,串联,当变阻器两部分电,阻值相等时,外电阻阻值最大,路端电压达到最大值,干路电流最小,所以当,滑动变阻器的滑片,P,由,a,向,b,滑动的过程中,电流表示数先减小后增大,电压,表示数先增大后减小,选项C正确。,.,1.电源的总功率,P,总,=,EI,=,U,外,I,+,U,内,I,=,P,出,+,P,内,。,若外电路是纯电阻电路,则有,P,总,=,I,2,(,R,+,r,)=,。,2.电源内部消耗的功率,P,内,=,I,2,r,=,U,内,I,=,P,总,-,P,出,。,3.电源的输出功率,P,出,=,UI,=,EI,-,I,2,r,=,P,总,-,P,内,。,若外电路是纯电阻电路,则有,重难二电源的功率和效率,P,出,=,I,2,R,=,=,。,由上式可以看出,(1)当,R,=,r,时,电源的输出功率最大为,P,m,=,。,(2)当,R,r,时,随着,R,的增大输出功率越来越小。,(3)当,R,r,时,随着,R,的增大输出功率越来越大。,(4)当,P,出,P,m,时,每个输出功率对应两个可能的外电阻,R,1,和,R,2,且,R,1,R,2,=,r,2,。,(5),P,出,与,R,的关系如图所示。,4.电源的效率,=,100%=,100%=,100%=,100%,因此,R,越大,越大;当,R,=,r,时,电源有最大输出功率,效率仅为50%。,典例2如图所示的电路中,电源电动势,E,恒定,内阻,r,=1,定值电阻,R,3,=5。当开关K断开与闭合时,ab,段电路消耗的电功率相等。则下列说法正确的是,(),A.电阻,R,1,、,R,2,可能分别为4、5,B.电阻,R,1,、,R,2,可能分别为3、6,C.开关K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数,D.开关K断开与闭合时电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量,大小之比一定等于6,解析根据题意有:,(,R,1,+,R,2,)=,R,1,将A、B两,项的,R,1,、,R,2,值分别代入上式验证,A项数据可使上式成立,故A正确,B错误。,设K断开时电流表和电压表的示数分别为,I,、,U,K闭合时电流表和电压表,的示数分别为,I,、,U,因闭合K后,R,2,被短路,故,I,U,故C正确。,=,=,r,+,R,3,=6,故,D正确。,答案ACD,2-1(多选)如图所示,R,1,为定值电阻,R,2,为可变电阻,E,为电源电动势,r,为电源,内电阻,以下说法中正确的是,(),A.当,R,2,=,R,1,+,r,时,R,2,获得最大功率,B.当,R,1,=,R,2,+,r
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