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1、 第第2节节 电路的基本规律及其应用电路的基本规律及其应用 I1I2In U1U2Un R1R2Rn (1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，串联总电阻变大阻变大时，串联总电阻变大(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大时，总电阻变大(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总等于各个电阻总等于各个电阻耗电功率之和耗电功率之和I1I2In U1U2Un 二、电路及其规律二
2、、电路及其规律1电路的组成电路的组成(1)外电路：电源外部的电路外电路：电源外部的电路(2)内电路：电源内部的电路内电路：电源内部的电路外电路上的电压叫外电路上的电压叫 电压，内电路上的电压叫电压，内电路上的电压叫 2电源电动势电源电动势(1)概念：反映电源概念：反映电源 的本领的本领(2)大小：数值上等于将单位正电荷从负极移到正极克服大小：数值上等于将单位正电荷从负极移到正极克服 做的做的功确定的电源，电动势为功确定的电源，电动势为 ，不随电路情况变化；不同类电源，不随电路情况变化；不同类电源，电动势不同，电动势越大，非静电力做功本领越大电动势不同，电动势越大，非静电力做功本领越大(3)标量
3、：为了说明问题方便，习惯上规定电动势的方向在电源内部标量：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从 指向指向 路端路端内电压内电压把其他形式能转化为电能把其他形式能转化为电能电场力电场力定值定值负极负极正极正极3闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的内容：闭合电路的电流跟电源的 成正比，跟内、外电路的成正比，跟内、外电路的电阻之和成电阻之和成 (2)公式：公式：I .也可以表示为也可以表示为EIRIrU外外U内内，即电源，即电源的电动势等于内外电路电势差之和的电动势等于内外电路电势差之和(3)路端电压；外电路两端的电压，即电源的输出电压路端电压；外电路
4、两端的电压，即电源的输出电压U .当外电阻当外电阻RIIrU，当，当R增大增大到无穷大到无穷大(即断路即断路)时，时，I ，U .路端路端电压随外电阻的增大而增大，如图所示电压随外电阻的增大而增大，如图所示当外电阻当外电阻RIIrU，当，当R减小减小到零到零(短路短路)时，时，I短短 ，U .电动势电动势反比反比EIr0E0(4)路端电压随电流变化的图象路端电压随电流变化的图象用图象表示如图所示用图象表示如图所示若若UI图象中的纵坐标图象中的纵坐标(U)不是从零开始时，此时图线与横坐标的交不是从零开始时，此时图线与横坐标的交点小于短路电流，但图线的斜率仍然等于电源的内阻点小于短路电流，但图线的
5、斜率仍然等于电源的内阻三、电流表、电压表的改装三、电流表、电压表的改装1电流表电流表G(表头表头)(1)原理：当线圈中有电流通过时，线圈在原理：当线圈中有电流通过时，线圈在 作用下带动指针一作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度起偏转，电流越大，指针偏转的角度 ，可以证明，可以证明I，所以根据表，所以根据表头指针偏转的角度可以测出电流的大小，且表盘刻度是均匀的头指针偏转的角度可以测出电流的大小，且表盘刻度是均匀的(2)三个参数：内阻三个参数：内阻Rg，满偏电流，满偏电流Ig，满偏电压，满偏电压Ug，关系是，关系是Ug .磁场力磁场力越大越大IgRg2电压表及大量程电流表电压表及大量程
6、电流表(由表头改装而成由表头改装而成)1关于电源的电动势，下列说法正确的是关于电源的电动势，下列说法正确的是()A电源的电动势等于电源两端的电压电源的电动势等于电源两端的电压B电源不接入电路时，电源两极间的电压大小等于电动势电源不接入电路时，电源两极间的电压大小等于电动势C电动势的国际单位是安培电动势的国际单位是安培D常见的铅蓄电池电动势为常见的铅蓄电池电动势为1.5 V解析：解析：电源电动势等于电源路端电压与内电压之和，只有外电路是电源电动势等于电源路端电压与内电压之和，只有外电路是断路时，电源两端的电压才等于电源电动势，断路时，电源两端的电压才等于电源电动势，A错，错，B对；电动势的国对；
7、电动势的国际单位是伏特，际单位是伏特，C错；常见铅蓄电池的电动势为错；常见铅蓄电池的电动势为2 V，D错错答案：答案：B2.如图所示是一实验电路图在滑动触头由如图所示是一实验电路图在滑动触头由a端滑向端滑向b端的过程中，下端的过程中，下列表述正确的是列表述正确的是()A路端电压变小路端电压变小B电流表的示数变大电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大电路的总电阻变大解析：解析：滑动触头由滑动触头由a滑向滑向b的过程中，总电阻变小，的过程中，总电阻变小，D错误；干路电流错误；干路电流变大，路端电压变小，变大，路端电压变小，A正确；内阻消耗功率变大，正确；内
8、阻消耗功率变大，C错误；定值电阻错误；定值电阻R3上电压降低，电流表示数变小，上电压降低，电流表示数变小，B错误错误答案：答案：A3.如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线用此电源与三个阻值均为图线用此电源与三个阻值均为3 的电阻连接的电阻连接成电路，测得路端电压为成电路，测得路端电压为4.8 V则该电路可能为则该电路可能为下图中的下图中的()答案：答案：B4.如图所示为如图所示为“解放解放”牌大卡车的远程车灯电牌大卡车的远程车灯电 路中的蓄电池总功率随电流变化的图象，已知蓄路中的蓄电池总功率随电流变化的图象，已知蓄 电池瞬间短路时的电流为电
9、池瞬间短路时的电流为14 A .求：求：(1)该蓄电池的电动势该蓄电池的电动势E和内阻和内阻r.(2)车头两个远程车灯的铭牌上标有车头两个远程车灯的铭牌上标有“12 V、12 W”字样，若两灯并字样，若两灯并联接在蓄电池两端，则两灯消耗的总电功率为多少联接在蓄电池两端，则两灯消耗的总电功率为多少答案：答案：(1)14 V1 (2)24 W三种图象的比较三种图象的比较例例1某导体中的电流随其两端电压的变化某导体中的电流随其两端电压的变化 如图所示，则下列说法中正确的是如图所示，则下列说法中正确的是()A加加5 V电压时，导体的电阻约是电压时，导体的电阻约是5 B加加11 V电压时，导体的电阻约是
10、电压时，导体的电阻约是1.4 C由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小思路点拨思路点拨非线性元件的伏安特性曲线上，电压坐标与电流坐标非线性元件的伏安特性曲线上，电压坐标与电流坐标的比值，表示该状态时此元件的电阻值；曲线的变化趋势反应电阻的的比值，表示该状态时此元件的电阻值；曲线的变化趋势反应电阻的变化变化答案答案AD1.如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正
11、确的是的关系图线，下列说法中正确的是()A当路端电压都为当路端电压都为U0时，它们的外电阻相等时，它们的外电阻相等B电流都是电流都是I0时，两电源的内电压相等时，两电源的内电压相等C电源甲的电动势大于电源乙的电动势电源甲的电动势大于电源乙的电动势D电源甲的内阻小于电源乙的内阻电源甲的内阻小于电源乙的内阻答案：答案：AC电源的有关功率和效率电源的有关功率和效率 (1)当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当；当R时，时， 100%，但此时，但此时P出出0，无实际意义，无实际意义(2)对于内、外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据对于内、外电
12、路上的固定电阻，其消耗的功率根据PI2R来判来判断，与输出功率大小的判断方法不同断，与输出功率大小的判断方法不同例例2三只灯泡三只灯泡L1、L2和和L3的额定电压分别为的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和和2.5 V，它们的额定电流都为它们的额定电流都为0.3 A若将它们连接成如图甲、乙所示的电路，若将它们连接成如图甲、乙所示的电路，且灯泡都正常发光且灯泡都正常发光 (1)试求图甲所示电路的总电流和电阻试求图甲所示电路的总电流和电阻R2消耗的电功率；消耗的电功率；(2)分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能思路点拨思路点拨R
13、2消耗的功率为其电流与电压的乘积，电压值须据电源消耗的功率为其电流与电压的乘积，电压值须据电源和其他的外阻分压求出和其他的外阻分压求出自主解答自主解答(1)由题意，在图甲所示电路中：由题意，在图甲所示电路中：电路的总电流电路的总电流I总总IL1IL2IL30.9 AU路端路端EI总总r2.55 VUR2U路端路端UL30.05 VIR2I总总0.9 A电阻电阻R2消耗的功率消耗的功率PR2IR2UR20.045 W (2)图甲中电源提供的电功率图甲中电源提供的电功率P总总I总总E0.93 W2.7 W图乙中电源提供的电功率图乙中电源提供的电功率P总总I总总E0.36 W1.8 W由于灯泡都正常
14、发光，两电路有用功率相等，而由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而PP总总，所以，图，所以，图乙所示电路比图甲所示电路节能乙所示电路比图甲所示电路节能答案答案(1)0.9 A0.045 W(2)P甲甲2.7 WP乙乙1.8 W图乙所示电路更节能图乙所示电路更节能2.(2012年盐城模拟年盐城模拟)如图所示，电阻如图所示，电阻R12 ，小灯泡，小灯泡L上标有上标有“3 V、1.5 W”，电源内阻，电源内阻r1 ，滑动变阻器的最大阻值为，滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知大小未知)，当，当触头触头P滑动到最上端滑动到最上端a时，电流表的读数时，电流表的读数 为为1 A，小灯泡，小灯泡L恰好正
15、常发光，求：恰好正常发光，求：(1)滑动变阻器的最大阻值滑动变阻器的最大阻值R0.(2)当触头当触头P滑动到最下端滑动到最下端b时，求电源的总功率及输出功率时，求电源的总功率及输出功率答案：答案：(1)6 (2)12 W8 W电路的分析电路的分析2含容电路的分析含容电路的分析(1)简化电路时可以把电容器所处电路作为断路，简化电路时可以去掉简化电路时可以把电容器所处电路作为断路，简化电路时可以去掉，在求电荷量时在相应位置补上，在求电荷量时在相应位置补上(2)电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线(3)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充放电电路
16、中电流、电压的变化可能会引起电容器的充放电 若电容器若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，两端电压升高，电容器将充电；若电压降低， 电容器将通过与它连接电容器将通过与它连接的电路放电可由的电路放电可由QCU计算电容器上电荷量的变化计算电容器上电荷量的变化(4)在直流电路中，如果串联或并联了电容器应该注意，在直流电路中，如果串联或并联了电容器应该注意， 在与电容器在与电容器串联的电路中没有电流，串联的电路中没有电流， 所以电阻不起降低电压作用，所以电阻不起降低电压作用， 但电容器两端但电容器两端可能出现电势差；如果电容器与电源并联，可能出现电势差；如果电容器与电源并联， 电路中有电流通
17、过电路中有电流通过 电容电容器两端的充电电压不是电源电动势器两端的充电电压不是电源电动势E，而是路端电压，而是路端电压U.(5)在含容电路中，当电路发生变化时，在含容电路中，当电路发生变化时， 除了要判断和计算电容器两除了要判断和计算电容器两端的电压外，端的电压外， 还必须要判断电容器极板上极性的变化，还必须要判断电容器极板上极性的变化， 防止出现电容防止出现电容器先放电后反向充电的现象器先放电后反向充电的现象3电路故障的分析方法电路故障的分析方法电路故障一般是短路或断路，常见的情况有：电路故障一般是短路或断路，常见的情况有： 导线断芯，导线断芯， 灯泡断灯泡断丝、灯座短路，变阻器内部断路，接
18、触不良等现象，检查故障的基本丝、灯座短路，变阻器内部断路，接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：方法有两种：(1)电压表检测方法：如果电压表示数为电压表检测方法：如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路过，则可能在并联路段之外有断路，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无断路，或并联路段内无短路(2)用多用电表的欧姆挡检测用多用电表的欧姆挡检测要对检测的电路切断电源，逐一使元件脱离原电路要对检测的
19、电路切断电源，逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检或对某段电路检测测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在后测量是通路还是断路便可找到故障所在例例3(2012年广州模拟年广州模拟)如图所示，如图所示，A灯与灯与B灯电阻相同，当滑动灯电阻相同，当滑动变阻器变阻器R的滑动片身下滑动时，两灯的变化是的滑动片身下滑动时，两灯的变化是()AA灯变亮，灯变亮，B灯变亮灯变亮 BA灯变暗，灯变暗，B灯变亮灯变亮CA灯变暗，灯变暗，B灯变暗灯变暗DA灯变亮，灯变亮，B灯变暗灯变暗自主解答自主解答当变阻器的滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，根当变阻器的滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，根据串、并联电路特点可
20、知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可据串、并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流得干路电流I增大，内阻分担电压增大，路端电压增大，内阻分担电压增大，路端电压U减小，减小，A灯两端电压灯两端电压减小，亮度变暗；另一支路电流减小，亮度变暗；另一支路电流IIIA增大，增大，U1IR1增大，故增大，故R与与B灯的并联支路电压灯的并联支路电压UBUU1减小，减小，B灯变暗，灯变暗，C正确正确答案答案C3.在如图的闭合电路中，当滑片在如图的闭合电路中，当滑片 P 向右移动时，两电表读数的变向右移动时，两电表读数的变化是化是()A.变大，变大，变大变大B.变小，变小，变大变大C
21、.变大，变大，变小变小D.变小，变小，变小变小解析：解析：滑片滑片P向右移动，电阻变大，总电阻也变大，由闭合电路的向右移动，电阻变大，总电阻也变大，由闭合电路的欧姆定律可知，回路中电流减小，电源内压减小，欧姆定律可知，回路中电流减小，电源内压减小，R0两端电压减小，两端电压减小，所以滑动变阻器两端电压升高，电压表示数变大，故所以滑动变阻器两端电压升高，电压表示数变大，故B项正确项正确答案：答案：B1.如图所示，E 为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、 S 为开关，与分别为电压表和电流表 初始时 S0与 S 均闭合，现将 S 断开，则()A.的读数变大，的读数变小B.的读数变
22、大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大2(2011年高考北京理综年高考北京理综)如图所示电路，电源内阻不可忽略开关如图所示电路，电源内阻不可忽略开关S闭合后，在变阻器闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中的滑动端向下滑动的过程中()A电压表与电流表的示数都减小电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大电压表的示数减小，电流表的示数增大答案：答案：A答案：答案：B3.如图所示电路中，闭合电键如图所示电路中，闭合电键S，
23、当滑动变阻器的滑当滑动变阻器的滑动触头动触头P从最高端向下滑动时从最高端向下滑动时()A电压表电压表V读数先变大后变小，电流表读数先变大后变小，电流表A读数变大读数变大 B电压表电压表V读数先变小后变大，电流表读数先变小后变大，电流表A读数变小读数变小 C电压表电压表V读数先变大后变小，电流表读数先变大后变小，电流表A读数先变读数先变 小后变大小后变大 D电压表电压表V读数先变小后变大，电流表读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小读数先变大后变小答案：答案：A 4在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示
24、电源内阻不计，导线连接良好若将滑动变阻器的触头置如图所示电源内阻不计，导线连接良好若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合于左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：a电珠电珠L不亮；电流表示数几乎为零不亮；电流表示数几乎为零b电珠电珠L亮度增加；电流表示数增大亮度增加；电流表示数增大c电珠电珠L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断断d电珠电珠L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断不亮；电流表从示数增大到线圈烧断与上述与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为四种现象
25、对应的电路序号为()ABC D解析：解析：图图是滑动变阻器的分压式接法，向右滑动触头，灯泡两端电是滑动变阻器的分压式接法，向右滑动触头，灯泡两端电压增大，亮度增加，根据灯泡与滑动变阻器串并联情况可知，总阻值压增大，亮度增加，根据灯泡与滑动变阻器串并联情况可知，总阻值逐渐减小，电流表示数增大，此种情况与逐渐减小，电流表示数增大，此种情况与b对应对应中电流表将电珠中电流表将电珠短路，灯不亮，当滑动变阻器接入电路阻值很小时，电流表线圈烧断短路，灯不亮，当滑动变阻器接入电路阻值很小时，电流表线圈烧断，灯泡不再被短路而发光，此种情况与，灯泡不再被短路而发光，此种情况与c对应对应中电压表与灯泡串中电压表与灯泡串联，灯泡处电流几乎为零，不亮，电流表示数几乎为零，此种情况与联，灯泡处电流几乎为零，不亮，电流表示数几乎为零，此种情况与a对应对应中电压表与灯泡串联，灯泡不亮，当滑动触头滑至接近右中电压表与灯泡串联，灯泡不亮，当滑动触头滑至接近右端时，电流表两端电压过大，可能被烧坏，此种情况与端时，电流表两端电压过大，可能被烧坏，此种情况与d对应综上对应综上可知，选项可知，选项A正确正确答案：答案：A