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1、-电路的基本概念与规律-第 15 页考点1 电路的基本概念与规律考点1.1电流的概念及表达式(1)导体中有能够自由移动的电荷.(2)导体两端存在电压.(1)定义式：I.其中q是某段时间内通过导体横截面的电荷量.a.若是金属导体导电，则q为自由电子通过某截面的电荷量的总和.b.若是电解质导电，则异种电荷反向通过某截面，q|q1|q2|.(2)带电粒子的运动可形成等效电流，如电子绕原子核的运动、带电粒子在磁场中的运动，此时I，q为带电粒子的电荷量，T为周期.(3)方向：电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷正极到负极，在内电路中电流由电源负极到正极.(4)微观表达式：假设导体单位体积内有n个可自由
2、移动的电荷，电荷定向移动的速率为v，电荷量为q，导体横截面积为S，则InqSv.3. 如图所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为(A)Avq B. CqvS Dqv/S6. (多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度匀速转动，则由环产生的等效电流应有(AB)A若不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B若电荷量不变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D若使
3、、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小9. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(C)A. B. Cnev D.考点1.2 描述电源的物理量1. 电动势(1)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置.在电源内部，非静电力做正功，其他形式的能转化为电能，在电源外部，静电力做功，电能转化为其他形式的能.(2)电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W与被移送电荷q的比值.定义式：E.(3
4、)物理意义：反映电源非静电力做功本领大小的物理量.2.内阻：电源内部导体的电阻3容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：Ah或mAh.1. 以下说法中正确的是(D)A在外电路和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断地定向移动形成电流B静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C在电源内部，正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D静电力移动电荷做功，电势能减小；非静电力移动电荷做功，电势能增考点1.3 电路的串联与并联考点1.3.1 串并联电路的特点一、串联电路1电路中各处电流相等即II1I2I3In.2电路两端的总电压等于各部分电路两端
5、电压之和，即UU1U2U3Un.3总电阻等于各个导体电阻之和，即RR1R2R3Rn.4电压分配：各个电阻两端电压和它的电阻成正比，即I.5功率分配：各个电阻消耗的电功率和它的电阻成正比，即I2.二、并联电路1电路中各支路两端电压相等，即U1U2U3U.2电路中的总电流等于各支路电流之和，即II1I2I3In.3总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，即.4电流分配：流过各支路的电流跟支路电阻值成反比，即I1R1I2R2I3R3InRnU.具体运算中，若R1、R2并联，则流经R1上的电流I1，其中I为干路中的电流5功率分配：各个支路消耗的功率跟支路电阻成反比，即P1R1P2R2P3R3P1R1U2.
6、三、几个重要推论1n个相同电阻r并联总电阻R；2两个电阻并联时，R，注意三个电阻的并联求解；3并联电路的总电阻小于任一支路的电阻，有助于理解滑动变阻器的分压式接法，电压的分配；2. 如图所示，有三个电阻，已知R1R2R3136，则电路工作时，电压U1U2为(D)24. (多选)一个T型电路如图所示，电路中的电阻R110 ，R2120 ，R340 .另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计则(AC)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 VD当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V
7、5. (多选)有三个电阻的阻值及额定电流分别为R110 ，I11 A，R220 ，I22 A，R35 ，I32 A它们组成的电路如图243中甲、乙、丙所示，下列关于各图的说法中正确的是(BC)A图甲中电路两端允许加的最大电压为60 VB图乙中电路允许通过的最大电流为3.5 AC图丙中电路两端允许加的最大电压为17.5 VD图丙中电路允许通过的最大电流为2 A如图所示的电路中，R110 ，R24 ，R36 ，R43 ，U2.4 V若在a、b间接一只理想电压表，它的读数是多少？【答案】1.8 V考点1.3.2 电表的改装两表改装比较项目小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电压表小量程的表头G(Ig，
8、Rg)改装成电流表内部电路扩大后量程UIR的作用分压分流R的数值RRg或R(n1)Rg(n)R或R(n)电表的总内阻RVRgR或RVRA或RA电表的改装问题，实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，具体分析见表：10. 有两个相同的灵敏电流计，允许通过的最大电流(满偏电流)为Ig1 mA，表头电阻Rg20 ，若改装成一个量程为3 V的电压表和一个量程为0.6 A的电流表应分别(A)A串联一个2980 的电阻和并联一个0.033 的电阻B并联一个2990 的电阻和串联一个0.033 的电阻C串联一个2970 的电阻和并联一个0.05 的电阻D并联一个2970 的电阻和串联一个0.05 的电阻
9、11. 磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程已知某一表头G，内阻Rg30，满偏电流Ig5mA，要将它改装为量程03A的电流表，所做的操作是(D)A串联一个570的电阻 B并联一个570的电阻C串联一个0.05的电阻 14. 一个电流表，刻度盘的每1小格代表1 A，内阻为Rg，如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表nA，则(D)A给它串联一个电阻，阻值为nRgB给它串联一个电阻，阻值为(n1)RgC给它并联一个电阻，阻值为D给它并联一个电阻，阻值为17. (多选)两个电压表V1和V2是由
10、完全相同的电流表改装成的，V1的量程是5V，V2的量程是15V.为了测量15V20V的电压，拟将两电压表串联使用，这种情况下(BC)A两个电压表的读数相等B两个电压表的指针偏转角度相等C两个电压表的读数等于两电压表的内阻之比D两个电压表指针偏转角度之比等于两电压表内阻之比19. 如图所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg100，满偏电流Ig1mA，R1900，R2.(1)当S1和S2均断开时，改装所成的表是什么表？量程多大？(2)当S1和S2均闭合时，改装所成的表是什么表？量程多大？【答案】(1)电压表1V(2)电流表1A考点1.4部分电路欧姆定律(1)定义式：R.(2)物理意义：反映了导体对电
11、流的阻碍作用.(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.(3)适用范围金属导电和电解液导电(对气体导电不适用).纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路).(1)IU图线：以电流为纵轴、电压为横轴所画出的导体上的电流随电压的变化曲线称为IU图线，如图所示. (2)比较电阻的大小：图线的斜率k，图中R1R2.(3)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用欧姆定律.(4)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律.7. (多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I
12、轴的垂线，则下列说法中正确的是(ABD)A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大P点，小灯泡的电阻为RP点，小灯泡的电阻为RP点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积8. 某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是(B)A.B点的电阻为12 B.B点的电阻为40 A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了1 A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了9 考点1.5 电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关.(2)表达式：R.(1)计算式：R.(2)物理意义：反映导体的导电性能，是表
13、征材料性质的物理量.(3)电阻率与温度的关系：金属：电阻率随温度升高而增大.半导体：电阻率随温度升高而减小.一些合金：几乎不受温度的影响.3. 如图所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2，当端点、和、分别接入电路时，RR是(D)A.L1L2 B.L2L1 C.LL D.LL考点1.6焦耳定律(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功.(2)公式：WqUIUt(适用于任何电路).(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程.(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢.(2)公式：PIU(适用于任何电路).(1)电热：电流通过导体产生的热
14、量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比.(2)公式：QI2Rt.PIU和热功率PI2R的应用(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P电UI，热功率均为P热I2R.(2)对于纯电阻电路而言：P电P热IUI2R.(3)对于非纯电阻电路而言：P电IUP热P其他I2RP其他P其他.9. 额定电压都是110 V，额定功率PL1100 W，PL240 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是(C)10. 电阻R和电动机M串联接到电路中，如图1所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作设电阻R
15、和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过R做功为W1，产生的热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生的热量为Q2，则有(A)AU1U2，Q1Q2 BU1U2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2考点2闭合电路欧姆定律考点2.1 闭合电路欧姆定律(1)组成(2)内、外电压的关系：EU内U外.(1)内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小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(只适用于纯电阻电路).EU外Ir(适用于所有电路).U与电流I的关系(1)关系式：UEIr.(2)UI图象如图1所示.当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电源
16、电动势.当外电路短路即U0时，横坐标的截距为短路电流.图线的斜率的绝对值为电源的内阻. 5. (多选)如图所示电路中，电源电动势E9 V、内阻r3 ，R15 ，下列说法中正确的是(AC)A当S断开时，UAC9 VB当S闭合时，UAC9 VC当S闭合时，UAB7.5 V，UBC0D当S断开时，UAB0，UBC08. 图为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线用此电源与三个阻值均为3 的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V则该电路可能为(B)考点2.2 电路的动态与故障分析考点2.2.1 电路的动态分析1. 闭合电路动态分析的常用两种方法(1)程序法：基本思路是“部分整体部分”，即：(2)结论
17、法“串反并同”“串反”是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大“并同”是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小2. 两种欧姆定律中电压变化的研究(1)对线性电阻来说，由部分电路欧姆定律可知，R，理论上来说，利用伏安法测量，可由两组测量数据(I1，U1)，(I2，U2)求得U1I1R，U2I2R，则UU2U1I2RI1RIR，即R，以上证明已表明是对线性电阻，对变化的电阻
18、可以用状态参量R表述，但不能表示变化的电阻(2)由闭合电路欧姆定律可得UEIr，其中斜率为r，如图随着外电阻R的变化，电流I也随着改变，U为路端电压的变化也是外电阻R两端电压的变化、I为干路电流的变化也是通过外电阻R的电流的变化，看似外电阻R变化无法确定如何变化，但却根据闭合电路欧姆定律判断r是不变的1. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，如果将滑动变阻器的滑片向b端滑动，则灯泡L、电表A(均未超过限度)会发生何种变化( D )A灯泡L变亮，电流表A示数变小B灯泡L变亮，电流表A示数变大C灯泡L变暗，电流表A示数变小D灯泡L变暗，电流表A示数变大2. 如图所示的电路，闭合开关S后，a
19、、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略.现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（ B ）E，racbRSA.a灯变亮，b灯和c灯变暗B.a灯和c灯变亮，b灯变暗C.a灯和c灯变暗，b灯变亮D.a灯和b灯变暗，c灯变亮考点2.2.2 闭合电路故障分析电路故障一般都含有两方面内容：一是故障的性质，即短路还是断路；二是故障的位置，即故障发生在哪个元件上所以一个电路中的故障，要从这两个方面分析只有确定了电路故障的性质和故障发生的位置，才能完整地确定出电路的故障1根据串、并联电路的特点判断：电路故障的判断问题可以考查学生对电路的组成(结构)、特点等知识的理解程度因此，
20、把握电路的结构、特点是解决这类问题的前提2用电压表判断电路故障的方法(1)电压表有示数的原因：电压表两接线柱间含电源部分的电路为通路，同时与电压表并联的部分电路没有短路现象发生时，电压表有示数(2)电压表无示数的原因：电压表两接线柱间含电源部分的电路为断(开)路电压表两接线柱间含电源部分虽然为通路，但与电压表并联的部分电路出现了短路现象1. 如图所示的电路，灯泡L1与L2完全相同，开关S闭合后，电压表、的示数都等于电源电压，两个灯泡都不发光.如果故障只有一个，则可能是(D)1122断路6. 如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接处的接点在开关闭合后，发现小灯泡不亮现用多用电表检查电路故
21、障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的_档在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的_档(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明_可能有故障(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤【答案】(1)电压欧姆(2)开关或连接点5、6(3)调到欧姆档将红、黑表笔相接，检查欧姆档能否正常工作测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大，表明小灯泡有故障考点2.3 含电容器电路问题含容的稳态电路分析在分析含容稳态电路时要注意以下六点内容(1)在
22、给电容器充、放电时，电路中有充电、放电电流，一旦电流达到稳定状态，电容器就相当于一个阻值无限大的电阻，此时电容所在位置可看作是断路，由此简化电路(2)确定电容与谁并联，从而确定电容两端电压(3)如果电容与某一电阻串联，再与另一个电阻并联则某电阻相当于导线(4)如无法判断电容与谁并联，可设电源负极处电势为零，进而计算出电容两极板的电势分别是多少，而后利用UABAB求出电容两端电压(5)分清充电回路与放电回路，充电回路，从电源的正极出发经过该电容最终回到负极；放电回路，要从电容的正极到该电容的负极形成回路(6)求电量的变化可以直接利用方程QUC，由于电容C的数值是不变的(其中要留意电容先放电而后又
23、反向充电的情况，电量的变化为初末态电量之和)1. 如图所示，电源电动势E12 V，内阻r1 ，电阻R15 ，R250 ，则(B)A.开关S断开时，A、B两端电压等于零B.开关S闭合，电容器C充电后，电容器两极板间的电压等于10 VC.开关S闭合，电容器C充电后，电容器两极板间的电压等于12 VD.开关S闭合，电容器C充电后，两极板间的电压与电容大小有关10. 在下图电路中K1、K2、K3、K4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？(C)AK1 BK2 CK3 DK4考点2.4 闭合电路中功率与效率问题(1)任意电路：P总IEIU外IU内P出P
24、内.(2)纯电阻电路：P总I2(Rr).P内I2rIU内P总P出.(1)任意电路：P出IUIEI2rP总P内.(2)纯电阻电路：P出I2R.(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系当Rr时，电源的输出功率最大为Pm.当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小.当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大.当P出Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2r2.P出与R的关系如图所示.(1)任意电路：100%100%.(2)纯电阻电路：100%100%因此在纯电阻电路中R越大，越大.4. (多选)如图所示，R1为定值电阻，R2为变阻器，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是(AC)R2R1r时，R2获得最大功率R1R2r时，R1获得最大功率R20时，R1上获得最大功率R20时，电源的输出功率最大