《恒定电流知识点例题详解_中学教育-高考.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《恒定电流知识点例题详解_中学教育-高考.pdf（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 第十一章 恒定电流 第一单元基本概念和定律 知识目标 一、电流、电阻和电阻定律 1电流：电荷的定向移动形成电流（1）形成电流的条件：内因是有自由移动的电荷，外因是导体两端有电势差（2）电流强度：通过导体横截面的电量 Q 与通过这些电量所用的时间 t 的比值。I=Q/t；假设导体单位体积内有 n 个电子，电子定向移动的速率为 V，则 I=neSv；假若导体单位长度有 N 个电子，则 I Nev 表示电流的强弱，是标量但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 单位是：安、毫安、微安 1A=103mA=106 A 2电阻、电阻定律（1）电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=
2、U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与 U.I 无关.(2)电阻定律: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.R L/S(3)电阻率:电阻率 是反映材料导电性能的物理量，由材料决定,但受温度的影响 电阻率在数值上等于这种材料制成的长为 1m,横截面积为 1m2的柱形导体的电阻.单位是:m.3半导体与超导体(1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为 10 5 m 106 m(2)半导体的应用:热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化.光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用.晶体二
3、极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路.半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等.（3）超导体 超导现象：某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象.转变温度(TC):材料由正常状态转变为超导状态的温度 应用:超导电磁铁、超导电机等 二、部分电路欧姆定律 1、导体中的电流 I 跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻 R 成反比。I=U/R 2、适用于金属导电体、电解液导体，不适用于空气导体和某些半导体器件 3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成 I U 或 U I 图象,对于线性元件伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的.注意：我
4、们处理问题时，一般认为电阻为定值，不可由 R=U/I 认为电阻 R 随电压大而大，随电流大而小 I、U、R 必须是对应关系即 I是过电阻的电流，U 是电阻两端的电压【例 1】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R2 R1 R2 R1 L 4L 质子源 v1 v2 成电流强度为 1mA 的细柱形质子流。已知质子电荷 e=1.60 10-19C。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 4L 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 n1和 n2，则 n1 n2=_
5、。解：按定义，.10 25.6,15 eItntneI 由于各处电流相同，设这段长度为 l，其中的质子数为 n 个，则 由vnln e vIvlttneI1,得 和。而12,21221 2 ssnns v as v 点评：解决该题的关键是：（1）正确把握电流强度的概念 I Q/t 而 Q ne。所以 n=Q/e=It/e,（2）质子源运动路程上的线密度与其瞬时速度成反比，因为 I neSv，所以当电流 I 一定时，n 与 v 成反比【例 2】用某种金属制成粗细均匀的导线，通以一定大小的恒定电流，过一段时间后，导线升高的温度（）A跟导线的长度成正比 B跟导线的长度成反比 C跟导线的横截面积成正比
6、 D跟导线的横截面积成反比 解析：金属导线的电阻为 R L S，通电后产生的电热为 Q I2Rt I2 t S 设金属导体升高的温度为 T，由热学知识可知导体需要的热量为 Q cm T c 密 LS T 电流产生的全部热量均被导线所吸收，即：I2 t S c密 LS T，T I2 t c 密LS2，上式说明了 D 选项正确 三、电功、电功率 1电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功 W UIt，电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.2电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI 3焦耳定律:电流通过一段只有电阻元件的电路时，在 t 时间内的
7、热量 Q=I2Rt 纯电阻电路中 W UIt=U2t/R=I2Rt，P=UI=U2/R=I2R 非纯电阻电路 W UIt，P=UI 4电功率与热功率之间的关系 纯电阻电路中，电功率等于热功率，非纯电阻电路中，电功率只有一部分转化成热功率 纯电阻电路：电路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉子等 非纯电阻电路：电机、电风扇、电解槽等，其特点是电能只有一部分转化成内能【例 3】一只标有“220 V，60 W”字样的灯泡，在额定电压下工作时，灯丝中通过的电流多大？如果线路电压下降到 200V 时，它的功率多大？（假设灯丝电阻不随温度而变化）解析：灯泡上标有“220 V，60 W”的字样，表明灯泡的额定电压
8、（即正常一作的电压）为 220 V，只有在这个电压下，它的功率才是额定功率 60w如果实际的电压不是 220V，那么它的功率就不再是 60 W 由题意可认为它相当于一个阻值不变的电阻 灯泡的工作电流 I=P/U=60/220=0。27（A）灯泡的电阻 R=U2/P=2202/60=807（）灯泡的实际功率 P/=U/2/R=2002/807=50（W）点评：由公式 P=U2/R 可知，当用电器电阻 R 不变时，P U2，可用 P1/P2=U12/U22 来计算，流的条件内因是有自由移动的电荷外因是导体两端有电势差电流强度通过导体横截面的电量与通过这些电量所用的时间的比值假设导体单位体积内有个电
9、子电子定向移动的速率为则假若导体单位长度有个电子则表示电流的强弱是标 通过导体的电流强度的比值导体的电阻是由导体本身的性质决定的与无关电阻定律导体的电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量由材料决定但受温度的影响电阻率在数值上等于这种 率约为半导体的应用热敏电阻能够将温度的变化转成电信号测量这种电信号就可以知道温度的变化光敏电阻光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用晶体二极管晶体三极管电容等电子元件可连成集成这样就不必算出灯丝的电阻 用电器实际功率的大小，是由加在用电器两端的实际电压的大小决定的【例 4】直流电动机线圈的电阻为 R
10、，当电动机工作时通过线圈的电流是 I，此时它两端的电压为 U，则电动机的输出功率为（）A UI；B IU I2R C IU 一 I2R；D U2 R 解析：该题不少学生选了 D，其原因是同电源输出功率混淆，认为输出功率就是端电压与电流乘积，而这里不是电源输出而是电机输出 答案：C 点评：（l）处理该类题目首先应当注意这是非纯电阻电路（2）这里的输入功率 UI=转化成机械能的功率十转化成内能的功率【例 5】某脉冲激光器的耗电功率为 2 l03W，每秒钟输出 10 个光脉冲，每个脉冲持续的时间 108s，携带的能量为 0 2J。则每个脉冲 的 功率为 W。该激光器将电能转化为激光能量的效率为 解析
11、:P W/t=2 107W。每秒 钟转化为光脉的能量是 E 0 2J 10=2 J，该激光器将电能转化为激光能量的效率=E/E总=0 001 规律方法 1电功、电功率的计算(1)用电器正常工作的条件：用电器两端的实际电压等于其额定电压.用电器中的实际电流等于其额定电流 用电器的实际电功率等于其额定功率 由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程(2)用电器接入电路时：纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变 用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.【例 6】微型吸尘器的直流电动机内
12、阻一定，当加上 0 3V 的电压时，通过的电流为 0 3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为 2 0V 时，电流为 0 8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？解析：当加 0.3V 电压时，电动机不转，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能全部转化为内能，此时电动机也可视为纯电阻，则 r=U1/I1=1，当加 2 0V 电压，电流为 0 8A时，电动机正常工作，有机械能输出，此时的电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等于转化机械能和内能之和。转化的热功率由 P=I22r=0 82 1=0 64 W 计算，总功率由 P0=I2U2=0 8 2 0 1 6W 计算。所以电动机的效率为=
13、（P P0）/P=60。2部分电路欧姆定律的应用【例 7】如图所示是一种测定风作用力的仪器原理图，P 为金属球，悬挂在一细长金属丝下面,O 是悬点，R0是保护电阻，CD 是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终保护良好接触无风时，金属丝与电阻丝在 C 点接触，此时 示数为 I0；有风时金属丝将偏转一角度，角 与风力大小有关，设风力方向水平向左，OC=h,CD=L,金属球质量为 m，电阻丝单位长度的阻值为 k，电源内阻和金属丝电阻不计，金属丝偏角为 时，的示数为 I/，此时风力为 F,试写出：（1）F 与 的关系式（2)F 与 I/的关系式 流的条件内因是有自由移动的电荷外因是导体两端有电势差电流
14、强度通过导体横截面的电量与通过这些电量所用的时间的比值假设导体单位体积内有个电子电子定向移动的速率为则假若导体单位长度有个电子则表示电流的强弱是标 通过导体的电流强度的比值导体的电阻是由导体本身的性质决定的与无关电阻定律导体的电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量由材料决定但受温度的影响电阻率在数值上等于这种 率约为半导体的应用热敏电阻能够将温度的变化转成电信号测量这种电信号就可以知道温度的变化光敏电阻光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用晶体二极管晶体三极管电容等电子元件可连成集成解析:(1)有风力时；对金属球 P,受力如图,
15、F=F1sin;mg=F1cos;F=mgtan(2)无风时,电路中 U=I0(R0 kL)有风力时,电路中 U=I/(R0 kL/),L/=L htan 由以上各式解得/0/mgF I II kh 思考：本题你是怎样将实际问题抽象成简单的物理模型的？【例 8】图为一种加速度仪的示意图,质量为 m 的振子两端连有劲度系数均为 K 的轻弹簧,电源电动势为 E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为 R，有效长度为 L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中。求：(1)系统的加速度 a(以向右为正）和电压表读数 U 的函数关系式。(2)将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均
16、匀的还是不均匀的？为什么？(3)若电压表指针指在满刻度的 3/4 位置，此时系统的加速度大小和方向如何？解析:设加速度 a 向右，m向左平移了 x，对 m用牛顿第二定律有 2Kx ma；根据部分电路欧姆定律和电阻定律,电压表示数与左段电阻成正比，因此也和 x 成正比，所以2LxUE L，两式解得2 kL kLUam Em 可见，a 与 U为一次函数关系，所以将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的。因为系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，电压表指针恰好在刻度盘正中，U=E/2，所以电压表指针指在满刻度的 3/4 位置时，U=3E/4，带入 a 与 U的一次函数关系式，得2kLam，负号表
17、示加速度方向向左。试题展示 1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，通常用它们制作标准电阻【解析】电阻率表示导体的导电性能的好坏，电阻率越小，导体的导电性能越好【答案】A 2、20XX 年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用在下列有关
18、其它电阻应用的说法中。错误的是 A.热敏电阻可应用于温度测控装置中 B.光敏电阻是一种光电传感器 C.电阻丝可应用于电热设备中 D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。答案：D F F1 mg 流的条件内因是有自由移动的电荷外因是导体两端有电势差电流强度通过导体横截面的电量与通过这些电量所用的时间的比值假设导体单位体积内有个电子电子定向移动的速率为则假若导体单位长度有个电子则表示电流的强弱是标 通过导体的电流强度的比值导体的电阻是由导体本身的性质决定的与无关电阻定律导体的电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量由材料决定但受温度的影响电阻率在数值
19、上等于这种 率约为半导体的应用热敏电阻能够将温度的变化转成电信号测量这种电信号就可以知道温度的变化光敏电阻光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用晶体二极管晶体三极管电容等电子元件可连成集成解析：考查基本物理常识。热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系，测得该热敏电阻的值即可获取温度，从而应用于温度测控装置中，A 说法正确；光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器，B 说法正确；电阻丝通过电流会产生热效应，可应用于电热设备中，C 说法正确；电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，D 说法错误。3、当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值（填“变大”、“不变”或
20、“变小”）半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随变化而改变的特性制成的 答案：变小；温度 解析：光敏电阻和热敏电阻均为半导体材料的电阻，半导体材料的电阻率随温度升高而减小。4一个标有“200 V 60W”的白炽灯泡，当用多用电表的欧姆档去测量它的电阻时，其阻值 A接近于 807 B接近于 3.7 C明显大于 807 D明显小于 807【解析】用多用电表的欧姆档测量灯泡的电阻时，应把灯泡从电路中断开，测出的是在其不发光时的电阻，此时它的电阻明显小于正常发光时的电阻 807【答案】D 5、一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为 36 W 与 36 V。若把此灯泡接到输出电压为 18 V 的电源两端
21、，则灯泡消耗的电功率（B）A等于 36 W B小于 36 W，大于 9 W C等于 9 W D小于 9 W 6如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab 10 cm，bc 5 cm，当将 A 与 B 接入电压为 U 的电路中时，电流为 1 A；若将 C 与 D 接入电压为 U 的电路中，则电流为 A 4 AB 2 A C21 A D 41 A【解析】设将 A 与 B 连入电路时，电阻为 R1，C 与 D 连入电路时电阻为 R2，则 R1R2 4 1，故后者电流 I2 4I1【答案】A 7 如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的 24 户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电
22、视机、微波炉、电脑等等停电时，用多用电表测得 A、B间的电阻为 R；供电后，各家电器同时使用，测得 A、B 间电压为 U，进线电流为 I，如图10 1 6 所示则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是 流的条件内因是有自由移动的电荷外因是导体两端有电势差电流强度通过导体横截面的电量与通过这些电量所用的时间的比值假设导体单位体积内有个电子电子定向移动的速率为则假若导体单位长度有个电子则表示电流的强弱是标 通过导体的电流强度的比值导体的电阻是由导体本身的性质决定的与无关电阻定律导体的电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量由材料决定但受温度的影响电阻率在数值
23、上等于这种 率约为半导体的应用热敏电阻能够将温度的变化转成电信号测量这种电信号就可以知道温度的变化光敏电阻光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用晶体二极管晶体三极管电容等电子元件可连成集成 A P I2R B P RU2 C P IU D以上公式都可以【解析】因居民楼内各种电器都有，所以不是纯电阻电路所以 A、B、D 不行【答案】C 8一盏电灯接在恒压的电源上，其功率为 100 W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是 9 W，那么这时电灯实际消耗的电功率将 A等于 91 W B小于 91 W C大于 91 W D条件不足，无法确
24、定【解析】解法 1 串接长导线后电路的总电阻增大，总电压不变，由公式 P总总RU2可知总功率减小，所以电源消耗的功率小于 100 W，又因导线上损失的电功率为 9 W，所以电灯消耗的电功一定小于 91 W 解法 2 串接长导线后，电路总电阻变大，总电压不变，则总电流减小，由 P总 UI 可知总功率变小，所以电源消耗的功率小于 100 W，而导线上损失的电功率为 9 W，则电灯消耗的电功率一定小于 91 W【答案】B 9一台直流电动机额定电压为 100 V，正常工作时电流为 20 A，线圈内阻为 0.5，那么在 1 min 内 A电动机线圈产生的热量为 1.2 104 J 电动机消耗的电能为 1
25、.2 104 J C电动机对外做功 1.2 105 J D电源输入给电动机的功率为 2.0 kW【解析】由 P总 UI，P热 I2R，P机 P总 P热【答案】D 10、有一内电阻为 4.4 的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯炮串联后接在电压为 220V的 直流电路两端，灯泡正常发光，则(C)A.电解槽消耗的电功率为 120W B.电解槽的发热功率为 60W C.电解槽消耗的电功率为 60W D.电路消耗的总功率为 60W【解析】此题电解槽消耗的电功率不能用 U2/R 来计算，因为该用电器为非纯电阻电路，而由 P=UI 可知，答案为 C 11、神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与针髓鞘两大类
26、。现代生物学认为，髓鞘是由多层（几十到几百层不等）类脂物质髓质累积而成的，髓具有很大的电阻。已知蛙的髓鞘神经，髓鞘的厚度只有 2 m 左右，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达 1.6流的条件内因是有自由移动的电荷外因是导体两端有电势差电流强度通过导体横截面的电量与通过这些电量所用的时间的比值假设导体单位体积内有个电子电子定向移动的速率为则假若导体单位长度有个电子则表示电流的强弱是标 通过导体的电流强度的比值导体的电阻是由导体本身的性质决定的与无关电阻定律导体的电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量由材料决定但受温度的影响电阻率在数值上等于这种 率约
27、为半导体的应用热敏电阻能够将温度的变化转成电信号测量这种电信号就可以知道温度的变化光敏电阻光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用晶体二极管晶体三极管电容等电子元件可连成集成105。若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率。若有一圆柱是由髓质制成的，该圆柱体的体积为 32 cm3，当在其两底面上加上 1000V 的电压时，通过该圆柱体的电流为 10 A，求这个圆柱体的圆面半径和高。解析（1）由电阻定律：lSRSlR 所以m 10 8 m10 210 0.1 10 6.1664 5（2）由欧姆定律和圆柱体体积公式：22rhRh r VIUR 知 V h rIUrh22
28、 代入数据：6 26 6 210 32 h r10 8 10 101000rh cm 4 m 04.0 rcm 2 m 02.0 h合合 答：髓质的电阻率为 8 106 m；圆面半径为 4cm，高为 2cm。点评 在处理跨学科的实际问题时，要先根据题意，抽象出最本质的东西，建立物理模型再运用有关的规律进行解答。12、有一个直流电动机，把它接入 0.2V 电压的电路时，电机不转，测得流过电动机的电流是 0.4A；若把电动机接入 2.0V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是 1.0A。求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在发动机的发热功率是多大？解析 当电动机转子不转时，电动机无机械能输出
29、，故电能全部转化成内能，相当于纯电阻电路，欧姆定律成立。当电动机转动时一部分电能转化成机械能输出，但因线圈有电阻，故又在该电阻上产生内能，输入的电功率机 热 电P P P。接 U=0.2V 电 压，电 机 不 转，电 流 I=0.4A，根 据 欧 姆 定 律，线 圈 电 阻 5.04.02.0IUR；当接 U=2.0V 电压时，电流 I=1.0A，故输入 电功率W 0.2 W 0.1 0.2 I U P 电 热功率W 5.0 W 5.0 1 R I P2 2 热 流的条件内因是有自由移动的电荷外因是导体两端有电势差电流强度通过导体横截面的电量与通过这些电量所用的时间的比值假设导体单位体积内有个
30、电子电子定向移动的速率为则假若导体单位长度有个电子则表示电流的强弱是标 通过导体的电流强度的比值导体的电阻是由导体本身的性质决定的与无关电阻定律导体的电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量由材料决定但受温度的影响电阻率在数值上等于这种 率约为半导体的应用热敏电阻能够将温度的变化转成电信号测量这种电信号就可以知道温度的变化光敏电阻光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用晶体二极管晶体三极管电容等电子元件可连成集成故输出功率即机械功率W 5.1 W)5.0 0.2(P P P 热 电 机 如果正常工作时，转子被卡住，则电能全部转化成内
31、能，故其发热功率 W 8 W5.02RU P2 2 热 13、额定电压都是 110，额定功率 PA 100 W，PB 0 W 的 A、两个灯，接在220 的电路中，使电灯都正常发光，又使电路消耗的电功率最小的连接方式是图 1 中的【解析】A、B 图中，两灯分压不同，均不能正常发光；D 图中虽然两灯可正常发光，但消耗在分压电阻上的功率较多【答案】C 14、一台国产 XQB30 13 型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计算：额定电压 220 额定频率 50 Hz 额定洗衣、脱水功率 360 W 额定洗衣、脱水容量 3 kg 整机质量 33 kg 外形尺寸（长宽高）
32、（5 2 550 20）3（1）这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流强度是多大?（2）如洗衣、脱水的累计时间为 40 min，则洗衣机耗电多少?【解析】（1）已知工作时功率为 360 W，额定电压为 220，则工作电流 I220360UP A 1.636 A 1.64 A（2）若工作时间 40 min，则 W Pt 360 40 60 J 8.64 105【答案】（1）1.64 A；（2）8.64 105 J 15、如图所示电路，电压 U 保持一定，将同一用电器连接在距电源较近的 A、B 两端时，消耗功率为 9 W，接在较远的 C、D 两端时消耗功率为 4 W，求导线 AC 与
33、 BD 间消耗的功率 流的条件内因是有自由移动的电荷外因是导体两端有电势差电流强度通过导体横截面的电量与通过这些电量所用的时间的比值假设导体单位体积内有个电子电子定向移动的速率为则假若导体单位长度有个电子则表示电流的强弱是标 通过导体的电流强度的比值导体的电阻是由导体本身的性质决定的与无关电阻定律导体的电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量由材料决定但受温度的影响电阻率在数值上等于这种 率约为半导体的应用热敏电阻能够将温度的变化转成电信号测量这种电信号就可以知道温度的变化光敏电阻光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用晶体二极管晶
34、体三极管电容等电子元件可连成集成【解析】由 P I2R 得两种情况下的电流之比为 I I 3 2，又由 P UI，得两种情况下消耗的总功率之比为 P1 P2 3 2，所以 P2 6 W，P（6）W 2 W【答案】2 W 16、如图所示，将 A、B 两端接到输出电压为 9 V 的电源上时，已知通过 R1的电流 I1 2 A，R2 2 电阻 R3上消耗的功率为 P3 15 W，则 R1 _，R3 _【解析】设干路电流为 I，则2 13)(R I IIP 9 V，代入数据得 I 5 A，R323TP0.6，R112)2(IR I 3【答案】3；0.6 第二单元 串并联及混联电路 知识目标 一、串联电
35、路 电路中各处电流相同 I=I1=I2=I3=串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.U=U1+U2+U3 串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即 R=R1 R2 Rn 串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即 1 21 2nnU U UIR R R 串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即 2 1 21 2nnP P PIR R R 二、并联电路 并联电路中各支路两端的电压相同 U=U1=U2=U3 并联电路子路中的电流等于各支路的电流之和 I=I1 I2 I3=流的条件内因是有自由移动的电荷外因是导体两端有电势差电流强度通过导体横截面的电量与通过这些电量所用的时间的比
36、值假设导体单位体积内有个电子电子定向移动的速率为则假若导体单位长度有个电子则表示电流的强弱是标 通过导体的电流强度的比值导体的电阻是由导体本身的性质决定的与无关电阻定律导体的电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量由材料决定但受温度的影响电阻率在数值上等于这种 率约为半导体的应用热敏电阻能够将温度的变化转成电信号测量这种电信号就可以知道温度的变化光敏电阻光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用晶体二极管晶体三极管电容等电子元件可连成集成并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。R1=11R+21R+nR1，当并联电路是由 n
37、 个相同的电阻 R 并联而成时，总电阻 R总=；当并联电路只有两个支路时，则总电阻为 R总=并联电路中通过各个电阻的电流踉它的阻值成反比，即 I1R1 I2R2=InRn=U 并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比，即 P1R1=P2R2=PnRn=U2【例 1】如图所示，P 为一块均匀的半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极 A、B 之间，测出电阻为 R，然后再将它按图乙方式接在 C、D之间，这时 P 的电阻为（）A.R；B.R/2；C.R/4；D.4R 简析：将半圆形合金片从中间（图中虚线所示）割开，分成完全相同的两块，设每块电阻力R0，则图中甲连接方式相当于两个电阻并联，图乙
38、连接相当于两个电阻串联 RAB=R0/2=R RCD=2R0 4R答案：D 点评：巧妙选取相同的电阻，运用电阻的串并联特点来分析是解决此题的特点【例 2】如图中三个 R1、R2、R3，电流表的内阻忽略不计，则通过三个电阻的电流强度之比和两个电流表读数之比各为多少？解析：原图可变换成附图所示电路，三个电阻组成并联电路流过三个电阻电流强度之比 I1：I2：I3=1/R1：1/R2：1/R3=R2R3：R1R3：R1R2 电流表 A1和 A2的读数之比 I1/：I2/=（I2 I3）：（I1 I2）R1（R2 R3）：R3（R1 R2）答案：I1：I2：I3=1/R1：1/R2：1/R3，I1/：I
39、2/=R1（R2 R3）：R3（R1R2）【例 3】图中电源电压 U 5 V，内阻不计，V1、V2、V3、三个电压表的内电阻相同，其中V1、V2的读数分别为 3V、2V，试求电压表 V3的读数 简析：V1表的读数大于 V2表的读数，V1表通过的电流 I1大于 V2表通过的电流 I2，并且等于V2表和 V3表通过的电流之和，即 I1 I2十 I3，三个电压表的内阻相同，设为 RV，则 I1RV=I2 RV十 I3 RV 得：V1 V2 V3 V3 V1 V2=3V 2V=1V 点评：电压表的示数为本身的电压值，此题是把三个电压表当成三个相同的电阻来讨论的【例 4】有三个电阻，其阻值分别为 10、
40、20、30，现在它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压，问：（1）在总电路上可能获得的最大电流和最小电流之比为多少？（2）对 20 电阻来说，在各种可能连接方式中能使它获得最大功率的，有哪些连接方式？获得最小功率的有哪些连接方式？（只要求画电路图表示）解析：如图所示（1）在电压不变的情况下，三电阻并联时总电阻最小，电流最大；三电阻串联时总电阻最大，电流最小 并R1=101201301，R并=60/11 R串=10 20 30，R串=60，I最大/I最小=R串/R并=11 流的条件内因是有自由移动的电荷外因是导体两端有电势差电流强度通过导体横截面的电量与通过这些电量所用的时间的比值假设导体单
41、位体积内有个电子电子定向移动的速率为则假若导体单位长度有个电子则表示电流的强弱是标 通过导体的电流强度的比值导体的电阻是由导体本身的性质决定的与无关电阻定律导体的电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量由材料决定但受温度的影响电阻率在数值上等于这种 率约为半导体的应用热敏电阻能够将温度的变化转成电信号测量这种电信号就可以知道温度的变化光敏电阻光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用晶体二极管晶体三极管电容等电子元件可连成集成（2）使 20 电阻获得最大功率的连接方式有：a、b，获得最小功率的连接方式是 C。答案：（1）11；（2）2
42、0 电阻获得最大功率的是 a、b，最小功率的是 C【例 5】如图所示，A、B 两点间的电压为 U，C1=nC2，两个完全相同的电压表的示数分别为：A U1 U/（n 1），U2=nU/（n 1）；B U1 U/2，U2=U/2；C U1 nU/（n 1），U2=U/（n 1）；D无法判断两电压表的示数 解析：电压表串联接在电压 U上，所示两只相同的电压表的分压作用相同，它们的示数相同，均为 U 2而两电容器是分别与两电压表并联，两电容器两端的电压分别与两电压表两端的电压相等，所以是 B 选项正确 点评 两电容器是串联接在电路上，若是认为两电压表是测电容器两端的电压，这就犯了定势思维的错误、电容
43、器两端的电压不能用电压表来测量，只能用静电计测量，不要把电压表看成是测电压的，而应把两电压表看成两个相同的电阻串联接在电源上，而电容器两端的电压在电路中总是等于与它并联的电阻两端的电压 在阻容电路中，电容器两端的电压总是等于与它并联的电阻两端的电压，这是一个基本原则【例 6】图中的 A 为理想电流表，V1和 V2为理想电压表，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电池 E 内阻不计，下列说法中不正确的是 A R2不变时，V2读数与 A 读数之比等于 R1 B R2不变时，V1读数与 A 读数之比等于 R1 C R2改变一定量时，V2读数的变化量与 V1读数变化量之和一定为零 D R2改变一定量时，V
44、2读数的变化量与 V1读数变化量之和不一定为零 解析：根据电路的连接形式可知：任意一个电压表的读数与电流表的读数之比均等于与电压表并联的电阻，所以 B 选项正确；电池的内阻不计，说明电源两端电压不变，则两电压表之和不变，而当 R2变化时，则两电压表的变化和一定为零（一个增加，一个减小），C 选项正确 点评：本题为高考试题，考查的是对电路连接形式的认识，两电压表分两电阻并联，当一个电阻变化时，它的分压作用变化，导致另一个电阻的分用也发生了变化 规律方法 1、电路结构分析 电路的基本结构是串联和并联，分析混联电路常用的方法是：节点法：把电势相等的点，看做同一点 回路法：按电流的路径找出几条回路，再
45、根据串联关系画出等效电路图，从而明确其电路结构 其普遍规律是:凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）。在外电路，沿着电流方向电势降低。凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。【例 7】图中所示电路由 8 个不同的电阻组成，已知 R1=12，其余电阻阻值未知，测得 A、B 之间总电阻为 4。今将 R1换成 6 的电阻，则 A、B 间的总电阻变为。解析:利用等效代换的办法处理：即将除去 R1之后的 7 个不同的电阻对 A、B 两点间的等效阻值设为 R，则总的对 A、B 间的等效电阻值就为 R1与 RR1 流的条件内因是有自由移
46、动的电荷外因是导体两端有电势差电流强度通过导体横截面的电量与通过这些电量所用的时间的比值假设导体单位体积内有个电子电子定向移动的速率为则假若导体单位长度有个电子则表示电流的强弱是标 通过导体的电流强度的比值导体的电阻是由导体本身的性质决定的与无关电阻定律导体的电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量由材料决定但受温度的影响电阻率在数值上等于这种 率约为半导体的应用热敏电阻能够将温度的变化转成电信号测量这种电信号就可以知道温度的变化光敏电阻光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用晶体二极管晶体三极管电容等电子元件可连成集成之并联等效值
47、，由并联电路规律有121R1=41，61R1=ABR1，联立求得 RAB=3。【例 8】电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温，又不会把饭烧焦的家用电器。如图,它的电路由控制部分 AB 和工作部分 BC 组成。K1是限温开关，手动闭合，当温度达到 103时自动断开，不能自动闭合.K2是自动开关，当温度超过 800C 时自动断开，温度低于 700C 时自动闭合。R2是限流电阻，阻值 2140,R 1是工作电阻，阻值 60.锅中放好适量的米和水，插上电源（220V,50 Hz），手动闭合 K1后，电饭锅就能自动煮好米饭并保温。（1)简述手动闭合 K1后，电饭锅加热、保温过程的工作原理。(2)加热过程电
48、饭锅消耗的电功率 P1是多大？K1,K2都断开时电饭锅消耗的电功率 P2是多大？(3)若插上电源后没有手动闭合 K1，能煮熟饭吗？为什么？解析:(1)插上电源，手动闭合 K1后由于室温肯定低于 700C 所以当时 K2也是闭合的,红灯亮,所以 R2被短路，只有 R1工作，功率 P1较大，使米和水被加热，当温度升到 800C 时 K2断开。但 K1仍闭合,R2仍被短路，功率仍为 P1，所以温度继续升高，把水烧开，这时温度将保持在1000C 直到水分蒸发完毕，温度继续升高到 1030C 时 K1断开且不再自动闭合，这时饭已煮好,R1,R2串联，黄灯亮,热功率 P2较小，电饭锅发出的电热小于它向外释
49、放的热，温度开始降低，当温度降低到 700C 时，K2自动闭合，功率又变为 P1，使饭的温度升高，到 800C 时 K2自动断开，温度又开始降低如此使电饭锅处于保温状态，直到关闭电源。(2)加热过程电饭锅消耗的电功率 P1=U2/R1=807W;K1,K2都断开时，电饭锅消耗的电功率 P2=U2(R1 R2)22 W.(3)若 K1未闭合，开始 K2总是闭合的,R2被短路，功率为 P1,当温度上升到 800C 时，K2自动断开，功率降为 P2,温度降低到 700C,K2自动闭合温度只能在 700C 800C 变化，不能把水烧开，不能煮熟饭.【例 9】在图所示的电路中，A、B、C 分别表示理想电
50、流表或电压表，它们的示数以安或伏为单位.当电键 S 闭合后，A、B、C 三表示数分别为 1、2、3 时，灯 L1、L2正好均正常发光.已知灯 L1、L2的额定功率之比为 3 1，则可判断 A.A、B、C 均为电流表 B.A、B、C 均为电压表 C.B 为电流表，A、C 为电压表 D.B 为电压表，A、C 为电流表 解答：若三个表均为电流表，则电路出现短路，灯不可能正常发光，故选项 A错；若三个表均为电压表，则电路出现断路，灯亦不能正常发光，故选项 B 错；若 B 为电流表，A和 C为电 压 表，则 两 灯 串 联，A 表 测 L1的 电 压，C 表 测 L2的 电 压，即 为3121 CACA