恒定電流知識點例題詳解

1、第一章恒定電流第一單元基本概念和定律知識目標(biāo)一、電流、電阻和電阻定律1 .電流：電荷的定向移動形成電流.(1 )形成電流的條件：內(nèi)因是有自由移動的電荷，外因是導(dǎo)體兩端有電勢差.(2)電流強(qiáng)度：通過導(dǎo)體橫截面的電量Q與通過這些電量所用的時間t的比值。 l=Q/t ;假設(shè)導(dǎo)體單位體積內(nèi)有 n個電子，電子定向移動的速率為V，則l=neSv;假若導(dǎo)體單位長度有 N個電子，則1= Nev. 表示電流的強(qiáng)弱，是標(biāo)量.但有方向，規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向. 單位是：安、毫安、微安1A=103mA=106卩A2 電阻、電阻定律(1) 電阻：加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度的比值R=U/I,導(dǎo)體

2、的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，與U.I無關(guān).電阻定律：導(dǎo)體的電阻R與它的長度L成正比，與它的橫截面積 S成反比.R = p L/S 電阻率：電阻率p是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，由材料決定 電阻率在數(shù)值上等于這種材料制成的長為 單位是：Q m.3 .半導(dǎo)體與超導(dǎo)體(1) 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性介于導(dǎo)體與絕緣體之間(2) 半導(dǎo)體的應(yīng)用： 熱敏電阻：能夠?qū)囟鹊淖兓D(zhuǎn)成電信號，但受溫度的影響.1m,橫截面積為1卅的柱形導(dǎo)體的電阻.,電阻率約為10 5 Q m10 Q m,測量這種電信號,就可以知道溫度的變化.I0 光敏電阻：光敏電阻在需要對光照有靈敏反應(yīng)的自動控制設(shè)備中起到自動開關(guān)的作用 晶體二極管、晶

3、體三極管、電容等電子元件可連成集成電路 半導(dǎo)體可制成半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體太陽能電池等(3)超導(dǎo)體 超導(dǎo)現(xiàn)象：某些物質(zhì)在溫度降到絕對零度附近時，電阻率突然降到幾乎為零的現(xiàn)象 轉(zhuǎn)變溫度(Tc):材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度 應(yīng)用：超導(dǎo)電磁鐵、超導(dǎo)電機(jī)等二、部分電路歐姆定律1、導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟它的電阻R成反比。I=U/R2、適用于金屬導(dǎo)電體、電解液導(dǎo)體，不適用于空氣導(dǎo)體和某些半導(dǎo)體器件.3、導(dǎo)體的伏安特性曲線：研究部分電路歐姆定律時 伏安特性曲線是直線，對于非線性元件，伏安特性曲線是非線性的注意：我們處理問題時， 一般認(rèn)為電阻 為定值，不可由R=U/I認(rèn)為電阻R隨電壓

4、大而大，隨電流大而小.I、U、R必須是對應(yīng)關(guān)系即 是過電阻的電流，U是電阻兩端的電壓.【例1】來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),常畫成IU或UI圖象,對于線性元件B2R1R2 > RiR2 v Ri，經(jīng)一加速電壓為 800kV的直線加速器加速，形UI019成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60 X 10 C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為 。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為ni禾口 n2,貝U ni : n2=。解:按定義，1ne,n1.I6.251015tte由于各處

5、電流相同,設(shè)這段長度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個，則丄n e由I和t二l得n eI,vn 二1。而tvlv2n1S22v=2as,. v ： s,.=A=二n2s1v1v2質(zhì)子源° I I -t-4 4L »L點評：解決該題的關(guān)鍵是：（1）正確把握電流強(qiáng)度的概念（2）質(zhì)子源運(yùn)動路程上的線密度與其瞬時速度成反比， n與v成反比.1 = Q/t 而 Q= ne。所以 n=Q/e=lt/e, 因為I = neSv,所以當(dāng)電流I 一定時，【例2】用某種金屬制成粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，通以一定大小的恒定電流，過一段時間后，導(dǎo)線升高的溫度（）A 跟導(dǎo)線的長度成正比B.跟導(dǎo)線的長度成反比C. 跟導(dǎo)線

6、的橫截面積成正比D 跟導(dǎo)線的橫截面積成反比解析：金屬導(dǎo)線的電阻為 R=p L/S,通電后產(chǎn)生的電熱為 Q= |2Rt = I2 p t/S.設(shè)金屬導(dǎo)體 升高的溫度為 T,由熱學(xué)知識可知導(dǎo)體需要的熱量為 Q '= cmA T= c p 密 LS T.電流產(chǎn)生 的全部熱量均被導(dǎo)線所吸收，即： I2p t / S= Cp密LS A T,A T= I2 p t / c p 密 L§,上式說明 了 D選項正確.三、電功、電功率1.電功：電荷在電場中移動時，電場力做的功W = UIt,電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過程.2電功率：電流做功的快慢，即電流通過一段電路電能轉(zhuǎn)化成其它

7、形式能對電流做功的總功率,P=UI3焦耳定律：電流通過一段只有電阻元件的電路時，在t時間內(nèi)的熱量 Q=I2Rt.純電阻電路中 W = Ult=U 2t/R=I2Rt, P=UI=U 2/R=I 2R非純電阻電路 W = UIt, P=UI4 .電功率與熱功率之間的關(guān)系純電阻電路中，電功率等于熱功率，非純電阻電路中，電功率只有一部分轉(zhuǎn)化成熱功率.純電阻電路：電路中只有電阻元件，如電熨斗、電爐子等.非純電阻電路：電機(jī)、電風(fēng)扇、電解槽等，其特點是電能只有一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能.【例3】一只標(biāo)有“ 220 V , 60 W ”字樣的燈泡，在額定電壓下工作時，燈絲中通過的電流 多大？如果線路電壓下降到200V

8、時，它的功率多大？（假設(shè)燈絲電阻不隨溫度而變化）解析：燈泡上標(biāo)有“220 V, 60 W的字樣，表明燈泡的額定電壓 （即正常一作的電壓）為220V,只有在這個電壓下，它的功率才是額定功率60w.如果實際的電壓不是 220V,那么它的功率就不再是60 W.由題意可認(rèn)為它相當(dāng)于一個阻值不變的電阻.燈泡的工作電流 I=P/U=60/220=0。27 （A）燈泡的電阻 R=U/P=2202/60=807 （Q）燈泡的實際功率 P/=U/2/R=2002/807= 50（W點評：由公式P=U2/R可知，當(dāng)用電器電阻 R不變時，PxU2,可用P1/P2=U12/U22來計算，這樣就不必算出燈絲的電阻.用電

9、器實際功率的大小，是由加在用電器兩端的實際電壓的大小決定的.【例4】直流電動機(jī)線圈的電阻為R,當(dāng)電動機(jī)工作時通過線圈的電流是I，此時它兩端的電壓為U，則電動機(jī)的輸出功率為()2 2 2A. UI; B. IU + I R C. IU 一 I R; D. U / R解析：該題不少學(xué)生選了 D,其原因是同電源輸出功率混淆，認(rèn)為輸出功率就是端電壓與電 流乘積，而這里不是電源輸出而是電機(jī)輸出.答案：C點評：(I)處理該類題目首先應(yīng)當(dāng)注意這是非純電阻電路.(2)這里的輸入功率 Ul=轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的功率十轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的功率.【例5】某脈沖激光器的耗電功率為2X I03W，每秒鐘輸出10個光脈沖，每個脈沖持續(xù)

10、的時間108s，攜帶的能量為 0. 2J。則每個脈沖的功率為W。該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率為解析:p = W/t=2 X 107W。每秒 鐘轉(zhuǎn)化為光脈的能量是 E = 0 . 2J X 10=2 J,該激光器將電 能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率n=E/E總=0 . 001規(guī)律方法1電功、電功率的計算(1)用電器正常工作的條件： 用電器兩端的實際電壓等于其額定電壓 用電器中的實際電流等于其額定電流. 用電器的實際電功率等于其額定功率.由于以上三個條件中的任何一個得到滿足時，其余兩個條件必定滿足，因此它們是用電器正常工作的等效條件.靈活選用等效條件，往往能夠簡化解題過程.用電器接入電路時： 純電阻

11、用電器接入電路中，若無特別說明，應(yīng)認(rèn)為其電阻不變. 用電器實際功率超過其額定功率時，認(rèn)為它將被燒毀【例6】微型吸塵器的直流電動機(jī)內(nèi)阻一定，當(dāng)加上0. 3V的電壓時，通過的電流為0. 3A,此時電動機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動機(jī)兩端的電壓為2. 0V時，電流為0. 8A，這時電動機(jī)正常工作，則吸塵器的效率為多少？解析：當(dāng)加0.3V電壓時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，說明電動機(jī)無機(jī)械能輸出，它消耗的電能全部轉(zhuǎn)化 為內(nèi)能，此時電動機(jī)也可視為純電阻，則r=Ul 1=1 Q，當(dāng)加2. 0V電壓，電流為0. 8A時，電動機(jī)正常工作，有機(jī)械能輸出，此時的電動機(jī)為非純電阻用電器，消耗的電能等于轉(zhuǎn)化機(jī)械能和內(nèi)能之和。轉(zhuǎn)化的熱功率由P=l

12、22r=0 . 82X仁0. 64 W計算，總功率由 P°= I2U2=0. 8X 2. 0 = 1. 6W計算。所以電動機(jī)的效率為n= (P- P0) /P=60 %。2 .部分電路歐姆定律的應(yīng)用【例7】如圖所示是一種測定風(fēng)作用力的儀器原理圖，P為金屬球，懸掛在一細(xì)長金屬絲下面,0是懸點，R0是保護(hù)電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與細(xì)金屬絲始終保護(hù)良好接 觸.無風(fēng)時，金屬絲與電阻絲在CI。；有風(fēng)時金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度0，角B與風(fēng)力大小有關(guān)，設(shè)風(fēng)力方向水平向左，OC=h,CD=L,金屬球質(zhì)量為 m，電阻絲單位長度的阻值為 k,電源內(nèi)阻和金屬絲電阻不計，金屬絲偏角為0I/，此時風(fēng)力為F

13、,試寫出：(1) F與0的關(guān)系式.(2) F與I/的關(guān)系式.解析: 有風(fēng)力時；對金屬球P,受力如圖,F=F isin 0 ;mg=Rcos 0 ;F=mgtan 0(2)無風(fēng)時，電路中U=lo(R°+ kL)有風(fēng)力時,電路中 U=r(R° + kL/), L /=L-htan 0由以上各式解得mgI /kh思考：本題你是怎樣將實際問題抽象成簡單的物理模型的？【例8】圖為一種加速度儀的示意圖 ，質(zhì)量為m的振子兩端連有勁度系數(shù)均為電源電動勢為 E,不計內(nèi)阻，滑動變阻器的總阻值為R,有效長度為L,系統(tǒng)靜止時滑動觸頭位于滑動變阻器正中，這時電壓表指針恰好在刻度盤正中。求：(1) 系

14、統(tǒng)的加速度a(以向右為正)和電壓表讀數(shù)U的函數(shù)關(guān)系式。(2) 將電壓表刻度改為加速度刻度后，其刻度是均勻的還是不均勻的？為什么？(3) 若電壓表指針指在滿刻度的3/4位置，此時系統(tǒng)的加速度大小和方向如何？姆定律和電阻定律,電壓表示數(shù)與左段電阻成正比，因此也和x成正比，所以E L解析:設(shè)加速度a向右，m向左平移了 x，對m用牛頓第二定律有 2Kx= ma根據(jù)部分電路歐兩式解得a =k% _2kLUm .可見，a與U為一次函數(shù)關(guān)系，所以將電壓表刻度改為加速度刻度后，其刻度是均勻的。因為系統(tǒng)靜止時滑動觸頭位于滑動變阻器正中，電壓表指針恰好在刻度盤正中，U=E/2,所以電壓表指針指在滿刻度的 3/4位

15、置時，U=3E/4，帶入a與U的一次函數(shù)關(guān)系式，得a =一竺,2m負(fù)號表示加速度方向向左。試題展示1.關(guān)于電阻率，下列說法中不正確.的是ABC.所謂超導(dǎo)體，當(dāng)其溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時，它的電阻率突然變?yōu)镈【解析】【答案】 A2、2007年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁 電阻效應(yīng)” 基于巨磁電阻效應(yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第次真正應(yīng)用在下列有關(guān)其它電阻應(yīng)用的說法中。錯誤的是A. 熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中B. 光敏電阻是一種光電傳感器C. 電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中D. 電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用。答

16、案：D解析：考查基本物理常識。 熱敏電阻的原理是通過已知某電阻的電阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系，測得該熱敏電阻的值即可獲取溫度，從而應(yīng)用于溫度測控裝置中，A說法正確；光敏電阻是將光信號與電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的傳感器，B說法正確；電阻絲通過電流會產(chǎn)生熱效應(yīng)，可應(yīng)用于電熱設(shè)備中， C說法正確；電阻對直流和交流均起到阻礙的作用，D說法錯誤。3、 當(dāng)光照射到光敏電阻上時，光敏電阻的阻值 （填“變大”、“不變”或“變小”）.半導(dǎo)體熱敏電阻是利用半導(dǎo)體材料的電阻率隨 變化而改變的特性制成的.答案：變??；溫度解析：光敏電阻和熱敏電阻均為半導(dǎo)體材料的電阻，半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度升高而減小。4. 一個標(biāo)有“ 200 V 6

17、0W”的白熾燈泡，當(dāng)用多用電表的歐姆檔去測量它的電阻時，A. 接近于 807 QB.接近于3.7 QC.明顯大于 807 QD .明顯小于 807 Q【解析】 用多用電表的歐姆檔測量燈泡的電阻時，應(yīng)把燈泡從電路中斷開，測出的是在其不發(fā)光時的電阻，此時它的電阻明顯小于正常發(fā)光時的電阻807 Q【答案】 D5、一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36 W與36 V。若把此燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率（B）A. 等于36 WB.小于36 W，大于9 WC.等于9 WD.小于9 W6. 如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab= 10 cm , bc= 5 cm，當(dāng)將A與B接

18、入電壓為U的電路中時，電流為 1 A;若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為A. 4 AB.2 AC. 1 AD.1A24R2，則 R1 :【解析】 設(shè)將A與B連入電路時，電阻為 Ri , C與D連入電路時電阻為R2= 4 : 1，故后者電流12 = 411【答案】 A7如圖所示，一幢居民樓里住著生活水平各不相同的24戶居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電腦等等.停電時，用多用電表測得A、B間的電阻為R;供電后，各家電器同時使用，測得A、B間電壓為U，進(jìn)線電流為I，如圖10 1 6i g居J民樓2A. P=I RB.C. P= IUD2P=匕RA、 B、D【解

19、析】 因居民樓內(nèi)各種電器都有，所以不是純電阻電路所以【答案】 C& 一盞電燈接在恒壓的電源上，其功率為100 W，若將這盞燈先接上一段很長的導(dǎo)線后，再接在同一電源上， 在導(dǎo)線上損失的電功率是9 W,那么這時電燈實際消耗的電功率將A. 等于91 WB.小于91 WC.大于91 WD【解析】 解法1串接長導(dǎo)線后電路的總電阻增大，總電壓不變，由公式9W，所以電知總功率減小，所以電源消耗的功率小于100 W，又因?qū)Ь€上損失的電功率為燈消耗的電功一定小于91 W解法2串接長導(dǎo)線后，電路總電阻變大，總電壓不變，則總電流減小，由 知總功率變小，所以電源消耗的功率小于100 W，而導(dǎo)線上損失的電功率為

20、耗的電功率一定小于 91 W【答案】B9. 一臺直流電動機(jī)額定電壓為100 V，正常工作時電流為 20 A，線圈內(nèi)阻為0.5 Q ,那么在1 minA. 電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為1.2 x 104 JE. 電動機(jī)消耗的電能為1.2x 104 JC. 電動機(jī)對外做功 1.2X 105 JD. 電源輸入給電動機(jī)的功率為2.0 kW【解析】由P總=UI , P熱=i2r, P機(jī)=P總一 P熱【答案】D“110V60W”的燈炮串聯(lián)后接在電壓為220V10、有一內(nèi)電阻為4.4 Q的電解槽和一盞標(biāo)有 的 直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則（A.電解槽消耗的電功率為 120W C.電解槽消耗的電功率為 60W【解

21、析】此題電解槽消耗的電功率不能用 而由P=UI可知，答案為C11、神經(jīng)系統(tǒng)中，把神經(jīng)纖維分為有髓鞘與針?biāo)枨蕛纱箢悺，F(xiàn)代生物學(xué)認(rèn)為，髓鞘是由 多層（幾十到幾百層不等）類脂物質(zhì)一一髓質(zhì)累積而成的，髓具有很大的電阻。已知蛙的髓P總=UI可9W，則電燈消B.電解槽的發(fā)熱功率為 60WD.電路消耗的總功率為 60W u2/r來計算，因為該用電器為非純電阻電路,鞘神經(jīng)，髓鞘的厚度只有2卩m左右，而它在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻卻高達(dá)1.6 x105Q。若不計髓質(zhì)片層間的接觸電阻，計算髓質(zhì)的電阻率。若有一圓柱是由髓質(zhì)制成的，該圓柱體的體積為 32 n cm3，當(dāng)在其兩底面上加上 1000V的電壓時，通過該

22、圓柱體的電流 為10 n卩A，求這個圓柱體的圓面半徑和高。解析 (1)由電阻定律：lSRR 二Sl5_41 .6 X10 X1.0 X1066m = 810 m所以2 10(2)由歐姆定律和圓柱體體積公式：二；1二 r h = V代入數(shù)據(jù)：h1000 丁 2 P熱=I'2 R =10.5W =0.5W10108106 二二r2 h = 32 二 10 上h = 0.02 m 合 2 cm r = 0.04 m 合 4 cm答：髓質(zhì)的電阻率為 8X 106 Q m ;圓面半徑為 4cm，高為2cm。點評 在處理跨學(xué)科的實際問題時，要先根據(jù)題意，抽象出最本質(zhì)的東西， 建立物理模型再運(yùn)用有關(guān)

23、的規(guī)律進(jìn)行解答。12、有一個直流電動機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路時，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動機(jī)的電流是0.4A ;若把電動機(jī)接入 2.0V電壓的電路中，電動機(jī)正常工作，工作電流是1.0A。求電動機(jī)正常工作時的輸出功率多大？如果在發(fā)動機(jī)的發(fā)熱功率是多大？解析 當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時， 電動機(jī)無機(jī)械能輸出， 故電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能， 相當(dāng)于純 電阻電路，歐姆定律成立。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)動時一部分電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能輸出，但因線圈有電阻， 故又在該電阻上產(chǎn)生內(nèi)能，輸入的電功率接U=0.2V 電壓，電機(jī)不轉(zhuǎn)，電流l=0.4A ,根據(jù)歐姆定律，線圈電阻U0.2I0.4二 0.5' 1;當(dāng)接U=2.0V電壓時，電流

24、l'=1.0A，故輸入電功率二 U T = 2.01 .0W = 2.0W熱功率故輸出功率即機(jī)械功率P機(jī)二P電P熱=(2.0-°.5)W =1.5W如果正常工作時，轉(zhuǎn)子被卡住，則電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，故其發(fā)熱功率22W = 8W0.513、額定電壓都是 110 V,額定功率 Pa= 100 W, Pb =4 0 W的A、E兩個燈，接在220 V的電路中，使電燈都正常發(fā)光，又使電路消耗的電功率最小的連接方式是圖1中的B【解析】 A、B圖中，兩燈分壓不同，均不能正常發(fā)光；D圖中雖然兩燈可正常發(fā)光,【答案】 C14、一臺國產(chǎn)XQB30 13型全自動洗衣機(jī)說明書中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下

25、表，試根額定電壓220 V額定頻率50 Hz額定洗衣、脫水功率360 W額定洗衣、脫水容量3 kg整機(jī)質(zhì)量33 kg外形尺寸(長X寬X高)3(5 4 2X 550 X 9 20 )mm 3(1) 這臺洗衣機(jī)在額定電壓下洗衣或脫水時，通過洗衣機(jī)的電流強(qiáng)度是多大(2) 如洗衣、脫水的累計時間為40 min，則洗衣機(jī)耗電多少？P 360【解析】(1)已知工作時功率為360 W,額定電壓為220 V,則工作電流1=AU 220=1.636 A 1.64 A(2) 若工作時間 40 min，貝U W= Pt=360 X 40 X 60 J = 8.64 X 105【答案】 (1) 1.64 A; (2)

26、 8.64 X 105 J15、如圖所示電路，電壓U保持一定，將同一用電器連接在距電源較近的A、B兩端時，消耗功率為9 W，接在較遠(yuǎn)的 C、D兩端時消耗功率為 4 W，求導(dǎo)線AC與BD間消耗的功2【解析】 由P = I R得兩種情況下的電流之比為I : I '= 3 : 2,又由P = UI，得兩種情況下消耗的總功率之比為Pi : P2 = 3： 2，所以P2 = 6 W, P =( 6-4) W = 2 W【答案】2 W16、如圖所示，將 A、B兩端接到輸出電壓為 9 V的電源上時，已知通過Ri的電流Ii=2 A, R2 = 2 Q .電阻 R3上消耗的功率為 P3 = 15 W,貝

27、U Ri = _ Q , R3 =Q .2222【解析】 設(shè)干路電流為I，則(I _IJR2 = 9 V，代入數(shù)據(jù)得1 = 5 A, R3=袞=0.6 Q ,Ri = (I 2)R2 = 3 QIi【答案】3; 0.6第二單元串并聯(lián)及混聯(lián)電路知識目標(biāo)一、串聯(lián)電路 電路中各處電流相同. 串聯(lián)電路兩端的電壓等于各電阻兩端電壓之和.U=U什U2+U3, 串聯(lián)電路的總電阻等于各個導(dǎo)體的電阻之和，即R=R+ R+ , + R串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比，即Ui串聯(lián)電路中各個電阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即PiRiR2P2Ri &Un二 IRnRn2222二、并聯(lián)電路 并聯(lián)電路中

28、各支路兩端的電壓相同.U=Ui=U2=U3,并聯(lián)電路子路中的電流等于各支路的電流之和1 = 1 i + I2+ I3=,21111并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各個導(dǎo)體的電阻的倒數(shù)之和。丄=丄+丄+, +丄，當(dāng)并聯(lián)R R1 R2Rn電路是由n個相同的電阻R并聯(lián)而成時，總電阻 R總= 支路時，則總電阻為 R總= 并聯(lián)電路中通過各個電阻的電流踉它的阻值成反比，即 并聯(lián)電路中各個電阻消耗的功率跟它的阻值成反比，即【例1】如圖所示，P為一塊均勻的半圓形薄電阻合金片，;當(dāng)并聯(lián)電路只有兩個式接在電極A、B之間，測出電阻為 R,然后再將它按圖乙方式接在 之間，這時P的電阻為()A. R ; B. R/2 ; C.

29、 R/4 ; D. 4R簡析：將半圓形合金片從中間(圖中虛線所示)割開，分成完全相同的兩塊, 電 則圖中甲連接方式相當(dāng)于兩個電阻并聯(lián)，圖乙連接相當(dāng)于兩個電阻串聯(lián).R ab=R/2=R R ce=2R)= 4R答案：D點評：巧妙選取相同的電阻，運(yùn)用電阻的串并聯(lián)特點來分析是解決此題 的特點.【例2】如圖中三個 R1、R2、R3,電流表的內(nèi)阻忽略不計，則通過三個 電阻的電流強(qiáng)度之比和兩個電流表讀數(shù)之比各為多少？ 解析：原圖可變換成附圖所示電路，三個電阻組成并聯(lián)電路流過三個 電阻電流強(qiáng)度之比 I 1 :丨2: I 3=1/ R1: 1/ R 2: 1/ R 3=RR: R1R: RR 電流表A和A的讀

30、數(shù)之比1/ : I 2Z= (I 2 + R3 ( Ri + Ra)答案：h ： 12 ： 13 = 1/ R1： 1/ R2： 1/ R3 ,R2)【例3】圖中電源電壓 U = 5 V，內(nèi)阻不計， V2的讀數(shù)分別為3V、2V，試求電壓表I 1 R1 = I 2尺=,=lnR)= U . P1R1=RR=, =PnR>=U.先將它按圖甲方C、D設(shè)每塊電阻力©I 3)： (I i+ I 2 )= R ( R2+ F3):l/: l2，=Ri (R2+ R3): R3 ( Ri +Vi、V2、V3、三個電壓表的內(nèi)電阻相同，其中 V的讀數(shù).簡析：V1表的讀數(shù)大于 V2表的讀數(shù)，V表通

31、過的電流I 1 V2表和V3表通過的電流之和，即I 1 = I 2十I 3 ,三個電壓表的內(nèi)阻相同，設(shè)為R/,I 1 R= I 2 R v 十 13 Rv得：M = V2+ V3V 3 = 7、 V=3V 2V=1V點評：電壓表的示數(shù)為本身的電壓值，此題是把三個電壓表當(dāng)成三個相同的電阻來討論的. 【例4】有三個電阻，其阻值分別為加上相同的直流電壓，問：(1 )在總電路上可能獲得的最大電流和最小電流之比為多少？(2)對20 Q電阻來說，在各種可能連接方式中能使它獲得最大功率的，有哪些連接方式? 獲得最小功率的有哪些連接方式？(只要求畫電路圖表示) 解析：如圖所示( 串聯(lián)時總電阻最大， 丄=丄+

32、+R并10 2010 Q、20Q、30Q，現(xiàn)在它們分別按不同方式連接后1)在電壓不變的情況下，三電阻并聯(lián)時總電阻最小，電流最大；三電阻 電流最小.1,R 并=60/1130Q R 串=10 + 20+ 30, R 串=60Q, I最大/I最小=R串/R并=11圖9-9a(b)(2)使20 Q電阻獲得最大功率的連接方式有：a、b，獲得最小功率的連接方式是 C。答案：(1)11；(2)20 Q電阻獲得最大功率的是a、b，最小功率的是 C.【例5】如圖所示，A、B兩點間的電壓為 U, Ci= nC2，兩個完全相同的電壓表的示數(shù)分別 為：A. Ui = U/ (n + 1), U2=nU/ (n+ 1

33、); B. Ui = U/2 , 6=U/2 ;C. U1 = nU/ (n + 1), U2=U/ (n + 1); D .無法判斷兩電壓表的示數(shù)解析：電壓表串聯(lián)接在電壓 U上，所示兩只相同的電壓表的分壓作用相同，它們的示數(shù)相同，均為U/ 2.而兩電容器是分別與兩電壓表并聯(lián)，兩電容器兩端的電壓分別與兩電壓表兩端的電壓相等，所以是B選項正確.點評兩電容器是串聯(lián)接在電路上，若是認(rèn)為兩電壓表是測電容器兩端的電壓，這就犯了定勢思維的錯誤、 電容器兩端的電壓不能用電壓表來測量，只能用靜電計測量， 不要把電壓表看成是測電壓的，而應(yīng)把兩電壓表看成兩個相同的電阻串聯(lián)接在電源上，而電容器兩端的電壓在電路中總是

34、等于與它并聯(lián)的電阻兩端的電壓.在阻容電路中，電容器兩端的電壓總是等于與它并聯(lián)的電阻兩端的電壓，這是一個基本原則.【例6】圖中的 A為理想電流表，V1和 V為理想電壓表，R1為定值電阻，R2為可變電阻，電池 E內(nèi)阻不計，下列說法中不正確的是A . R2不變時，V2讀數(shù)與A讀數(shù)之比等于 R1B. R2不變時，V1讀數(shù)與A讀數(shù)之比等于 R1C . R2改變一定量時，V2讀數(shù)的變化量與 V1讀數(shù)變化量之和一定為零D . R2改變一定量時，V2讀數(shù)的變化量與 V1讀數(shù)變化量之和不一定為零解析：根據(jù)電路的連接形式可知： 任意一個電壓表的讀數(shù)與電流表的讀數(shù)之比均等于與電壓 表并聯(lián)的電阻，所以B選項正確；電池

35、的內(nèi)阻不計， 說明電源兩端電壓不變，則兩電壓表之和不變，而當(dāng) R變化時，則兩電壓表的變化和一定為零(一個增加，一個減小)，C選項正確.點評：本題為高考試題，考查的是對電路連接形式的認(rèn)識，兩電壓表分兩電阻并聯(lián)，當(dāng)一個電阻變化時，它的分壓作用變化，導(dǎo)致另一個電阻的分用也發(fā)生了變化.規(guī)律方法1、電路結(jié)構(gòu)分析電路的基本結(jié)構(gòu)是串聯(lián)和并聯(lián)，分析混聯(lián)電路常用的方法是： 節(jié)點法：把電勢相等的點，看做同一點.回路法：按電流的路徑找出幾條回路，再根據(jù)串聯(lián)關(guān)系畫出等效電路圖，從而明確其 電路結(jié)構(gòu) 其普遍規(guī)律是：凡用導(dǎo)線直接連接的各點的電勢必相等(包括用不計電阻的電流表連接的點) 在外電路，沿著電流方向電勢降低。凡接

36、在同樣兩個等勢點上的電器為并聯(lián)關(guān)系。不加聲明的情況下，不考慮電表對電路的影響?！纠?】圖中所示電路由8個不同的電阻組成，已知R1=12 Q ,其余電阻阻值未知，測得A、B之間總電阻為4 Q。今將R1換成6 Q的電阻，貝U A、B間的總電阻變?yōu)镼。解析：利用等效代換的辦法處理： 即將除去R之后的7個不同的電阻對 A、 B兩點間的等效阻值設(shè)為 R,則總的對 A B間的等效電阻值就為 R與R之并聯(lián)等效值，由并聯(lián)電路規(guī)律有丄+丄=丄，12 R 4 【例8】電飯鍋是一種可以自動煮飯并自動保溫，1 +丄=，聯(lián)立求得 Rab=3 Qo6R R AB又不會把飯燒焦的家用電器。如圖,它的電路由控制部分 AB和工

37、作部分BC組成。Ki是限溫開關(guān)，手動閉合，當(dāng)溫度達(dá)到103C時自動斷開，不能自動閉合.K2是自動開關(guān)，當(dāng)溫度超過80°C時自動斷 開，溫度低于 70°C時自動閉合。R2是限流電阻，阻值 2140 Q, R 1是工作電阻，阻值 60 Q .鍋中放好 適量的米和水， 插上電源(22O'V,5O Hz)，手動閉合Ki后，電飯鍋就能自動煮好米飯并保溫。(1)簡述手動閉合 Ki后，電飯鍋加熱、保溫過程的工作原理。(2)加熱過程電飯鍋消耗的電功率P1是多大？ K1,K2都斷開時電飯鍋消耗的電功率P2是多大？(3)若插上電源后沒有手動閉合K1，能煮熟飯嗎？為什么？解析：(1)插上

38、電源，手動閉合 匕后由于室溫肯定低于 700C所以當(dāng)時K也是閉合的，紅燈亮, 所以民被短路，只有 R工作，功率P1較大，使米和水被加熱，當(dāng)溫度升到800C時&斷開。但K仍閉合,R2仍被短路，功率仍為R,所以溫度繼續(xù)升高，把水燒開，這時溫度將保持在1000C直到水分蒸發(fā)完畢，溫度繼續(xù)升高到1030C時K1斷開且不再自動閉合，這時飯已煮好,R1,R2串聯(lián)，黃燈亮，熱功率P2較小，電飯鍋發(fā)出的電熱小于它向外釋放的熱，溫度開始 降低，當(dāng)溫度降低到 700C時，屜自動閉合，功率又變?yōu)?P1，使飯的溫度升高，到800C時K自動斷開，溫度又開始降低如此使電飯鍋處于保溫狀態(tài)，直到關(guān)閉電源。 加熱過程電

39、飯鍋消耗的電功率 P1=Uf/R1=807W;K, &都斷開時，電飯鍋消耗的電功率 P2=U/ (R1 + 民)=22 W. 若K1未閉合，開始 K總是閉合的,R2被短路，功率為 P1,當(dāng)溫度上升到800C時，K自動 斷開，功率降為P2,溫度降低到700C,K2自動閉合溫度只能在 70°C800C變化，不能把水燒開，不能煮熟飯【例9】在圖所示的電路中，A、B、C分別表示理想電流表或電壓表，它們的示數(shù)以安或伏 為單位當(dāng)電鍵S閉合后，A、B、C三表示數(shù)分別為1、2、3時，燈L1、L2正好均正常發(fā)光 已知燈L2的額定功率之比為 3 : 1，則可判斷A. A、B、C均為電流表B.A、

40、B、C均為電壓表C. B為電流表，A、C為電壓表D.B為電壓表，A、C為電流表解答：若三個表均為電流表，則電路出現(xiàn)短路，燈不可能正常發(fā)光，故選項A錯；若三個表B錯；若B為電流表，A和C為均為電壓表，則電路出現(xiàn)斷路，燈亦不能正常發(fā)光，故選項 電壓表，則兩燈串聯(lián)，A表測L1的電壓，C表測R IU A U A J工3，故選項C錯;P2IU c U C31若B為電壓表，A和C為電流表，則兩燈并聯(lián)， A表測L 電流，故有P2 IaU I a=，故選項 D正確.【答案】 D12、電表的改裝(1)靈敏電流表(也叫靈敏電流計)主要參數(shù)有三個：內(nèi)阻 Rg 滿偏電流lg：即靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流，

41、也叫靈敏電流表的電流量程滿偏電壓 Ug :靈敏電流表通過滿偏電流時加在表兩端的電 壓以上三個參數(shù)的關(guān)系 Ug= lg Rg 其中l(wèi)g和Ug均很小，所以只能用來測量微弱的電流或電壓.I,擴(kuò)大量程的倍數(shù) n=l/l g,由并裝而成如圖所示為電流表的內(nèi)部電路圖，設(shè)電流表量程為聯(lián)電路的特點得:IgRg=(l I g)IIRgn _1RRR內(nèi)阻rA 丄，由這兩式子可知，電流表量程越大,R +Rg nRg越小,其內(nèi)阻也越小壓電阻改裝而成，如圖所示是電壓表內(nèi)部電路圖.設(shè)電壓表的量程為U,擴(kuò)大量程的倍數(shù)為n=U/Ug，由串聯(lián)電路的特點，得：U = Ug+ 1 gR,|g =Ug /Rg, R =電壓表內(nèi)阻rV

42、 =R -.-Rg =nRg ,由這兩個式子可知，電壓表量程越大，分壓電阻就越大，其內(nèi)阻也越大.(4)半值分流法(也叫半偏法)測電流表的內(nèi)阻，其原理是:當(dāng)Si閉合、S2打開時：I g (rg 只勺)=E1當(dāng)S2再閉合時：u G U R2二E I g2rg1兀1gI g . gg g-_) Rt = E2R2聯(lián)立以上兩式，消去E可得:2Ig2R1 =gR1rg RR2得：rgR1 R2RiR2可見：當(dāng) Ri>>R2時，有：rg =R2(5)非理想電表對電路的影響不能忽略，解題時應(yīng)把它們看作是能顯示出本身電壓或電流的電阻器 用電壓表測得的電壓實際上是被測電路與電壓表并聯(lián)后兩端的電壓，由

43、于電壓表內(nèi)阻不可能無限大，因此測得的電壓總比被測電路兩端的實際電壓小，表的內(nèi)阻越大，表的示數(shù)越接近于實際電壓值宅 用電流表測得的電流，實質(zhì)上是被測量的支路(或干路)串聯(lián)一個電阻(即電:流表內(nèi)阻)后的電流因此，電流表內(nèi)阻越小，表的示數(shù)越接近于真實值【例10】電流一電壓兩用電表的電路如圖所示.已知圖中S是雙刀雙擲開關(guān)，a, b,c、d,e、f為接線柱.雙刀雙擲開關(guān)的觸刀擲向 a,b,e與a接通，f與b接通；擲向c, d, e 與c接通，f與d接通.電流表 G的量程是0. 001 A,內(nèi)阻是100Q ,電阻R1的阻值為9900Q , R2的阻值是1.01 Q ,(1) 觸刀擲向a,b時，此兩用表是什

44、么表？量程是多大？(2) 觸刀擲向c, d時，此兩用表是什么表？量程是多大？分析，這個原理可以判斷出是什么表，并算出其量程. 解析：觸刀擲向ab時,Ri9900）=10V.,是電壓表，其量程為U=lg(R1+ R)=0.001 X (100 +I =1觸刀擲向 cd 時,R2并聯(lián)，是電流表，其量程為 Ig=；o . 01 00 1 011】如圖所示，四個相同的表頭分別改裝成兩個安培表和兩個伏特表。安培表 程大于A2的量程，伏特表 V的量程大于V的量程，把它們按圖接入電路，則 安培表 安培表 伏特表 伏特表【例Ai的量（填“大于A1的讀數(shù)安培表A的讀數(shù)；A的偏轉(zhuǎn)角 安培表 A的偏轉(zhuǎn)角；fV的讀數(shù)

45、伏特表V的讀數(shù)；V的偏轉(zhuǎn)角 伏特表 V的偏轉(zhuǎn)角；”，“小于”或“等于”）|解：兩電流表并聯(lián)，兩表頭兩端的電壓相同，流過的電流相同，故偏角相同，但因A的量程大，故A的示數(shù)大于 A的示數(shù).當(dāng)把V和V串聯(lián)使用時，組成電壓表的電流表和分壓電 阻都是串聯(lián)關(guān)系，通過完全相同的兩只電流表的電流強(qiáng)度也相等，指針偏轉(zhuǎn)角度相等.根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系，分配在V和爲(wèi)兩端電壓，即 V和M讀數(shù)之比等于兩只電壓表的內(nèi)阻之比.伏特表V1的量程大，所以讀數(shù)大?！纠?2】將兩個相同的表頭，分別改裝成一只電流表和一只電壓表，一個同學(xué)在做實驗時誤將這兩個表串聯(lián)起來，則A.兩表指針都不偏轉(zhuǎn)B.兩表指針偏角相同C. 電流表指針有偏

46、轉(zhuǎn)，電壓表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)D. 電壓表指針有偏轉(zhuǎn)，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)解答：把完全相同的表頭， 分別改制成一只電流表和一只電壓表，串聯(lián)接入電路中時，電流表中均有電流通過， 兩表指針都偏轉(zhuǎn)， 只是電壓表中的電流表處在干路中通過的電流大，偏轉(zhuǎn)角也大.【例13】電源的電動勢和內(nèi)阻都保持一定，現(xiàn)用兩個不同的電壓表先后直接接到電源的兩極上，電壓表I的讀數(shù)是 U1，電壓表n的讀數(shù)是 U2，已知電壓表的內(nèi)阻依次是 R1、R2，且 R1> R?，那么由于兩電壓表內(nèi)阻不同，將是A.U1 一定小于 U2B.U1 一定大于 U2C. 若將兩個電壓表同時并接在電源的兩極時，讀數(shù)一定不同D. 若將兩個電壓表串聯(lián)后接

47、在電源的兩極時，兩電壓表讀數(shù)之和一定大于U1解答：因R>R，則用電壓表I測量時電路總電阻大于用電壓表n測量 .由閉合電路歐姆定 律可知I 1 < I 2,因此，用電壓表I測量時因內(nèi)電壓小而路端電壓大，即U> J.若兩個電壓表并聯(lián)測量時，因兩電壓表并聯(lián)，則測量電壓必相同.若兩電壓表串聯(lián)接在電源兩極，因總電阻大于R，總電源小于丨1,故內(nèi)電壓必小于單獨用電壓表I測量時的內(nèi)電壓，因此，路端電壓（即兩電壓表讀數(shù)之和）一定大于U.答案BD試題展示1 以下關(guān)于電流表與電壓表的說法中，正確的是A. 都是用電流表 GB. 都是用電流表 GCD.電流表的內(nèi)阻肯定比用來改裝的電流表G的內(nèi)阻大，而電

48、壓表的內(nèi)阻肯定比用來改裝的電流表G【解析】 電流表是由靈敏電流表 G并聯(lián)一個較小的分流電阻改裝而成，電壓表是由靈 敏電流表G串聯(lián)一個較大的分壓電阻改裝而成，所以，電流表的內(nèi)阻小于靈敏電流表 G的內(nèi)阻, 電壓表的內(nèi)阻大于靈敏電流表 G的內(nèi)阻，電流表的內(nèi)阻一般很小，電壓表的內(nèi)阻一般很大.【答案】 C2ABCD【解析】【答案】B3. 以下關(guān)于歐姆表的說法中，不正確.的是ABCD【解析】【答案】B4如圖所示，兩個電阻的阻值均為100 Q , A、B兩端的電壓保持12 V不變，現(xiàn)用一個內(nèi)阻為1.45 k QA. 6 VC. 5.2 V【解析】電壓表與電阻RB. 5.8 VD. 6.8 VR'Rv

49、 RRvR1450100Q = 93.5 Q450100RUv =UR " +RAB93.512V= 5.8 V10093.5【答案】B5如圖所示，電路中 Li、L2、L3是三盞完全相同的白熾小燈泡，把它們串聯(lián)后接在電 壓恒為6 V的電源上，三個小燈泡都正常發(fā)光，后來三個小燈泡都不亮了，用電壓表接Li、ac兩端時，示數(shù)是 6 V；接bd兩端時，電壓表示數(shù)為零接ab兩端時，示數(shù)也為零導(dǎo)線連ir=s vA.僅是C. Li 和【解析】【答案】LiB.僅是L2L2D . L 2 和 L3由 Ubd = 0,知 Li 斷；Uab = 0,可知 L26、某同學(xué)設(shè)計了一個轉(zhuǎn)向燈電路（題 i5圖），

50、其中指示燈，Li、L2分別為左、右轉(zhuǎn)向燈，S為單刀雙擲開關(guān),為電源當(dāng)S置于位置1時，以下判斷正確的是A.L的功率小于額定功率B.C.Li亮，其功率等于額定功率L2亮，其功率等于額定功率D.含L支路的總功率較另一支路的大【答案】C【解析】本題考查電路分析的有關(guān)知識，本題為中等難度題目。由電路結(jié)構(gòu)可知，當(dāng)Li 和 L2置于1位置時，L與L2串聯(lián)后再與Li并聯(lián)，由燈泡的額定電壓和額定功率可知,的電阻相等。L與L2串聯(lián)后的總電阻大于 Li的電阻，由于電源電動勢為6伏，本身有電阻, 所以Li兩端電壓和L與L2的總電壓相等，且都小于 6伏，所以三只燈都沒有正常發(fā)光，三 只燈的實際功率都小于額定功率。含L的

51、支路的總電阻大于 Li支路的電阻，由于兩條支路的電壓相等，所以。含 L的支路的總功率小于另一支路的功率。7.經(jīng)過精確校準(zhǔn)的電壓表Vi和V2當(dāng)分別用來測量某線路中電阻R兩端a、b間的電壓時，如圖所示，讀數(shù)依次為 i2.7 V和i2.3 V a、b間的實際電壓略大于 a、b間的實際電壓略小于 電壓表Vi的內(nèi)阻大于 V2 電壓表Vi的內(nèi)阻小于 V2A.C.【解析】并聯(lián)電壓表后，使i2.7 Vi2.3 VBDa、b間的電阻變小，從而使a、b間的電壓變小，即電壓表的示數(shù)比a、b間沒有接電壓表時的實際電壓略小些，而且，電壓表的內(nèi)阻越大，電壓表的示數(shù)越大，越接近于 a、b間沒接電壓表時的實際電壓值.故電壓表

52、Vi的內(nèi)阻較大，a、b間的實際電壓略大于 i2.7 V .和正確，選 A【答案】 A&有一個電壓表的量程為3 V,內(nèi)阻為900 Q,由于沒有電流表，需要將其改裝成一個量程為0.6 A的電流表，則應(yīng)該 聯(lián)一個阻值為 Q的電阻，當(dāng)用改裝好的電流表去測某一電流時，指針的讀數(shù)為1.2 V，則對應(yīng)的電流為 A【解析】應(yīng)并聯(lián)一個分流電阻 RIv =UvRv39001A =A300UvIr當(dāng)改裝后的電流表的指針指在1.2 VIr = IaTv = 0.6 A-丄 A =空 A3003003Q = 5 Q1793001 .2I = X 0.6 A = 0.24 A3【答案】并；5; 0.249如圖所示，R1與R2串聯(lián)，它們兩端的電壓恒定，用同一個電壓表分別測得(R1 與 R2兩端的電壓為 U1和U2,貝U U1 : U2 =【解析】 設(shè)電壓表內(nèi)阻為 RRR5R +RRRU-RR1r2R1RR2 RR1R22尺 RR2RU2R2 +RR2RU-r2r2尺RRR2RR1R2R2RU1R1U 2 R2【答案】R1 : R210. 有一未