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1、 恒定電流復(fù)習(xí)第一節(jié) 基本概念和定律一、復(fù)習(xí)目標(biāo)1掌握電流、電阻、電功、電熱、電功率等基本概念;2掌握部分電路歐姆定律、電阻定律3知道電阻率與溫度的關(guān)系,了解半導(dǎo)體及其應(yīng)用,超導(dǎo)及其應(yīng)用二、難點(diǎn)剖析1.電流電流的定義式: 決定式:I電流的 微觀表達(dá)式I=nqvS注意:在電解液導(dǎo)電時(shí),是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流,在用公式Iqt計(jì)算電流強(qiáng)度時(shí)應(yīng)引起注意。2.電阻定律導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度l成正比,跟它的橫截面積S成反比。(1)是反映材料導(dǎo)電性能的物理量,叫材料的電阻率(反映該材料的性質(zhì),不是每根具體的導(dǎo)線的性質(zhì))。單位是m。(2)純金屬的電阻率小,合金的電阻率大。材料的電阻率與溫度有關(guān)系

2、: 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大(鉑較明顯,可用于做溫度計(jì));合金錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變,可用于做標(biāo)準(zhǔn)電阻。半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減?。崦綦娮?、光敏電阻)。有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近0 K時(shí),電阻率突然減小到零這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度TC。3.歐姆定律(適用于金屬導(dǎo)體和電解液,不適用于氣體導(dǎo)電)。4.電功和電熱(1)對(duì)純電阻而言,電功等于電熱:W=Q=UIt=I 2R t=(2)對(duì)非純電阻電路(如電動(dòng)機(jī)和電解槽),由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其它能,所以電功必然大于電熱:W

3、>Q,這時(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算,電熱只能用Q=I 2Rt計(jì)算,兩式不能通用。三、典型例題1在10 s內(nèi)通過電解槽某一橫截面向右遷移的正離子所帶的電量為2 C,向左遷移的負(fù)離子所帶的電量為3 C求電解槽中電流強(qiáng)度的大小。解:電解槽中電流強(qiáng)度的大小應(yīng)為IA0.5 A2 來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速,形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。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(chǎng)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(zhǎng)度的質(zhì)子流,其中的質(zhì)子數(shù)分

4、別為n1和n2,則n1n2=_。L4L質(zhì)子源v1 v2解:按定義,由于各處電流相同,設(shè)這段長(zhǎng)度為l,其中的質(zhì)子數(shù)為n個(gè),則由。而3 實(shí)驗(yàn)室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個(gè)圖象來表示:A. B. C. D.I I I Io U o U o U o U 解:燈絲在通電后一定會(huì)發(fā)熱,當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)才會(huì)發(fā)出可見光,這時(shí)溫度能達(dá)到很高,因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化。隨著電壓的升高,電流增大,燈絲的電功率將會(huì)增大,溫度升高,電阻率也將隨之增大,電阻增大,。U越大I-U曲線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)于原點(diǎn)連線的斜率必然越小,選A。4 某一電動(dòng)機(jī),當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載,因此不轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)電

5、流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn),這時(shí)電流為I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大?解:電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為為純電阻,由歐姆定律得,這個(gè)電阻可認(rèn)為是不變的。電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),輸入的電功率為P電=U2I2=36W,內(nèi)部消耗的熱功率P熱=5W,所以機(jī)械功率P=31W5.如圖所示,厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab=10 cm,bc=5 cm,當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時(shí),電流強(qiáng)度為1 A,若將C與D接入電壓為U的電路中,則電流為(A)A.4 AB.2 A C.AD.A6.如圖所示,兩段材料相同、長(zhǎng)度相等、但橫截面積不等的導(dǎo)體接在電路中,總電壓為U,則.(D)通過兩段導(dǎo)體的電

6、流相等兩段導(dǎo)體內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的平均速率不同細(xì)導(dǎo)體兩端的電壓U1大于粗導(dǎo)體兩端的電壓U2細(xì)導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于粗導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度A.B. C.D.7.家用電熱滅蚊器電熱部分的主要器件是PCT元件,PCT元件是由鈦酸鋇等導(dǎo)體材料制成的電阻器,其電阻率與溫度t的關(guān)系如圖所示.由于這種特性,PCT元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能.對(duì)此,以下判斷中正確的是(AD)A.通電后,其電功率先增大后減小 B.通電后,其電功率先減小后增大C.當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí),溫度保持在t1或t2不變D.當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí),溫度保持在t1至t2間的某一值不變四、同步練習(xí)1.關(guān)于電阻率,下列說法中不正確

7、的是A.電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量,電阻率越大,其導(dǎo)電性能越好B.各種材料的電阻率都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨溫度升高而增大C.所謂超導(dǎo)體,當(dāng)其溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí),它的電阻率突然變?yōu)榱鉊.某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,通常都用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻2下圖所列的4個(gè)圖象中,最能正確地表示家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U 2之間的函數(shù)關(guān)系的是以下哪個(gè)圖象PU2oPU2oPU2oP U2o A. B. C. D.3.如圖1283所示,a、b、c、d是滑動(dòng)變阻器的4個(gè)接線柱,現(xiàn)把此變阻器串聯(lián)接入電路中并要求滑片P向接線柱c移動(dòng)時(shí),電路中的電流減

8、小,則接入電路的接線柱可能是A.a和bB.a和cC.b和cD.b和d4.一個(gè)標(biāo)有“220 V、60W”的白熾燈泡,加上的電壓U由零逐漸增大到220 V,在此過程中,電壓(U)和電流(I)的關(guān)系可用圖象表示,題中給出的四個(gè)圖線中,肯定不符合實(shí)際的是5.一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線,兩端加上電壓U時(shí),通過導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為I,導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的平均速度為v,若導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng),使其半徑變?yōu)樵瓉淼?,再給它兩端加上電壓U,則A.通過導(dǎo)線的電流為 B.通過導(dǎo)線的電流為C.自由電子定向移動(dòng)的平均速率為 D.自由電子定向移動(dòng)的平均速率為6.在電解槽中,1 min內(nèi)通過橫截面的一價(jià)正離子和一價(jià)負(fù)離子的個(gè)數(shù)分別為1.1

9、25×1021和7.5×1020,則通過電解槽的電流為_.7.若加在導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼臅r(shí),導(dǎo)體中的電流減小0.2 A,如果所加電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,則導(dǎo)體中的電流將變?yōu)開.8.如圖所示,電源可提供U=6 V的恒定電壓,R0為定值電阻,某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)誤將一電流表(內(nèi)阻忽略)并聯(lián)于Rx兩端,其示數(shù)為2 A,當(dāng)將電流表換成電壓表(內(nèi)阻無限大)后,示數(shù)為3 V,則Rx的阻值為_.9.某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置,如圖所示,重物的質(zhì)量m=50kg,電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U=110V,不計(jì)各種摩擦,當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物時(shí),電路中的電流強(qiáng)度I=5.0A,求

10、電動(dòng)機(jī)的線圈電阻大?。ㄈ=10m/s2).10.甲、乙兩地相距6 km,兩地間架設(shè)兩條電阻都是6 的導(dǎo)線.當(dāng)兩條導(dǎo)線在甲、乙兩地間的某處發(fā)生短路時(shí),接在甲地的電壓表,如圖所示,讀數(shù)為6 V,電流表的讀數(shù)為1.2 A,則發(fā)生短路處距甲地多遠(yuǎn)?參考答案1.A 2.C3.CD 4.ACD 5.BC6.5 A 7.1.2 A 8.3 9.r=410.2.5 km 第二節(jié) 串并聯(lián)電路 電表的改裝一、復(fù)習(xí)目標(biāo):1熟練掌握串并聯(lián)電路的特點(diǎn),能夠化簡(jiǎn)電路2掌握含容電路的分析與計(jì)算3掌握電流表、電壓表的改裝原理,掌握伏安法測(cè)電阻的兩種解法,并能夠分析測(cè)量誤差4掌握滑動(dòng)變阻器的兩種用法二、難點(diǎn)剖析:1串并聯(lián)與混

11、聯(lián)電路(1)串聯(lián):電流強(qiáng)度 II1I2In電壓 UU1U2Un電阻 RR1R2Rn電壓分配 功率分配 (2)并聯(lián):電流強(qiáng)度 II1I2In電壓 UU1U2Un電阻 電流分配 功率分配 2電路中有關(guān)電容器的計(jì)算。(1)電容器跟與它并聯(lián)的用電器的電壓相等。(2)在計(jì)算出電容器的帶電量后,必須同時(shí)判定兩板的極性,并標(biāo)在圖上。(3)在充放電時(shí),電容器兩根引線上的電流方向總是相同的,所以要根據(jù)正極板電荷變化情況來判斷電流方向。3電表的改裝(1)電流表原理和主要參數(shù)電流表G是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的,且指什偏角與電流強(qiáng)度I成正比,即kI,故表的刻度是均勻的。電流表的主要參數(shù)有,

12、表頭內(nèi)阻Rg:即電流表線圈的電阻;滿偏電流Ig:即電流表允許通過的最大電流值,此時(shí)指針達(dá)到滿偏;滿偏電壓U:即指針滿偏時(shí),加在表頭兩端的電壓,故UgIgRg(2)電流表改裝成電壓表方法:串聯(lián)一個(gè)分壓電阻R,如圖所示,若量程擴(kuò)大n倍,即n,則根據(jù)分壓原理,需串聯(lián)的電阻值,故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高,串聯(lián)的電阻值越大。(3)電流表改裝成電流表方法:并聯(lián)一個(gè)分流電阻R,如圖所示,若量程擴(kuò)大n倍,即n,則根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理,需要并聯(lián)的電阻值,故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高,并聯(lián)的電阻值越小。4電阻的測(cè)量(1)伏安法測(cè)電阻的兩種電路形式(如圖所示)由于電流表的分壓作用,電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏大由于電壓表流的分流作用

13、,電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏?。?)實(shí)驗(yàn)電路(電流表內(nèi)外接法)的選擇(1)若,一般選電流表的內(nèi)接法(2)若,一般選電流表外接法。5滑動(dòng)變阻器的使用(1)滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的特點(diǎn) 負(fù)載RL上電壓調(diào)節(jié)范圍(忽略電源內(nèi)阻)負(fù)載RL上電流調(diào)節(jié)范圍(忽略電源內(nèi)阻)相同條件下電路消耗的總功率限流接法EULEILEIL分壓接法0ULE0ILE(IL+Iap)比較分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大限流電路能耗較小(2)滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的選擇方法下列三種情況必須選用分壓式接法要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)(如:測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路),即大

14、范圍內(nèi)測(cè)量時(shí),必須采用分壓接法.當(dāng)用電器的電阻RL遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R0,且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大(或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù))時(shí),必須采用分壓接法.因?yàn)榘磮D(b)連接時(shí),因RL>>R0Rap,所以RL與Rap的并聯(lián)值R并Rap,而整個(gè)電路的總阻約為R0,那么RL兩端電壓UL=IR并=·Rap,顯然ULRap,且Rap越小,這種線性關(guān)系越好,電表的變化越平穩(wěn)均勻,越便于觀察和操作.若采用限流接法,電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍超過RL的額定值時(shí),只能采用分壓接法.下列情況可選用限流式接法測(cè)量時(shí)電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié),只是小范圍內(nèi)測(cè)量,且RL與R0接近

15、或RL略小于R0,采用限流式接法.電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小,不能滿足分壓式接法的要求時(shí),采用限流式接法.沒有很高的要求,僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí),可考慮安裝簡(jiǎn)便和節(jié)能因素采用限流式接法.三、典型例題1 已知如圖,R1=6,R2=3,R3=4,則接入電路后這三只電阻的實(shí)際功率之比為_。解:本題解法很多,注意靈活、巧妙。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)三只電阻的電流關(guān)系最簡(jiǎn)單:電流之比是I1I2I3=123;還可以發(fā)現(xiàn)左面兩只電阻并聯(lián)后總阻值為2,因此電壓之比是U1U2U3=112;在此基礎(chǔ)上利用P=UI,得P1P2P3=1262 已知如圖,兩只燈泡L1、L2分別標(biāo)有“110V,60W

16、”和“110V,100W”,另外有一只滑動(dòng)變阻器R,將它們連接后接入220V的電路中,要求兩燈泡都正常發(fā)光,并使整個(gè)電路消耗的總功率最小,應(yīng)使用下面哪個(gè)電路?L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RA. B. C. D. 解:A、C兩圖中燈泡不能正常發(fā)光。B、D中兩燈泡都能正常發(fā)光,它們的特點(diǎn)是左右兩部分的電流、電壓都相同,因此消耗的電功率一定相等。可以直接看出:B圖總功率為200W,D圖總功率為320W,所以選B。R1 R3R2ECA B BC C C3 已知如圖,電源內(nèi)阻不計(jì)。為使電容器的帶電量增大,可采取以下那些方法:A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.減小R

17、1解:由于穩(wěn)定后電容器相當(dāng)于斷路,因此R3上無電流,電容器相當(dāng)于和R2并聯(lián)。只有增大R2或減小R1才能增大電容器C兩端的電壓,從而增大其帶電量。改變R3不能改變電容器的帶電量。因此選BD。4如圖所示,四個(gè)相同的電流表分別改裝成兩個(gè)安培表和兩個(gè)伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程,伏特表V1的量程大于V2的量程,把它們按圖接入電路,則安培表A1的讀數(shù) 安培表A2的讀數(shù);安培表A1的偏轉(zhuǎn)角 安培表A2的偏轉(zhuǎn)角;伏特表V1的讀數(shù) 伏特表V2的讀數(shù);伏特表V1的偏轉(zhuǎn)角 伏特表V2的偏轉(zhuǎn)角;(填“大于”,“小于”或“等于”)解:大于 等于 大于 等于5某電流表的內(nèi)阻在0.10.2之間,現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻,

18、可選用的器材如下:A待測(cè)電流表A1(量程0.6A); B電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約2k)C電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻約10k);D滑動(dòng)變阻器R1(最大電阻10)E定值電阻R2(阻值5) F電源E(電動(dòng)勢(shì)4V)G電鍵S及導(dǎo)線若干(1)電壓表應(yīng)選用_;(2)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;(3)如測(cè)得電壓表的讀數(shù)為V,電流表的讀數(shù)為I,則電流表A1內(nèi)阻的表達(dá)式為:RA = _。解:本題利用電壓表指電壓,電流表指電流的功能,根據(jù)歐姆定律R=計(jì)算電流表的內(nèi)阻。由于電源電動(dòng)勢(shì)為4V, 在量程為15V的電壓表中有的刻度沒有利用,測(cè)量誤差較大,因而不能選;量程為3V的電壓表其量程雖然小于電源電動(dòng)勢(shì),但可在電路中接入滑動(dòng)

19、變阻器進(jìn)行保護(hù),故選用電壓表V1。由于電流表的內(nèi)阻在0.10.2之間,量程為0.6A ,電流表上允許通過的最大電壓為0.12V,因而伏特表不能并聯(lián)在電流表的兩端,必須將一個(gè)阻值為5的定值電阻R2與電流表串聯(lián)再接到伏特表上,才滿足要求?;瑒?dòng)變阻器在本實(shí)驗(yàn)中分壓與限流的連接方式均符合要求,但考慮限流的連接方式節(jié)能些,因而滑動(dòng)變阻器采用限流的連接方式 。故本題電壓表選用V1;設(shè)計(jì)電路圖如圖1所示;電流表A1內(nèi)阻的表達(dá)式為: RA =-R2。6用伏安法測(cè)量某一電阻Rx阻值,現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下:待測(cè)電阻Rx(阻值約5 ,額定功率為1 W);電流表A1(量程00.6 A,內(nèi)阻0.2 );電流表A2(量程03

20、 A,內(nèi)阻0.05 );電壓表V1(量程03 V,內(nèi)阻3 k);電壓表V2(量程015 V,內(nèi)阻15 k);滑動(dòng)變阻器R0(050 ),蓄電池(電動(dòng)勢(shì)為6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線.為了較準(zhǔn)確測(cè)量Rx阻值,電壓表、電流表應(yīng)選_,并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.錯(cuò)解分析:沒能據(jù)安全性、準(zhǔn)確性原則選擇A1和V1,忽視了節(jié)能、方便的原則,采用了變阻器的分壓接法.解題方法與技巧:由待測(cè)電阻Rx額定功率和阻值的大約值,可以計(jì)算待測(cè)電阻Rx的額定電壓、額定電流的值約為U=2.2 V,I=0.45 A.則電流表應(yīng)選A1,電壓表應(yīng)選V1.又因=24.5 Rx,則電流表必須外接.因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的全阻值大于被測(cè)電阻Rx,故首先考慮滑動(dòng)

21、變阻器的限流接法,若用限流接法,則被測(cè)電阻Rx上的最小電流為Imin=0.11 AI額,故可用限流電路.電路如圖所示. 四、同步練習(xí)R1R2R3abc1在如圖所示的電路中,R1=R2=R3,在a、c間和b、c間均接有用電器,且用電器均正常工作,設(shè)R1、R2、R3上消耗的功率分別為P1、P2、P3,則( )AP1P2P3 BP1P3P2 CP1P2=P3D因用電器的阻值未知,無法比較三個(gè)功率的大小2、如圖所示的電路中,L1、L2為“220V、100W”燈泡,L3、L4為“220V,40W”燈泡,現(xiàn)將兩端接入電路,其實(shí)際功率的大小順序是( ) AP4P1P3P2 BP4P1P2P3 CP1P4P2

22、P3 DP1P4P3P2 3、如圖所示,把兩相同的電燈分別拉成甲、乙兩種電路,甲電路所加的電壓為8V,乙電路所加的電壓為14V。調(diào)節(jié)變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)光,此時(shí)變阻器消耗的電功率分別為P甲和P乙,下列關(guān)系中正確的是( ) AP甲 P乙 BP甲 P乙 CP甲 = P乙 D無法確定 4、兩根由同種材料制成的均勻電阻絲A、B串聯(lián)在電路中,A的長(zhǎng)度為L(zhǎng),直徑為d;B的長(zhǎng)度為2L,直徑為2d,那么通電后在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為( ) AQA:QB=1:2 BQA:QB=2:1 CQA:QB=1:1 DQA:QB=4:15、如圖所示,D為一插頭,可接入電壓恒定的照明電路中,a、b、c為三只

23、相同且功率較大的電爐,a靠近電源,b、c離電源較遠(yuǎn),而離用戶電燈L很近,輸電線有電阻。關(guān)于電爐接入電路后對(duì)電燈的影響,下列說法中正確的是( ) A使用電爐a時(shí)對(duì)電燈的影響最大 B使用電爐b時(shí)對(duì)電燈的影響比使用電爐a時(shí)大 C使用電爐c時(shí)對(duì)電燈幾乎沒有影響 D使用電爐b或c時(shí)對(duì)電燈影響幾乎一樣6、一盞電燈直接接在恒定的電源上,其功率為100W,若將這盞燈先接上一段很長(zhǎng)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9W,那么此時(shí)電燈實(shí)際消耗的電功率( ) A等于91W B小于91W C大于91W D條件不足,無法確定7、把兩個(gè)標(biāo)有“6V、3W”和“6V、4W”的小燈泡串聯(lián),則串聯(lián)電路允許達(dá)到的最

24、大功率是 W;把這兩個(gè)小燈泡并聯(lián),則并聯(lián)電路允許達(dá)到的最大功率是 W。8、如圖所示的電路中,R1=10,R2=4,R3=6,R4=3,U=2.4V。在ab間接一只理想電壓表,它的讀數(shù)是 ;如在ab間接一只理想電流表,它的讀數(shù)是 。9、一靈敏電流計(jì),允許通過的最大電流(滿刻度電流)為Ig=50A,表頭電阻Rg=1k,若改裝成量程為Im=1mA的電流表,應(yīng)并聯(lián)的電阻阻值為 。若將改裝后的電流表再改裝成量程為Um=10V的電壓表,應(yīng)再串聯(lián)一個(gè)阻值為 的電阻。10. 如圖所示的(甲)、(乙)中的小燈泡都相同,(甲)圖中電壓恒定為6 V,(乙)圖中電壓恒定為12 V,調(diào)節(jié)可變電阻R1、R2使四只小燈泡都

25、恰好正常發(fā)光(功率相同),這時(shí)可變電阻接入電路中的電阻值之比R1R2=_它們消耗的電功率之比P1P2=_.11.如圖所示,分壓電路的輸入端電壓為U=6 V,電燈L上標(biāo)有“4 V、4 W”,滑動(dòng)變阻器的總電阻Rab=13.5 ,求當(dāng)電燈正常發(fā)光時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的總功率.12.如圖所示是電飯煲的電路圖,S1是一個(gè)控溫開關(guān),手動(dòng)閉合后,當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)(103 )時(shí),會(huì)自動(dòng)斷開,S2是一個(gè)自動(dòng)控溫開關(guān),當(dāng)溫度低于70 時(shí),會(huì)自動(dòng)閉合;溫度高于80 時(shí),會(huì)自動(dòng)斷開.紅燈是加熱時(shí)的指示燈,黃燈是保溫時(shí)的指示燈.分流電阻R1=R2=500 ,加熱電阻絲R3=50 ,兩燈電阻不計(jì).(1)分析電飯煲的

26、工作原理.(2)簡(jiǎn)要回答,如果不閉合開關(guān)S1,能將飯煮熟嗎?(3)計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下,電飯煲消耗的電功率之比.參考答案1. A 2、D 3、A 4、B 5、D 6、BD 7、21/4W、7W 8、1.8V、2/3A9、52.6;994410、14,1111、4 W12、(1)電飯煲盛上食物后,接上電源,S2自動(dòng)閉合,同時(shí)手動(dòng)閉合S1,這時(shí)黃燈短路,紅燈亮,電飯煲處于加熱狀態(tài),加熱到80時(shí),S2自動(dòng)斷開,S1仍閉合;水燒開后,溫度升高到103時(shí),開關(guān)S1自動(dòng)斷開,這時(shí)飯已煮熟,黃燈亮,電飯煲處于保溫狀態(tài),由于散熱,待溫度降至70時(shí),S2自動(dòng)閉合,電飯煲重新加熱,溫度達(dá)到80時(shí),S2又自動(dòng)斷

27、開,再次處于保溫狀態(tài).(2)如果不閉合開關(guān)S1,則不能將飯煮熟,因?yàn)橹荒芗訜岬?0.(3)加熱時(shí)電飯煲消耗的電功率P1=,保溫時(shí)電飯煲消耗的電功率P2=,兩式中R并=.從而有P1P2=121 第三節(jié) 閉合電路歐姆定律一、復(fù)習(xí)目標(biāo):1掌握閉合電路歐姆定律,并能應(yīng)用其解決有關(guān)問題;2掌握路端電壓和外電路電阻的關(guān)系,掌握討論電路結(jié)構(gòu)變化題的一般方法3掌握閉合電路的U-I圖象二、難點(diǎn)剖析1電動(dòng)勢(shì)(1)物理意義:反映不同電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量(2)大?。旱扔陔娐分型ㄟ^1 C電量時(shí)電源所提供的電能的數(shù)值,等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢(shì)降落之和EU外

28、U內(nèi)2閉合電路的歐姆定律閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路中的電阻之和成反比:I常用表達(dá)式還有:EIRIrUU和UEIr3路端電壓U隨外電阻R變化的討論電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻是由電源本身決定的,不隨外電路電阻的變化而改變,而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而改變的:(1)外電路的電阻增大時(shí),I減小,路端電壓升高;(2)外電路斷開時(shí),R,路端電壓UE;(3)外電路短路時(shí),R0,U0,I(短路電流),短路電流由電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻共同決定,由于r一般很小,短路電流往往很大,極易燒壞電源或線路而引起火災(zāi)4路端電壓與電流的關(guān)系閉合電路歐姆定律可變形為UEIr,E和r可認(rèn)為是不變的,由此可

29、以作出電源的路端電壓U與總電流I的關(guān)系圖線,如圖1021所示依據(jù)公式或圖線可知:圖1021(1)路端電壓隨總電流的增大而減?。?)電流為零時(shí),即外電路斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)E在圖象中,UI圖象在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)(3)路端電壓為零時(shí),即外電路短路時(shí)的電流I圖線斜率絕對(duì)值在數(shù)值上等于內(nèi)電阻5閉合電路中的幾種電功率閉合電路的歐姆定律就是能的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律在閉合電路中的反映由EUU可得EIUIUI或EItUItUIt(1)電源的總功率:o RP出PmrPEI(2)電源內(nèi)部消耗的功率:P內(nèi)I2r(3)電源的輸出功率:P出P總P內(nèi)EII2rUI若外電路為純電阻電路,還有電源的輸出功

30、率,可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示,而當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí),電源的輸出功率最大,為。(4)電源的效率:(最后一個(gè)等號(hào)只適用于純電阻電路)6同種電池的串聯(lián)n個(gè)相同的電池同向串聯(lián)時(shí),設(shè)每個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)為Ei,內(nèi)電阻為ri,則串聯(lián)電池組的總電動(dòng)勢(shì)EnEi,總內(nèi)阻rnri串聯(lián)電池組一般可以提高輸出的電壓,但要注意電流不要超過每個(gè)電池能承受的最大電流 三、典型例題E rR2R11已知如圖,E =6V,r =4,R1=2,R2的變化范圍是010。求:電源的最大輸出功率;R1上消耗的最大功率;R2上消耗的最大功率。解:R2=2時(shí),外電阻等于內(nèi)電阻,電源輸出功率最大為2.25W;R1是定植電

31、阻,電流越大功率越大,所以R2=0時(shí)R1上消耗的功率最大為2W;把R1也看成電源的一部分,等效電源的內(nèi)阻為6,所以,當(dāng)R2=6時(shí),R2上消耗的功率最大為1.5W。R1R2R3R4E r2以右圖電路為例:試分析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)過程中各電阻中電流、電壓如何變化.解析:滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)過程中,R1增大,總電阻一定增大;由,I一定減?。挥蒛=E-Ir,U一定增大;因此U4、I4一定增大;由I3= I-I4,I3、U3一定減??;由U2=U-U3,U2、I2一定增大;由I1=I3 -I2,I1一定減小。2AR1R21S3 如圖,電源的內(nèi)阻不可忽略已知定值電阻R1=10,R2=8當(dāng)電鍵S接

32、位置1時(shí),電流表的示數(shù)為0.20A那么當(dāng)電鍵S接位置2時(shí),電流表的示數(shù)可能是下列的哪些值A(chǔ).0.28A B.0.25AC.0.22A D.0.19A解:電鍵接2后,電路的總電阻減小,總電流一定增大,所以不可能是0.19A電源的路端電壓一定減小,原來路端電壓為2V,所以電鍵接2后路端電壓低于2V,因此電流一定小于0.25A所以只能選C。4 如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為U1和U2,下列說法中正確的是 V2V1L1L2L3PA.小燈泡L1、L3變暗,L2變亮B.小燈泡L3變暗,L1、L2變亮C.U1<U2D

33、.U1>U2解:滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端,總電阻減小,總電流增大,路端電壓減小。與電阻蟬聯(lián)串聯(lián)的燈泡L1、L2電流增大,變亮,與電阻并聯(lián)的燈泡L3電壓降低,變暗。U1減小,U2增大,而路端電壓U= U1+ U2減小,所以U1的變化量大于 U2的變化量,選BD。5將電阻R1和R2分別接到同一電池組的兩極時(shí)消耗的電功率相同電池組向兩個(gè)電阻供電時(shí)的電流分別是I1和I2,電池組內(nèi)阻消耗的功率分別是P1和P2,電池組的效率分別是1和2,電阻兩端的電壓分別是U1和U2若已知電流I1I2,則有AR1R2 BU1U2C12 DP1P2【解析】 根據(jù)題畫出電源及電阻R1、R2的UI圖象,由圖象不難

34、得出R1R2,U1U2,由P內(nèi)I2r知,P1P2,12,選項(xiàng)C正確【答案】 C6如圖10217所示,電源電動(dòng)勢(shì)E10 V,內(nèi)阻r0.5 ,“8 V,16 W”的燈泡恰好能正常發(fā)光,電動(dòng)機(jī)M繞組的電阻R01 ,求:圖10217(1)路端電壓;(2)電源的總功率;(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率【解析】 該題為非純電阻電路設(shè)干路總電流為I,則810I×0.5得I4 A,故P總EI40 W又ILA2 A,故IMIIL2 A,PM總8×2 W1 W,PM出1 W22×1 W12 W【答案】 (1)8 V(2)40 W(3)12 W四、同步練習(xí)1. 關(guān)于閉合電路,下列說法中正確的是A

35、.閉合電路中,電流總是從電勢(shì)高的地方流向電勢(shì)低的地方B.閉合電路中,電源的路端電壓越大,電源的輸出功率就越大C.閉合電路中,電流越大,電源的路端電壓就越大D.閉合電路中,外電阻越大,電源的路端電壓就越大2. 用電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源對(duì)外電路供電,下列判斷中正確的是電源短路時(shí),路端電壓為零,電路電流達(dá)最大值 外電路斷開時(shí),電路電壓為零,路端電壓也為零 路端電壓增大時(shí),流過電源的電流一定減小 路端電壓增大時(shí),電源的效率一定增大A.B.C.D.3.一太陽能電池板,測(cè)得它的開路電壓為800 mV,短路電流為40 mA,若將該電池板與一阻值為20 的電阻器連成一閉合電路,則它的路端電壓是A.0.10

36、 VB.0.20 VC.0.30 VD.0.40 V4.(2002年全國(guó)高考理科綜合能力試題)在如圖所示的電路中,R1、R2、R3和R4皆為定值電阻,R5為可變電阻,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r0,設(shè)電流表A的讀數(shù)為I,電壓表V的讀數(shù)為U0,當(dāng)R5的滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端移動(dòng)時(shí),A.I變大,U變小B.I變大,U變大C.I變小,U變大D.I變小,U變小5.如圖1302所示,直線A為電源的UI圖線,直線B為電阻R的UI圖線,用該電源和電阻組成閉合電路時(shí),電源的輸出功率和電路的總功率分別是A.4 W、8 WB.2 W、4 WC.4 W、6 WD.2 W、3 W6.如圖所示,電源E的電動(dòng)勢(shì)為3.2 V,電阻

37、R的阻值為30 ,小燈泡L的額定電壓為3.0 V,額定功率為4.5 W,當(dāng)電鍵S接位置1時(shí),電壓表的讀數(shù)為3 V,那么當(dāng)電鍵S接到位置2時(shí),小燈泡L的發(fā)光情況是A.很暗,甚至不亮 B.正常發(fā)光 C.比正常發(fā)光略亮 D.有可能被燒壞7.如圖1304所示的電路中,閉合電鍵S后,燈L1和L2都正常發(fā)光,后來由于某種故障使燈L2突然變亮,電壓表讀數(shù)增加,由此推斷,這故障可能是A.L1燈燈絲燒斷B.電阻R2斷路C.電阻R2短路D.電容器被擊穿短路8.如圖所示,直線OAC為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線.拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率Pr隨電流I變化的圖線.若A、B的橫坐標(biāo)為1 A,那么

38、AB線段表示的功率等于A.1 WB.3 WC.2 WD.2.5 W9.在如圖所示的電路中,R1、R2為定值電阻,R3為可變電阻,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r .設(shè)電流表A的讀數(shù)為I,電壓表V的讀數(shù)為U .當(dāng)R3滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端移動(dòng),則A.I變大,U變小B.I變大,U變大C.I變小,U變大D.I變小,U變小10.調(diào)整如圖所示電路的可變電阻R的阻值,使電壓表V的示數(shù)增大U,在這個(gè)過程中A.通過R1的電流增加,增加量一定等于U/R1B.R2兩端的電壓減小,減少量一定等于UC.通過R2的電流減小,但減少量一定小于U/R2D.路端電壓增加,增加量一定等于U11.如圖所示是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路,在增大電容器兩極板間距離的過程中A.電阻R中沒有電流B.電容器

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