第一章直流電路基礎(chǔ)知識

1、第二部分電工基礎(chǔ)第一章直流電路基礎(chǔ)知識考綱引領(lǐng)：1、理解電位、電壓、電流、電動勢概念和單位的換算2、掌握電阻定律、歐姆定律、電功、電功率和最大功率，能熟練進(jìn)行計算 3、了解庫侖定律，和其庫侖力的計算知識網(wǎng)絡(luò):直流電路的基礎(chǔ)知識電流、電壓基本物理量耳電位、電動勢、電功、電功率 庫侖定律電阻定律歐姆定律L最大功率輸出定律考情分析：本章主要介紹了直流電路基礎(chǔ)知識，概念性很強(qiáng)，考題多數(shù)出現(xiàn)在單項選擇題和填空題中，所占比例不輕。因而復(fù)習(xí)時重在基礎(chǔ)知識的理解和記憶。最近三年本章考試題型、分值分布頁型年份單項選擇題填充題實驗題計算題合計20128分9分0分0分17分20118分12分0分0分20分20103

2、分4分0分0分7分、直流電路基礎(chǔ)知識1、電路(1) 電路：用電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)等組成的閉合回路。(2) 電源：把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(3) 用電器：把電能轉(zhuǎn)變成其他形式能量的裝置。(4) 狀態(tài)：通路、開路、短路。(5) 電路圖：用規(guī)定符號表示電路連接情況的圖。2、電流（1）概念：電荷的定位移動形成電流。（2）形成條件自由移動電荷導(dǎo)體兩端必須保持一定的電位差（電壓）（3）大小和方向大?。措娏鲝?qiáng)度）：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量（公式：I -）t方向：規(guī)定正電荷定向移動方向為電流方向。在外電路中，電流方向由高電位指向低電位；在電源內(nèi)部，電流方向由電源負(fù)極到正極。（4）單位：安

3、塔（A ）。1安塔=1X103毫安=1X106微安3、電壓、電位、電動勢電壓與電位比較見表1,電壓與電動勢比較見表2表1電壓與電位比較物理量概 念與參考點關(guān)系單位電位電場中某點對參考點的電壓，即Va=U AB （ B為參考點）相對值，與參考點有關(guān)伏特（V）電壓電場中兩點間的電位差，即 Uab = Va Vb絕對值，與參考點無關(guān)伏特（V）表2電壓與電動勢比較物理量概念方向單位電壓衡量電場力做功能力大小的物理量，存在于電源的內(nèi)、外部由高電位指向低電位伏特（V）電動勢反映電源力做功能力大小的物理量，存在于電源內(nèi)部由電源負(fù)極指向正極伏特（V）4、電功、電功率（1）電功（電能）電功：電場力作用下電荷定向

4、移動形成電流所做的功定義式：W= UIt常用公式：W Pt u2t |2Rt （只適用于電阻電路）R單位：焦耳（J）常用單位：度（KWh ）1 度= 3.6 >106 焦耳（2）電功率:A、電功率：電流在單位時間內(nèi)所做的功WB、定義式：P t常用公式：P UI UR I2R （只適用于純電阻電路）C、單位：瓦特（w）常用單位：千瓦（Kw）、直流電路基本定律1、庫侖定律：（1）內(nèi)容：在真空中，兩個點電荷間的作用力與兩個點電荷所帶電荷量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比（2） 表達(dá)式：F Kqiq2 F單位：牛頓（N）r（3）靜電恒量：K = 9> 10 N?tf /c2（4）

5、 注意點：庫侖定律只適用于計算兩個點電荷間的相互作用力。庫侖定律求點電荷間相互作用力時，不用把“+”、“一”符號代入公式中，計算過程可用絕對值計算，其結(jié)果可用正、負(fù)電荷確定作用力為引力或斥力以和作用力的方向。2、焦耳定律（1） 內(nèi)容：電流流過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與電流強(qiáng)度平方，導(dǎo)體的電阻和通電時間成正比。（2）表達(dá)式：Q=l2Rt Q單位：焦耳（J）（3） 注意點：純電阻電路：電功等于電熱（W=Q ）非純電阻電路：電功遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電熱（W >>Q ）電流的熱效應(yīng)應(yīng)產(chǎn)生電熱3、電阻定律：（1）內(nèi)容：在常溫下，導(dǎo)體的電阻，與導(dǎo)體的長度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比，并與材料的性質(zhì)有關(guān)。（2）表

6、達(dá)式：R - R的單位：歐姆（？）S（3）注意點：條件：常溫下（20C 25 C）電阻率（P：其單位是“ ?m ”（歐米），p值越大，導(dǎo)電性能愈差。p值與導(dǎo)體的幾何形狀無關(guān)，而與導(dǎo)體材料的性質(zhì)和導(dǎo)體所處的條件（如溫度）有關(guān)。4、歐姆定律（1）部分電路歐姆定律：內(nèi)容：電路中電流與電阻兩端的電壓成正比，與電阻的阻值成反比表達(dá)式：I uRU 、UU注意點：歐姆定律表達(dá)形式：I或U = IR,但不能用R 表達(dá)，R RII只是計算某個量值所引用的公式（3）全電路閉合電路歐姆定律內(nèi)容：閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路的總電阻成反比表達(dá)式： IR r注意點：U外 E I r，當(dāng)R增大時，I減小，

7、I r減小，U外增大。當(dāng)（斷路），It0，貝U U #=E，斷路時端電壓等于電源電動勢。當(dāng)R減小時，I增大，則U外減小，當(dāng)R= 0,貝U U外=0,這種情況叫短路。此時，|，由于r很小，所以短路電流I很大，可能燒毀r電源，甚至引起火災(zāi)。為此電路中必須有短路保護(hù)裝置。5、負(fù)載獲得電大功率的條件（最大功率輸出定理）(1)內(nèi)容：當(dāng)負(fù)載R和電源內(nèi)阻r相等時，負(fù)載獲得最大功率（電源輸出功率最大）(2)表達(dá)式：當(dāng)R= r時，PomaxE2 E24R 4r（3） 注意點：R指的是負(fù)載，指的是研究對象典型例題 例1 :將一只電爐的電阻絲剪成長度相等的兩段，并聯(lián)后接到原來的電源上（設(shè)電源電壓保持不變），功率將變

8、為（）A、原來2倍B、原來的4倍 C、原來的一半D、原來的1/4倍答案：BR分析：設(shè)原電爐的電阻絲電阻為R,剪成長度相等的兩段后，每段電阻阻值為R ，并聯(lián)后2R的電阻為，當(dāng)電源電壓不變時，由4P U：得 PU244p，即為原功率的誤區(qū)：剪成兩段，長度變了，可能想到面積也變，導(dǎo)致后來的阻值為多少，卻算不正確。例2:電路如圖所示。已知：以 0點為參考點，Va= 10V, Vb = 5V, Vc=5V,。（ 1）求Uab、Ubc、Uac（2）若以B點為參考點，求各點電位和電壓答案：（1） U ab=V a-Vb=10-5=5VUbc=V b-Vc=5-(-5)=10VUac=Va-Vc=10-(-5

9、)=15V(2)若以B點為參考點，貝U Vb= 0Uab、Ubc、UacVa=U ab=5VVc=U cb=-V bc=-10VU ab=V a-Vb=5-0=5VUbc=Va-Vc=0-(-10)=10VUac=Va-Vc=5-(-10)=15V分析：解本題的關(guān)鍵是要明確電壓與電位的關(guān)系，即Uab=Va-Vb,Va=Uab+Vb誤區(qū)：電位是相對的，電壓是絕對的容易混淆例3、如圖所示，當(dāng)可調(diào)電阻R的觸點左移時，電流表和電壓表的讀數(shù)將（）A、電流表讀數(shù)將增大，電壓表讀數(shù)將增大B、電流表讀數(shù)將下降，電壓表讀數(shù)將增大C、電流表讀數(shù)將增大，電壓表讀數(shù)將下降D、電流表讀數(shù)將下降，電壓表讀數(shù)將下降答案：c

10、分析:當(dāng)負(fù)載電阻R和電源內(nèi)阻r相等時，電源輸出功率最大，冋時負(fù)載獲得最大功率PomE；4RE24(R1 r)誤區(qū):形容對象是錯。Rp, 即卩Rp是(負(fù)載R),則內(nèi)阻不僅僅是 r，而是R+r，學(xué)生們常常搞分析：根據(jù)全電路歐姆定律 I冇，E和是電源本身的特性，不會隨外電路發(fā)生改變的。當(dāng)可調(diào)電阻 R的觸點左移時，即電阻 R接入電路部分阻值減小，分母減小，電流增大,再根據(jù)Ur=e- Ir可知，Ur減小。誤區(qū)：學(xué)生會直接應(yīng)用Ur= i?r的概念去判斷 Ur的變化。其答案是猜出來的。忽略了Ur=E Ir的公式例4:如圖所示電路中，電源參數(shù)E = 20V, r = 1? , Ri= 3? , Rp為可調(diào)電阻

11、，問 Rp的阻值為多少時，它可以獲得最大功率?Rp消耗的最大功率為多少答案:當(dāng) Rp= Ri+r = 1+3 =4?時,Rp獲得最大功率,Pom2024R25w例5:某校教學(xué)大樓有教室 24間，每間教室裝有“ 220V , 40W ”白熾燈6只,(1) 求引入大樓照明線中的電流；(2) 若平均每日用電 3小時，每月以30天計，每月耗電多少度？答案:(1 )每個教室用電的功率是P=40W X6=240W全樓用電的總功率 P總=P >24=5.76Kw又因為P總?cè)?，所?總總務(wù)26-2A(2) 全樓月耗電量 W=P 總 t=5.76 X3X30=518.4kw?h=518.4 度分析:可由P

12、=UI和并聯(lián)電路中1=1 1+12+求出大樓照明線中的電流 I,可由W=Pt求耗電量誤區(qū):單位換算不統(tǒng)一，造成結(jié)果錯誤例6:如圖所示中，提供一只安培表，兩個已知電阻R1, R2和一只單刀雙擲 S。(1)試將圖a連接成一個可根據(jù)全電路歐姆定律測量來知電源電動勢E和內(nèi)阻r的電路；(2)用安培表測量出的電流值與已知電阻R1、R2,寫出電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E - r答案：實驗電路如圖（b）所示電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式為IiER-ir11 Ri12R2I2 IiER2 rE Ii(R11 RiI 2R2)I2(R2I 2R2)-7VB、7VC、13VD、-13V5、用一內(nèi)阻為0.5?,電動勢為6V的

13、直流電源向電阻值為 5.5?的負(fù)載供電，則電源端電壓為6VB、5.5VC、5V6、將“ 220V，60W ”的白熾燈接入36V的安全電源使用，則此燈A、能正常工作B、亮度暗些C、會燒壞D、不能用分析：測電源電動勢和內(nèi)阻的方法比較多，根據(jù)圖提供的實驗器材，是用安培表和定值電阻測量電源電動勢和內(nèi)阻，應(yīng)用公式E=l（R+r）測量2次即測得E和r誤區(qū)：知道方法，但在整理公式時，答案很難變正確【同步訓(xùn)練】單項選擇題1、 “i2V,6W”的燈泡，接入6V電路中，通過燈絲的實際電流是（）A、0.25AB、0.5AC、iAD、2A2、 我們常說“負(fù)載大”是指用電設(shè)備的（）A、電壓大B、電阻大C、電流大D、電能

14、大3、 若5S內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量為i0C，則導(dǎo)體中電流強(qiáng)度為（）A、i0AB、5AC、2AD、0.5A4、已知:Va=iOV, Vb=-3V，則b，a兩點電壓 Uba等于7、“220V，40W”的電燈泡甲與“ 36V，40W”的電燈泡乙通電各1小時，則耗電多的是()A、甲燈多B、乙燈多C、甲、乙一樣多D、無法判斷&一臺直流電動機(jī)，運行時消耗功率為2.8KW，每天運行 6小時，30天消耗的能量為()9、30度B、60 度C、 180 度已知真空中的兩個點電荷Q1和Q2,D、 504 度相互間吸引力是 F, Qi=3Q2，若將它們的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，則它們的相互作用力是10、11、1

15、2、1F4B、3F4電阻兩端加 15V電壓時，通過1AB、3A4F3D、 4F3A電流，若在兩端加18V電壓時，通過它的電流3.6AD、5A若某電源開路電壓為120V，短路電流為2A，則負(fù)載從該電源獲得的最大功率為60WB、240WC、400WD、600W如圖所示電路中，要使 R2獲得最大功率,RoB、 R1C、R1+R0D、R1 R0R2的值應(yīng)為等于2:3,則它們電阻之比是13、有兩根同種材料電阻絲，長度之比為1:2，橫截面積之比為B、2: 3C、3:14、一直電源,開路時測得其端電壓為6V ,短路時測得其短路電流為30A，則該電源的電動勢E和內(nèi)阻r分別為A、6V , 6?B、6V , 30

16、?C、6V , 0.2?D、6V, 0.6?15、某一電路中,當(dāng)負(fù)載電阻增大到原來的2倍，電流變?yōu)樵瓉淼?/5,則該電路原來內(nèi)外電阻之比為A、3/5B、1/2C、5/316、某直流電源在端部短路時，消耗在內(nèi)阻上的功率是400W，則此時電流能供電給外電路的最大功率是A、100WB、200WC、300WD、400W17、如圖所示電路中，電源輸出最大功率時，電阻R2 的值為（ ）A 、 5?B、 10?C、18、電壓的正方向是A、高電位指向低電位C、沒有方向19、電路中兩點間的電壓高，則說明A、這兩點間的電位都高C、這兩點間的電位都大于零20、在電路中，電壓與電動相同的是A、物理意義相同C、單位相同

17、15? D 、 20?（）B、低電位指向高電位D 、無法確定（）B、這兩點間的電位差大D、與這兩點的電位無關(guān)（）B、方向相同D、存在的地方相同21、電源電動勢為 3V ，內(nèi)阻為 0.1? ，當(dāng)外電路斷開時電路中的電流和電源端電壓分別為（）A、0A、 3AB、 3A，1VC、 0A，0VD、 30A ， 0V22、 與導(dǎo)體電阻值的大小無關(guān)的因素是（ ）A、導(dǎo)體的材料B、導(dǎo)體的工作溫度C、導(dǎo)體的幾何形狀D、導(dǎo)體的外加電壓23、把一根阻值為 R 的電阻經(jīng)兩次對折后，作為一根導(dǎo)線使用，則電阻變?yōu)?（）A、 1/16RB、 1/4R C、 4R D、 16R24 、 有 些 豐 導(dǎo) 體 材 料 具 有

18、負(fù) 溫 度 系 數(shù) ， 當(dāng) 環(huán) 境 溫 度 升 高 時 ， 其 電 阻 值 將 （）A、增大B 、減小C、不變D 、無法確定25、有一未知電源，測得其端電壓V=16V ，內(nèi)阻r=2? ，輸出的電流 I=2A ，則該電源的電動勢為（）A、16VB 、 4VC、 220VD 、 20V26、在全電路中，負(fù)載電阻增大，端電壓將（）A、增大B 、減小C、不變D、不確定27 、 如 右 圖 所 示 ， 當(dāng) 可 調(diào) 電 阻 R 的 觸 點 上 移 時 ， 電 流 表 和 電 壓 表 的 讀 數(shù) 將A、電流表讀數(shù)將增大，電壓表讀數(shù)將增大B、電流表讀數(shù)將下降，電壓表讀數(shù)將增大C、電流表讀數(shù)將增大，電壓表讀數(shù)將

19、下降D、電流表讀數(shù)將下降，電壓表讀數(shù)將下降（）A、負(fù)載在額定功率下的工作狀態(tài)B、負(fù)載低于額定功率的工作狀態(tài)C、負(fù)載高于額定功率的工作狀態(tài)D、負(fù)載無能量消耗的工作狀態(tài)28、在電路中，常說的過載情況是指29、一臺電動機(jī)的額定輸出功率是10KW，這表明該電動機(jī)正常工作時（）A、每秒鐘消耗電能 10KWB、每秒鐘對外做功 10KWC、每秒鐘電樞繞組產(chǎn)生 10KJ的熱量D、每秒鐘對外做功10KJ30、白熾燈 A為“ 12V，12W”，白熾燈B不“6V，12W”，白熾燈 C為“ 9V，12W”，它們都在各自的額定電壓下工作,以下說法正確的是A、 3個白熾燈一樣亮B、3個白熾燈電阻相同C、3個白熾燈的電流相

20、同D、白熾燈C最亮980,這說明他家里用電已經(jīng)消耗了31、如右圖所示，已知電流I=2A，電壓 U=12V，貝U A和B兩個網(wǎng)絡(luò)的功率情況是（）A、A是發(fā)出功率，B是吸收功率B、A是吸收功率，B是發(fā)出功率C、A、B都是發(fā)出功率D、A、B都是吸收功率 32、一位同學(xué)家里的新電表用了幾個月后的讀數(shù)是（）A、980J的電能B、980KW?h的功率C、980W的電功D、980度的電能二、填充題1、某電流表滿偏量程是 10mA，已知一個電阻兩端的電壓為8.0V時，通過的電流為 2mA。如果將這個電阻加上 50V的電壓，此時電阻上的電流大小是（），（）（填“能”2、按電阻率的大小不同，物質(zhì)可分為（）、（或“

21、不能”）再用這個電流表去測量通過該電阻的電流。3、 電流通過導(dǎo)體使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象稱為（）。4、有一條長為2000m，橫截面積是2mm2的銅導(dǎo)線（電阻率為 P銅=1.75 乂0-8?岔），由電阻定律可求得其阻值 R= （） o5、 某導(dǎo)體兩端的電壓是 6V，在2min內(nèi)通過該導(dǎo)體任一橫截面的電量是15C，則該導(dǎo)體的電阻為（）o6、 有一個包括電源和負(fù)載電阻簡單閉合電路，當(dāng)外電阻的值增加到原來的2倍時，通過該 電阻的電流變?yōu)樵瓉淼?2/5，則內(nèi)外電阻值之比 r： R= （ ）o7有一個“ 400? , 0.25W”的電阻器，允許加在這個電阻器上的最大電壓是（）V，允許通過的最大電流是（），給這個電

22、阻器加上 8V的電壓時，它消耗的功率是（）W o8、額定值為“ 220V , 0.25W ”的白熾燈，燈絲的熱態(tài)電阻的阻值為（），如果把它接到110V的電源上，它實際消耗的功率為（）9、 甲乙兩電爐，額定電壓都是220V，但甲的功率是 1000W，乙的功率是 2000W，那么，其中（）電爐的電阻較大。10、電功的國際單位是（）,電功率的國際單位是（）o11、 發(fā)電機(jī)是把（）能轉(zhuǎn)變成（）能的設(shè)備；電動機(jī)是把（）能轉(zhuǎn)化為（）能的設(shè)備。12、在無線電技術(shù)中，把負(fù)載電阻等于電源內(nèi)阻的狀態(tài)稱為（）o13、 有一個表頭，滿偏電流Ig=100吩，內(nèi)阻rg=1K?,若要將其改裝成量程為1A的電流表，需要并聯(lián)（

23、）歐姆的分流電阻。14、 兩個點電荷相互之間的作用力為F,如果兩個點電荷的電量都變?yōu)樵瓉淼膬杀?，而距離也變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒t它們之間的相互作用力將是原來的（）倍。15、如下圖：兩個電阻的伏安特性貝U Ra 比 Rb （）o Ra= （）, Rb=（）第15題第16題16、電路如圖所示，將電路處于表中的所列狀態(tài)下的電壓值填入表中所示電壓S1、S2斷開S1合上，S2斷開S1、S2合上UabUbcUcDU da二、實驗題1、電路如圖所示.E1"r i G.c2(1 )、M是()表，B點接表的()接線柱；N是( )表，D點接表的()接線柱。(2) 如已知電壓表的讀數(shù)為11V，電流表讀數(shù)為0.5

24、A，電源電阻 為2 ,則電阻R的阻值為多少？(3) 若電源不變，已知電阻 R的阻值為10，貝U M表和N表的 讀數(shù)分別為多少？2、測量一個電源的電動勢 E和內(nèi)阻r實驗器材：安培表、伏特表、滑動變阻器Rp、單刀單擲開關(guān)(1 )連接實驗原理圖(2) 簡要寫出實驗步驟(3) 寫出計算電動勢 E和內(nèi)阻r的表達(dá)式四、計算題1、有一導(dǎo)線，通過 4A的電流，兩端電壓為 2V，若把導(dǎo)體拉長到原來長度的 3倍，并以相同的電流，求兩端的電壓為多少？2、如圖所示，已知 R=10?，當(dāng)開關(guān)斷開時，電壓表的讀數(shù)為的讀數(shù)為40V，試求：電源電動勢和內(nèi)阻值。50V，3、如圖所示電路，已知電源電動勢 E=30V，內(nèi)電阻不計，

25、外電路電阻 Ri=10? , R2=R3=40?，求(1)S打開時，AB間的電壓、Ri上消耗的功率;電流、Ri上2S內(nèi)產(chǎn)生的熱量。(2)S閉合時，AB間的電壓，R2上的4、如圖所示，已知： Ri=3?，打在2位置時，電壓表的讀數(shù)為1小時后，耗電多少度?5、一個“ 220V，1KW ”的電熱器，接在 220V的電源上，求通電產(chǎn)生熱量多少焦耳?6、在電路中，已知某用電器的額定功率為2.2KW，額定電壓為 220V，問應(yīng)不應(yīng)該選用熔斷電流為6A的熔絲？為什么？7、如圖所示，已知電源電動勢E=12V，內(nèi)電阻r=6? , R仁4?，當(dāng)可變電阻 R為某一個值時，電流表的讀數(shù)為 0.4A，求：（1）此時可變

26、電阻R的阻值和它消耗的功率；（2） R為何值時，R消耗的功率最大？最大消耗功率為多少？此時，電源的輸出功率是 多少？（3） 若要使電源的輸出功率最小，R又應(yīng)該是何值？電源的最大輸出功率是多少？（4）當(dāng)電源的輸出功率為最大時，R上消耗的功率又是多少?8、有一臺直流發(fā)電機(jī)，其端電壓V=237V，內(nèi)阻r=0.6?，輸出電流l=5A。求：（1）發(fā)電機(jī)的電動勢 E和此時的負(fù)載電阻 R；（2）各項功率大小，并寫出功率平衡式。9、一臺電動機(jī)，線圈電阻為0.5?，額定電壓為220V，額定電流為4A，在額定條件下工作30min。求：（1）電動機(jī)的額定功率；（2）電流通過電動機(jī)所做的功；（3）電動機(jī)發(fā)熱消耗的功率

27、；（4）電動機(jī)產(chǎn)生的熱量；（5）有多少電能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能。【歷年高考試題】-、單項選擇題1在國際單位制中，電阻的基本單位為（）（2008年高考題）A、歐姆B、安培C、西門子D、庫侖2、某具有內(nèi)阻的直流電源與負(fù)載電阻構(gòu)成的簡單供電網(wǎng)如右圖，當(dāng)開關(guān)Sa打開閉合時，電壓表的讀數(shù)分別為 12V、10V，Rl=20?； 若在Sa閉合時，電路中M、N二點間發(fā)生短路，則該短路電流為100V，在 a、b（）（2008年高考題）A、 3AB、 30AC、25AD、無法計算3、0.03mA= () pA =()A。（）（2008年咼考題 ）A、55 X10-5B、5X1025 X10-5C、505 X10-5D、5X1035 X10-54、如右圖所示方框 A為有源二端網(wǎng)絡(luò)，在a、b間接入電壓表時，其讀數(shù)為間接10電阻時，測得電流為 5A，那么a、b兩點間的開路電壓為（阻為（）。（）（2009年高考題）A、100V10?B、200V10?C、100V20?D、 200V20?5、關(guān)于電位的概念，下列說