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1、精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -學(xué)問目標一、電流、電阻和電阻定律1電流:電荷的定向移動形成電流第十一章恒定電流 第一單元基本概念和定律( 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; I=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 ,就 I=neSv ;假如導(dǎo)體單位長度有N個電子,就I Nev表示電流的強弱,是標量但有方向,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=106A 2電阻、電阻定律( 1)電阻
2、 : 加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流強度的比值.R=U/I, 導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)打算的, 與 U.I無關(guān) .(2) 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 .RLS(3) 電阻率 : 電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量,由材料打算, 但受溫度的影響2電阻率在數(shù)值上等于這種材料制成的長為1m,橫截面積為1m 的柱形導(dǎo)體的電阻.單位是 : · 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, 電阻率約為105 · m 106 · m(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,
3、測量這種電信號, 就可以知道溫度的變化.光敏電阻 : 光敏電阻在需要對光照有靈敏反應(yīng)的自動掌握設(shè)備中起到自動開關(guān)的作用.晶體二極管、晶體三極管、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)在溫度降到確定零度鄰近時, 電阻率突然降到幾 乎為零的現(xiàn)象.轉(zhuǎn)變溫度 T C: 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: 爭論部分電路
4、歐姆定律時, 常畫成 I U 或 U I 圖象 , 對于線性元件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.留意:我們處理問題時,一般認為電阻為定值,不可由 R=U/I 認為電阻R 隨電壓大而大,隨電流大而小 I 、U、R必需是對應(yīng)關(guān)系即I 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),經(jīng)一加速R 2 R1R 2 R1電壓為 800kV 的直線加速器加速,形成電流強度為1mA的細柱形質(zhì)子流;已知質(zhì)子電荷e=1.60 × 10-19 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勻稱的,在質(zhì)子束中與質(zhì)
5、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n1 和 n2,就 n1n2= ;質(zhì)子源v1v2L4L精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 1 頁,共 28 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -解:按定義,Ine ,nttI6.25e1015.由于各處電流相同,設(shè)這段長度為l ,其中的質(zhì)子數(shù)為n 個,就由 Ine 和t tl 得I vnev ,n l1 ;而 v2v2as,vs,n1 n2s22s11點評:解決該題的關(guān)鍵是:( 1)正確把握電流強度的概念I(lǐng)
6、 Q/t 而 Q ne;所以 n=Q/e=It/e,( 2)質(zhì)子源運動路程上的線密度與其瞬時速度成反比,由于I neSv,所以當電流I 肯定時, n 與 v 成反比【例2】用某種金屬制成粗細勻稱的導(dǎo)線,通以肯定大小的恒定電流,過一段時間后,導(dǎo)線上升的溫度()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RL,通電后產(chǎn)生的電熱為SQI 2 RtI 2L t S設(shè)金屬導(dǎo)體上升的溫度為 T,由熱學(xué)學(xué)問可知導(dǎo)體需要的熱量為Q'cmTc密 LST 電流產(chǎn)生的全部熱量均被導(dǎo)線所吸收,即: I 2L tSc密 LST ,TI 2t密c
7、S2,上式說明白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)化成其它形式能對電流做功的總功率,P=UI23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=I Rt2純電阻電路中WUItI 2 RtUt , PUI R2I 2RU R非純電阻電路WUIt , PUI4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
8、、電風扇、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?假如線路電壓下降到200V 時,它的功率多大?(假設(shè)燈絲電阻不隨溫度而變化)解析 :燈泡上標有“ 220 V , 60 W”的字樣,說明燈泡的額定電壓(即正常一作的電壓)為 220 V ,只有在這個電壓下,它的功率才是額定功率 60w假如實際的電壓不是 220V,那么它的功率就不再是 60 W由題意可認為它相當于一個阻值不變的電阻燈泡的工作電流IP60U220U 2220 20.27 A燈泡的電阻RP80760燈泡的實際功率P 'U &
9、#39;2R200 280750 W精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 2 頁,共 28 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -點評:由公式PU 2可知,當用電器電阻R 不變時, PRU ,可用 P12P22UU21 來運算,這樣就不必算出燈絲2的電阻用電器實際功率的大小,是由加在用電器兩端的實際電壓的大小打算的【例 4】直流電動機線圈的電阻為R,當電動機工作時通過線圈的電流是I ,此時它兩端的電壓為U,就電動機的輸出功率為()222A UI; B IU IRCIU 一 I R; D U R
10、解析: 該題不少同學(xué)選了D,其緣由是同電源輸出功率混淆,認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輸出答案 : C點評:( l )處理該類題目第一應(yīng)當留意這是非純電阻電路38( 2)這里的輸入功率UI=轉(zhuǎn)化成機械能的功率+轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的功率【例 5】某脈沖激光器的耗電功率為2× l0W,每秒鐘輸出10 個光脈沖,每個脈沖連續(xù)的時間10s ,攜帶的能量為0 2J;就每個脈沖的功率為W;該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率為7解析 : P W/t=2 × 10 W;每秒鐘轉(zhuǎn)化為光脈的能量是E 0 2J× 10=2 J,該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率
11、=E/E 總=0 001規(guī)律方法1 電功、電功率的運算(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.U 實U 額 ;用電器中的實際電流等于其額定電流I 實I額 ;用電器的實際電功率等于其額定功率P實P 額 ;由于以上三個條件中的任何一個得到滿意時,其余兩個條件必定滿意,因此它們是用電器正常工作的等效條件敏捷選用等效條件,往往能夠簡化解題過程(2) 用電器接入電路時:純電阻用電器接入電路中,如無特殊說明,應(yīng)認為其電阻不變用電器實際功率超過其額定功率時, 認為它將被燒毀.【例 6】微型吸塵器的直流電動機內(nèi)阻肯定,當加上0 3V 的電壓時,通過的電流為0 3A,此時電動機不轉(zhuǎn)
12、,當加在電動機兩端的電壓為2 0V 時,電流為0 8A,這時電動機正常工作,就吸塵器的效率為多 少?解析 :當加0.3V電壓時,電動機不轉(zhuǎn),說明電動機無機械能輸出,它消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,此時電動機也可視為純電阻,就rU 11I1,當加 20V 電壓,電流為08A 時,電動機正常工作,有機械能輸出,此時的電動機為非純電阻用電器,消耗的電能等于轉(zhuǎn)化機械能和內(nèi)能之和;轉(zhuǎn)化的熱功率由r2PI 20.8210.64 W運算,總功率由P0I 2U 20.82.01.6 W運算;所以電動機的效率為PP0 P100%60%2部分電路歐姆定律的應(yīng)用試題展現(xiàn)1關(guān)于電阻率,以下說法中不正確的是精選名師 優(yōu)秀名
13、師 - - - - - - - - - -第 3 頁,共 28 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -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上升而增大 C所謂超導(dǎo)體,當其溫度降低到接近確定零度的某個臨界溫度時,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,通常用它們制作標準電阻【解析】【答案】A2、 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)覺“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),
14、被認為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用在以下有關(guān)其它電阻應(yīng)用的說法中;錯誤選項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、阻礙溝通的作用;答案: 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獵取溫度,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;電阻對直流和溝通均起到阻礙的作用,D 說法錯誤;3、當光照耀到光敏電阻上時,光敏電阻的阻值(填
15、“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轉(zhuǎn)變的特性制成的答案: 變?。粶囟冉馕觯?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上升而減??;4一個標有“ 200 V 60WA接近于 807 B接近于3.7C明顯大于807 D 明顯小于807 【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 【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;如把此燈泡接到輸出電壓為18 V 的電源兩端,就燈泡消耗的電功率(B)A等于 36 WB小
16、于 36 W,大于 9 W C等于 9 WD小于 9 W6如下列圖,厚薄勻稱的矩形金屬薄片邊長ab 10 cm,bc 5 cm,當將 A 與 B接入電壓為U 的電路中時,電流為 1 A ;如將 C與 D 接入電壓為U 的電路中,就電流為A 4 AB2 AC 1 AD 1 A24【解析】設(shè)將 A 與 B連入電路時,電阻為R1,C 與 D 連入電路時電阻為R2,就 R1 R2 4 1,故后者電流 I 2 4I 1精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 4 頁,共 28 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - -
17、 - -【答案】A7如下列圖,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、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,進線電流為I ,如圖 1016 所示就運算該幢居民樓用電的總功2A PI 2RB P URC PIUD【解析】因居民樓內(nèi)各種電器都有,所以不是純電阻電路所以A、B、D【答案】C8一盞電燈接在恒壓的電源上,其功率為100 W,如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)線上缺失的電功率是9 W,那么這時電燈實際消耗的電功率將A等于 91 WB小于
18、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 P總U 2可知總功率減小,R總所以電源消耗的功率小于100 W,又因?qū)Ь€上缺失的電功率為9 W,所以電燈消耗的電功肯定小于91 W解法 2串接長導(dǎo)線后,電路總電阻變大,總電壓不變,就總電流減小,由P 總 UI 可知總功率變小,所以電源消耗的功率小于100 W,而導(dǎo)線上缺失的電功率為9 W,就電燈消耗的電功率肯定小于91 W【答案】B9一臺直流電動機額定電壓為100 V ,正常工作時電流為20 A ,線圈內(nèi)阻為0.5 ,那么在1 min4A電動機線圈產(chǎn)生的熱量為1.2 × 10 J4 電動機消
19、耗的電能為1.2 × 10 J5C電動機對外做功1.2 × 10 J D電源輸入給電動機的功率為2.0 kW2【解析】由 P總 UI, P 熱 I R, P機 P 總 P 熱【答案】D10、有一內(nèi)電阻為4.4 的電解槽和一盞標有“110V,60W”的燈炮串聯(lián)后接在電壓為220V 的直流電路兩端,燈泡正常發(fā)光,就 C A. 電解槽消耗的電功率為120WB. 電解槽的發(fā)熱功率為60WC. 電解槽消耗的電功率為60WD. 電路消耗的總功率為60W2【解析】此題電解槽消耗的電功率不能用U /R 來運算,由于該用電器為非純電阻電路,而由P=UI 可知,答案為C精選名師 優(yōu)秀名師 -
20、- - - - - - - - -第 5 頁,共 28 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -11、神經(jīng)系統(tǒng)中,把神經(jīng)纖維分為有髓鞘與針髓鞘兩大類;現(xiàn)代生物學(xué)認為,髓鞘是由多層(幾十到幾百層不等)類脂物質(zhì)髓質(zhì)累積而成的,髓具有很大的電阻;已知蛙的髓鞘神經(jīng),髓鞘的厚度只有25 m 左右,而它在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻卻高達1.6 × 10 ;如不計髓質(zhì)片層間的接觸電阻,計3算髓質(zhì)的電阻率;如有一圓柱是由髓質(zhì)制成的,該圓柱體的體積為32 cm,當在其兩底面上加上1000V的電壓時,通過該圓柱體的電流為10
21、A,求這個圓柱體的圓面半徑和高;解析( 1)由電阻定律:RlS1.6SRl1051.010 4m8106m所以210 6( 2)由歐姆定律和圓柱體體積公式:RU, V IhU ,r 2r 2 hVh知 Rhr 2r 2I代入數(shù)據(jù):h1000 r 21010 68106r 2 h3210 6h0.02m合2cm r0.04m合4cm答:髓質(zhì)的電阻率為8×106 ·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,要先依據(jù)題意,抽象出最本質(zhì)的東西,建立物理模型再運用有關(guān)的規(guī)律進行解答;12、 有一個直流電動機,把它接入0.2V 電壓的電路時,電機不轉(zhuǎn),測得流過電
22、動機的電流是0.4A ;如把電動機接入2.0V 電壓的電路中,電動機正常工作,工作電流是1.0A ;求電動機正常工作時的輸出功率多大?假如在發(fā)動機的發(fā)熱功率是多大?解析當電動機轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時,電動機無機械能輸出,故電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,相當于純電阻電路,歐姆定律成立; 當電動機轉(zhuǎn)動時一部分電能轉(zhuǎn)化成機械能輸出,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P電P熱P 機 ;RU0.20.5接 U=0.2V 電壓,電機不轉(zhuǎn), 電流 I=0.4A ,依據(jù)歐姆定律, 線圈電阻I0.4;當接 U=2.0V電壓時,電流I =1.0A ,故輸入電功率 P電熱功率 P熱U' I'I'
23、 2 R2.0121.0W0.5W2.0W0.5W故輸出功率即機械功率P機P電P熱2.00.5W1.5W精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 6 頁,共 28 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -假如正常工作時,轉(zhuǎn)子被卡住,就電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,故其發(fā)熱功率2P熱 'U R2 2W8W0.513、額定電壓都是110 ,額定功率PA 100 W, PB 0 W 的 A、兩個燈,接在220 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【解析】A 、B 圖中,
24、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,但消耗在分壓【答案】C14、一臺國產(chǎn)XQB30 13 型全自動洗衣機說明書中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表,試依據(jù)表中供應(yīng)的數(shù)額定電壓220 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整機質(zhì)量33 kg3形狀尺寸(長×寬×高)( 52× 550× 20)( 1)這臺洗衣機在額定電壓下洗衣或脫水時,通過洗衣機的電流強度是多大.( 2)如洗衣、脫水的累計時間為40 min ,就洗衣機耗電多少.【解析】 (1)已知工作時功率為360 W,額定電壓為220 ,就工作電流I PU1.
25、64 A( 2)如工作時間40 min ,就 W Pt5 360× 40× 60 J 8.64 × 105【答案】( 1) 1.64 A ;(2) 8.64 ×10 J360220A 1.636 A 精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 7 頁,共 28 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -15、如下列圖電路,電壓U 保持肯定,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,接在較遠的C、D兩端時消耗功率為4 W,求導(dǎo)線AC與 BD【解
26、析】由 P I 2R 得兩種情形下的電流之比為I I 3 2,又由 P UI,得兩種情形下消耗的總功率之比為P1 P2 32,所以 P2 6 W, P( 6) W2 W【 答 案 】 2 W 16、如下列圖, 將 A、B 兩端接到輸出電壓為9 V 的電源上時, 已知通過 R1 的電流 I 1 2 A,R2 2 電阻 R3 上消耗的功率為P315 W,就 R1 , R3 【解析】設(shè)干路電流為I ,就 P3III 1 R2 9 V ,代入數(shù)據(jù)得I 5 A , R3P3 0.6,I 2 IR12 R2 I1 3 【答案】 3 ; 0.6學(xué)問目標一、串聯(lián)電路電路中各處電流相同I=I 1=I 2 =I
27、3=其次單元串并聯(lián)及混聯(lián)電路串聯(lián)電路兩端的電壓等于各電阻兩端電壓之和.U=U1+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=R1 R2 RnU1U 2U nR1R2RnP1P2PnR1R2Rn串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比,即I2串聯(lián)電路中各個電阻消耗的功率跟它的阻值成正比,即I二、并聯(lián)電路并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相同U=U1=U2=U3并聯(lián)電路子路中的電流等于各支路的電流之和I=I 1 I 2 I 3=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;1 = 1 +1RR1R2+ 1,當并聯(lián)電路是由n 個Rn相同的電阻R 并聯(lián)而成時,總電阻R 總=;當并聯(lián)電路只有
28、兩個支路時,就總電阻為R總 =并聯(lián)電路中通過各個電阻的電流跟它的阻值成反比,即I 1 R1 I 2R2= I nRn= U2并聯(lián)電路中各個電阻消耗的功率跟它的阻值成反比,即P1 R1=P2R2 =PnRn=U 【例 1】如下列圖, P 為一塊勻稱的半圓形薄電阻合金片,先將它按圖甲方式接在電極 A、B 之間,測出電阻為R,然后再將它按圖乙方式接在C、D 之間,這時P精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 8 頁,共 28 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -的電阻為()A. R; B. R/2;
29、C.R/4 ; D. 4R【解析】 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,設(shè)每塊電阻為R0,就圖中甲連接方式相當于兩個電阻并聯(lián),圖乙連接相當于兩個電阻串聯(lián)RAB=R0/2=RRCD=2R0 4R答案 : D【點評】 奇妙選取相同的電阻,運用電阻的串并聯(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)阻忽視不計,就通過三個電阻的電流強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度之比I: I: I111:R R : R R : R R123R1R2R3231312I1電流表 A1
30、和 A2 的讀數(shù)之比' : I '''''IIII:2312R1 R2R3: R3 R1R22111''【答案 】 I 1 : I 2: I 3:R1R2:, I 1 : I 2R3R1 R2R3: R3 R1R2【點評 】此題的等效電路是解此題的關(guān)鍵;【例 3】圖中電源電壓U 5 V,內(nèi)阻不計, V1、V2、V3、三個電壓表的內(nèi)電阻相同,其中V1、V2 的讀數(shù)分別為3V、2V,試求電壓表V3 的讀數(shù)【解析 】V1 表的讀數(shù)大于V2 表的讀數(shù), V1 表通過的電流I 1 大于 V2 表通過的電流I 2,并且等于V2 表和 V3 表
31、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RV,就I1RV= I 2 R V 十 I 3 R V得: V1V2 V3V3 V1 V2=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成三個相同的電阻來爭論的【例 4】有三個電阻,其阻值分別為10 、20、30 ,現(xiàn)在它們分別按不同方式連接后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 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 :如下列圖(1)在電壓不
32、變的情形下,三電阻并聯(lián)時總電阻最小,電流最大;三電阻串聯(lián)時總電阻最大,電流最小1=1 R并101 1, R并=60/112030R串 =10 20 30, R串=60 ,I 最 大 /I最小=R 串/R 并=11( 2)使 20 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 電阻獲得最大功率的是a 、 b,最小功率的是C【例 5】如下列圖, A、B 兩點間的電壓為U, C1= nC2,兩個完全相同的電壓表的示數(shù)分別為:A U1 U/ (n 1), U2=nU/( n 1); B U1 U/2 ,U2=U/2 ;C U1 nU/ (n 1),
33、U2 =U/( n 1); D無法判定兩電壓表的示數(shù)精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 9 頁,共 28 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -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,如是認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,
34、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,這是一個基本原就【例6】圖中的A 為抱負電流表,V1 和V 2 為抱負電壓表,R1 為定值電阻,R2 為可變電阻,電池E 內(nèi)阻不計,以下說法中不正確選項A 、 DA 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 轉(zhuǎn)變肯定量時,V2 讀數(shù)的變化量與V1 讀數(shù)變化量之和肯定為零D R2 轉(zhuǎn)變肯定量時,V2 讀數(shù)的變化量與V1 讀數(shù)變化量
35、之和不肯定為零解析 :依據(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;電池的內(nèi)阻不計,說明電源兩端電壓不變,就兩電壓表之和不變,而當R2 變化時,就兩電壓表的變化和肯定為零(一個增加,一個減?。?, C 選項正確點評 :此題為高考試題,考查的是對電路連接形式的熟悉,兩電壓表分別與兩電阻并聯(lián),當一個電阻變化時,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,再依據(jù)串聯(lián)關(guān)系畫出等效電路圖,從而
36、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;不加聲明的情形下,不考慮電表對電路的影響;【例 7】圖中所示電路由8 個不同的電阻組成,已知R1 =12 ,其余電阻阻值未知,測得A、B 之間總電阻為 4 ;今將 R1 換成 6 的電阻,就A、 B間的總電阻變?yōu)?;解?: 利用 等效代 換的方法處理: 即將除去R1 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,就總的對A、B 間的等效電阻值就為R1 與 R 之并聯(lián)等效值,由R 1并聯(lián)電路規(guī)律有1 1 = 1 ,
37、1 12R461 =1,聯(lián)立求得RAB=3 ; RRAB0【例 8】電飯鍋是一種可以自動煮飯并自動保溫,又不會把飯燒焦的家用電器;如圖, 它的電路由掌握部分 AB和工作部分 BC組成;K1 是限溫開關(guān), 手動閉合, 當溫度達到 103時自動斷開, 不能自動閉合 .K 2 是自動開關(guān),當溫度超過 80 C 時自動斷開,溫度低 于070 C 時自動閉合;R2 是限流電阻,阻值2140 , R 1 是工作電阻,K 1紅阻值60 . 鍋中放好適量的米和水,插上電源(220V,50 Hz ),手動閉合K1 后,電黃精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 10 頁,共 28 頁 -
38、- - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -飯鍋就能自動煮好米飯并保溫;( 1 簡述手動閉合K1 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,K 2 都斷開時電飯鍋消耗的電功率P2 是多大? 3 如插上電源后沒有手動閉合 K1,能煮熟飯嗎?為什么?0010解析 :1插上電源, 手動閉合K1 后由于室溫確定低于70 C所以當時K2 也是閉合的 , 紅燈亮 , 所以 R2 被短路,只有 R1 工作,功率P1 較大,使米和水被加熱,當溫度升到80 C時 K2 斷開;但 K1 仍閉合 ,R 2
39、仍被短路,功率 仍為 P ,所以溫度連續(xù)上升,把水燒開, 這時溫度將保持在1000C直到水分蒸發(fā)完畢,溫度連續(xù)上升到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,溫度開頭降低,當溫度降低到70 C 時, K2 自動閉合,功率又變?yōu)镻1,使飯的溫度上升,到080 C 時 K2 自動斷開,溫度又開頭降低如此使電飯鍋處于保溫狀態(tài),直到關(guān)閉電源;22(2) 加熱過程電飯鍋消耗的電功率P1=U /R 1=807W;K1, K 2 都斷開時,電飯鍋消耗的電功率P2=U R1 R2 22 W.0(3) 如 K1 未
40、閉合, 開頭 K2 總是閉合的 ,R 2 被短路, 功率為 P1, 當溫度上升到80 C 時, K2 自動斷開, 功率降為000P2 , 溫度降低到70 C,K2 自動閉合溫度只能在70 C 80 C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分別表示抱負電流表或電壓表,它們的示數(shù)以安或伏為單位. 當電鍵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 L1、L2 的額定功率之比為 3 1,就可判定A. A、B、C 均為電流表B. A、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
41、 為電流表A解答: 如三個表均為電流表,就電路顯現(xiàn)短路,燈不行能正常發(fā)光,應(yīng)選項 ABL 2錯;L 1如三個表均為電壓表,就電路顯現(xiàn)斷路,燈亦不能正常發(fā)光,應(yīng)選項B 錯;C如 B為電流表, A和 C 為電壓表, 就兩燈串聯(lián), A 表測 L1 的電壓, C表測 L2 的電SP1壓,即為IU AU A13,應(yīng)選項C 錯;P2IU CU C31如B 為電壓表,A 和C 為電流表,就兩燈并聯(lián),A 表測L2 的電流,C 表測L1 的電流,故有P1I CUI C3 ,應(yīng)選項D 正確 .P2I AUI A1【答案】D2、電表的改裝(1) 靈敏電流表(也叫靈敏電流計):符號為 G ,用來測量柔弱電流,電壓的有
42、無和方向其主要參數(shù)有三個:內(nèi)阻Rg滿偏電流I g:即靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流,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= I g Rg其中 I g 和 Ug 均很小,所以只能用來測量柔弱的電流或電壓(2) 電流表:符號A ,用來測量電路中的電流,電流表是用靈敏電流表并聯(lián)一個分流電阻改裝而成如下列圖為電流表的內(nèi)部電路圖,設(shè)電流表量程為I,擴大量程的倍數(shù)nI,I g由并聯(lián)電路的特點得:, I gRgII gRRI g RgRgII gn1精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 11 頁,共 28 頁 -
43、- - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -內(nèi)阻 rARRgRRgRg, 由這兩式子可知,電流表量程越大,Rg 越小,其內(nèi)阻也越小.n(3) 電壓表:符號 V ,用來測量電路中兩點之間的電壓電壓表是用靈敏電流表串聯(lián)一個分壓電阻改裝而成,如下列圖是電壓表內(nèi)部電路圖設(shè)電壓表的量程為U,擴大量程的倍數(shù)為nU,U g由串聯(lián)電路的特點,得:U=Ug I gR,Ig =U g /R g,RUU1 Rggn1 Rg電壓表內(nèi)阻rVRRgnRg , 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
44、表的內(nèi)阻,其原理是:G當 S1 閉合、 S2 打開時:當 S2 再閉合時:I g r gR1 ER1R2S2U GU RE , 1 Ir1I gI grgS1R1Egg1222 R2聯(lián)立以上兩式,消去E 可得:2I g2R1r gR1R1rgR2g得: rR1 R2可見:當R1>>R2 時,有: rgR2R1R2( 5)非抱負電表對電路的影響不能忽視,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,由于電壓表內(nèi)阻不行能無限大,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.用電流表
45、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下列圖 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 100 , 電阻 R1 的阻值為 9900 , R 2 的阻值是 1.0l ,(1) 觸刀擲向a,b 時,此兩用表是什么表?量程是多大?(2) 觸刀擲向c, d時,此兩用表是什么表
46、?量程是多大?分析 :用改裝成電流表時需要并聯(lián)一個電阻,改裝成電壓表時需要串聯(lián)一個電阻,依據(jù)這個原理可以判定出是什么表,并算出其量程解析 : 1 觸刀擲向 ab 時,R 1 與 串聯(lián) , 是電壓表 , 其量程為 U=IgR1 Rg=0.001 × 100 9900=10V.2 觸刀擲向cd 時,R 2, 是電流表 , 其量程為II gI g RgR20.0011000.0011.010.1 A【例 11】如下列圖,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,就安培表 A1 的讀數(shù)安培表 A
47、2 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);精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 12 頁,共 28 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -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: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A1 的量程大,故A1 的示數(shù)大于A2 的示數(shù) .當把 V1 和 V2 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度也相等,指針偏轉(zhuǎn)角度相等. 依據(jù)串聯(lián)電路的電壓安排關(guān)系,安排在V1 和 V2 兩端電壓,即V1 和 V2 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;【例 12】將兩個相同的表頭,分別改
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