2022年电功和电功律 .pdf

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1、1 / 6 第 5 节 电功和电功律（第2 课时）一、本节知识目标 1. 知道串、并联电路的基本特点，能正确应用电流、电压关系来确定电阻、功率的关系。2. 能对电路的连接方式加以识别，并能对一些简单的电路做出等效或简化的处理。3. 理解对电路分析的基本思路，掌握分析电路的一般方法。二、难点讨论 1. 串联和并联电路（以两只电阻为例）（1）电阻的串联 基本特点1）电路中的各处电流相等：I=I1=I22）总电压等于分电压之和：U=U1=U2 重要推论1）总电阻等于多分电阻之和：R=R1+R2由 U=U1+U2，两边都除以I 得IU=IU1+IU2=2211IUIU。根据欧姆定律可得到R=R1+R2

2、。2）电压按跟电阻成正比分配：RU=11RU=22RU由欧姆定律改写I=I1=I2得：RU=11RU=22RU=I3）功律功率按跟电阻成正比分配：RP=11RP=22RP。由 P=UI =I2R、I=I1=I2得：RP=11RP=22RP=I24）总功率等于各电阻功率之和：P=P1+P2由，两边都乘以电流I 得： UI=U1I+U2I=U1I1+U2I1=P1+P2。（2）电阻的并联 基本特点1）各电阻两端的电压相等：U=U1=U22）总电流等于各支路电流之和：I=I1+I2 重要推论（让学生自己推出结论）1）总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和：R1=11R+21R。2）电流按跟电阻成反比分配

3、：IR=I1R1=I2R2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页2 / 6 3）功率按跟电阻成反比分配：PR=P1R1+P2R24）总功率等于各支路功率之和：P=P1+P22. 电路的识别与简化在并联中必有节点，可用节点电流法（流入与流出的总电流必相等）来分析。在串联中随着电流的流向，电阻上的电势逐渐降低，可用电势法来分析。（1）理想的电流表内阻为零，看成短路。（2）理想的电压表内阻无穷大，看成开路。（3）电容器在电路执达稳定时，看成开路。（4）凡等电势的点，既可看成两点用导线直接相连，也可看成两点间开路。3. 电路的动

4、态分析（ 1）将电路等效位为有几个部分串联而成，确定电阻不变的部分和电阻变化的部分。（2）先分析电阻不变的那部分串联电路，再由串、并联电路的规律分析电阻值变化的部分电路。典型例题【例1】将分别标有“100 、 4W”和“ 12.5 、 8W”的两电阻并联接入电路，则电路两端允许加的最高电压为_V，干路中允许通过的最大电流为_A 。这一并联电路的额定功率为_W 。【解读】由P=U2/R 得两电阻的额定电压分别为20V 和 10V。两电阻并联时两端的电压 相 等 ， 允 许 加 的 最 高 的 电 压 为10V 。 两 电 阻 并 联 的 电 阻 值R并=2121RRRR=5 .121005 .1

5、2100=9100（），故干路中允许通过的最大电流Im=并RU2=9/100100=0.9（A）。这一并联电路的额定功率P=Im U2=0.9 100=9(W) 。允许通过的最大电流、电路的额定功率也可用并联电路中电流、功率的分配关系求。由 P=I2R 得两电阻的额定电流分别是0.2A 和 0.8A，当加上最高电压10V 时 I2=0.8A ，R1中的实际电流I1=12RRI2=1005 .12 0.8=0.19（ A ）， Im= I1 +I2=0.1+0.8=0.9(A) 。 R1的实际功率P1=12RRP2=1005.12 8=1（W）， P= P1+ P2=1+8=9（W）点拔：并联电

6、路中的电流、功率均按跟电阻成反比分配，与额定电流、额定功率无精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页3 / 6 关。【例2】如图15-3-1 所示，电源U=15V 不变，电阻R1=2 、R2=3、R3=6，则当a、b 间接一只理想电流表时，电流表的读数为_A。当 a、b 间接一只理想的电压表时，电压表的读数为_V 。【解读】当a、b 设间电流表时，电路为R2与 R3并联后再与R1串联，电流表的读数为R3的电流， R2与R3的并联值R23=3232RRRR=6363=2 （ ）。U23=23223RRRU=222 15=7.

7、5 （V）， I3=323RU=65.7=1.25（A）。当 a、b 间接电压表时，电路为R1与 R2串联，电压表读数为R2两端的电压（R3两端没有电压）。U2=212RRRU=323 15=9（V）【 例3】 如 图15-3-2 所 示 ， 电 阻R1=2 ，R2=4 。电容C=5F 。电源电压U=6V 不变，分别求电件电键断开和闭合两种情况下，电路大稳定状态后电容器的带电量和电源对电路提供的功率。【解读】电容器在直流电路中，当电路达稳定状态时，相当于一个断路元件。S 断开时， C 通过 R3接在 R1联两端， C 两端的电压为 R1两端电压U1=211RRRU=422 6=2（V），电容器

8、 带 电 量Q1=CU1=5 10-6 2=1 10-5（ C ） ， 下 极 板 带 正 电 ， 电 源 提 供 的 功 率P1=212RRU=4262=6（W）。S 闭合时，C 并接在R2两端，电日电容器带电量Q2=CU2=C212RRRU=5 10-R2R1R3abU图 15-3-1 S图 15-3-2 R1R2R3CU精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页4 / 6 6424 6=2 10-5（ C）上板带正电，电源提供的功率P2=212RRU+32RU=6+662=12（W）【例 4】如图 15-3-3 所示，

9、电源电压U 保持不变，当可变电阻R3的滑动端P 自左向右滑动的过程中，各电阻两端的电压、通过各电阻的电流分别值怎样变化？【解读】分析步骤几要点：（1）确定电路的组成，电路由两部分串联而成，一部分为R1，另一部分又有两条支路组成，一条支路为 R4，再一条支路为R2与 R3串联的电路，这条支路的电阻变化（P 向右移动时R3变小）导致总电阻的减小。（2）由欧姆定律确定阻值不变的部分电路的物理量变化。R3 总电阻R 总电流I=RU U1=IR1 即通过 R1的电流增大， R1两端的电压升高。（3）由串、并联电路的特点确定阻值变化的部分电路中物理量的变化（如这部分电路中再包含有阻值不变和变化的电路，仍应

10、先分析阻值不变的电路）。U1 U右=U4=U-U1 I4=44RU ； I 、I4 I2=I3=I-I4 U2=I2R2 ； U右 、U2 U3=U右-U2 。能力训练一、选择题1. 某同学在种即自己家中更换电路中的熔断丝时，考虑到家中有几盏照明灯、一台电视机和一台电冰箱用点电器的实际需要和安全，应选用熔断丝的电流约为（） A. 50A B. 10A C. 5A D. 1A 2. 图 15-3-4 所示的电路中，L1、L2是两个不同的小灯泡， a、 b 间有恒定的电压，他们都正常发光当滑动变阻器的滑动头向有滑动时，发生的现象是（）图 15-3-3 R2PUR1R3R4图 15-3-4 a b

11、L1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页5 / 6 A. L1亮度不变， L2变暗 B. L1变暗， L2变亮 C. 电路消耗的总功率变小 D. 流过滑动变阻器的电流变小3. 如图15-3-5 所示，电阻R1、R2、 R3的功率相等，则它们的阻值之比R1:R2:R3等于（） A. 1:1:1 B. 1:2:2 C. 1:4:4 D. 4:1:1 4. 电阻R1、R2、 R3串联在电路中，已知R1=10，R3=5，R1两端电压为12V ，则（） A. 电路中的电流强度为0.6A B. 电阻 R2 的阻值为20 C. 三只

12、电阻两端的总电压为21V D. 电阻 R3消耗的电功率为3.6W 5. 电阻 R1和 R2并联在电路中，通过R1的电流强度是通过 R2的电流强度的n 倍，则当R1和 R2串联在电路中时，R1两端的电压U1和 U2两端的电压U2之比为（） A. n:1 B. 1:nC. n2:1 D. 1:n26. 三只电阻值相等连接成图15-3-6 所示的电路图，由于某种原因，其中有一只电阻的阻值发生了变化，导致RABRBC，则可能的原因是（） A. R1变小 B. R2变小 C. R3变大 D. R3变小7. 阻值较大的定值电阻R1和 R2串联后接在电压恒为12V 的电路中，现把一只内阻不是很大的电压表接在

13、R1两端，示数为8V。如图15-3-7 所示。如果把该电压表改接到R2的两端，则电压表的实市示数（） A. 小于 4V B. 等于 4V 图 15-3-5 a b R1R2R3图 15-3-6 A R1R2R3B C 图 15-3-7 R1R2V 12V P b a R 2V 图 15-3-7 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页6 / 6 C. 大于 4V 而小于 8V D. 等于或大于8V 8. 在图 15-3-7 所示的电路中,接在滑动变阻器Rab两端的电压恒为2V，滑动片P 处在ab 的正中央，下列四种情况中，

14、R 上的电压最接近1V 的前情况是（） A. Rab=200，R=100 B. Rab=200，R=400k C. Rab=10k，R=100 D. Rab=10k，R=400k9. 实验室中常用滑动变阻器来调节电流的大小，有时用一个不方便，须用两个阻值不同的滑动变阻器，一个作粗调（被调节的电流变化大）一个作细调（被调节的电流变化小）。使用时的连接方式可以是串联，也可以是并联，如图15-3-8 所示，则（） A. 串联时，阻值大的作粗调 B. 串联时，阻值大的作微调 C. 并联时，阻值大的作微调 D. 并联时，阻值大的作粗调10. 把两个相同的电灯分别接成图15-3-9 中的 (a)、 (b)

15、两种电路消耗的总功率分别为Pa、Pb，两个变阻器消耗的电功率分别是Pa、 Pb ，则可以判定（） A. Pa=2 Pb B. Pa=2Pb C. Pa =2Pb D. PaPb二、填空题11. 电阻 R1: R2: R3的伏安特性曲线如图5-3-10 所示，若将它们串联接如电路后，他它们的电压之比U1:U2: U3=_，功率之比P1: P2: P3=_。12. 电阻 R1和 R2并联后接入电路，已知R1=4 ，R1的功率 P1=1W，干路中的电流强度I=1.5A ，则 R2=_，电路的总功率P=_W 。13. 如图15-3-11 所示， R1=12k，R2=8k，R3=20k ，R4=600。当变阻器的滑动头至最上端和最下端时，A、B 间的总电阻分别是_、_ ，变阻器的滑动头在移动过程中，A、B 间电阻的最大值是_ 。图 15-3-8 R2R1(a) U U (b) 图 15-3-9 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页