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1、第二节电路的基本规律及应用本讲稿第一页，共五十一页本讲稿第二页，共五十一页一、电源的电动势1定义：非非静静电电力力把把正正电电荷荷从从电电源源负负极极移移送送到到正正极极所所做做的的功功和和移移送送 的比值。的比值。2公式表达：E3物理意义：反反映映电电源源把把其其他他形形式式的的能能转转化化成成电电能能的的本本领领大大小小的的物物理理量，在数值上等于非静电力把量，在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从的正电荷在电源内部从 移送到移送到 所做的功。所做的功。电荷量电荷量负极负极正极正极本讲稿第三页，共五十一页1关于电动势，下列说法中正确的是关于电动势，下列说法中正确的是()A在电源内

2、部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C电电动动势势越越大大，说说明明非非静静电电力力在在电电源源内内部部把把正正电电荷荷从从负负极极向向正正极极移移送单位电荷量做功越多送单位电荷量做功越多D电电动动势势越越大大，说说明明非非静静电电力力在在电电源源内内部部把把正正电电荷荷从从负负极极向向正正极极移移送送电电荷荷量量越越多多本讲稿第四页，共五十一页【解析】电电源源是是将将其其他他能能量量转转化化为为电电能能的的装装置

3、置，在在电电源源内内部部把把正正电电荷荷从从负负极极移移到到正正极极，非非静静电电力力做做功功，电电能能增增加加，因因此此选选项项A正正确确。电电源源电电动动势势是是反反映映电电源源内内部部其其他他形形式式能能转转化化为为电电能能本本领领大大小小的的物物理理量量，电电动动势势在在数数值值上上等等于于移移送送单单位位电电荷荷量量所所做做的的功功，不不能能说说电电动动势势越越大大，非非静静电电力力做做功功越越多多，也也不不能能说说电电动动势势越越大大，被被移移送送的的电电荷荷量量越越多多，所所以以选选项项C正正确。确。【答案】AC本讲稿第五页，共五十一页 二、欧姆定律1内容：导导体体中中的的电电流

4、流跟跟导导体体两两端端的的电电压压成成 ，跟跟导导体体的的电电阻阻成成 。2公式表达：3适用条件：适适用用于于金金属属导导体体导导电电和和电电解解质质溶溶液液导导电电，用用于于 电路。电路。正比正比反比反比纯电阻纯电阻本讲稿第六页，共五十一页2 2已已知知某某导导体体的的伏伏安安特特性性曲曲线线为为直直线线，若若加加在在该该导导体体两两端端的的电电压压变变为为原原来来的的 时时，导导体体中中的的电电流流减减少少了了0.4 0.4 A A。如如果果所所加加电电压压变变为为原原来来的的2 2倍倍，则则导体中的电流多大？导体中的电流多大？【答案】【答案】2.0 2.0 A A本讲稿第七页，共五十一页

5、三、闭合电路的欧姆定律三、闭合电路的欧姆定律1 1闭合电路闭合电路(1)(1)组成组成(2)(2)内、外电压的关系：内、外电压的关系：E E 。2 2闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律(1)(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之，跟内、外电路的电阻之和成和成 。电源内部电源内部内电压内电压电源外部电源外部 内电路内电路：的电路的电路，内电阻所降落的电压内电阻所降落的电压 称为称为。外电路外电路：的电路的电路，其两端电压称为外电其两端电压称为外电 压或路端电压压或路端电压。U U外外U U内内 正比正比反比反比本讲稿第八页，共五十

6、一页v(2)公式v3路端电压与外电阻的关系路端电压与外电阻的关系v(1)一般情况：根据 可知，当R增大时，vU 。v(2)特殊情况 ERrU外外U内内 I(只适用于纯电阻电路只适用于纯电阻电路)E(适用于任何电路适用于任何电路)EEr 外电路断路时外电路断路时，R为无穷大为无穷大，I0，U外电路短路时外电路短路时，R0，U0，I。增大增大本讲稿第九页，共五十一页E EIr Ir 电源内阻电源内阻 电动势电动势 总功率总功率 外电路外电路 本讲稿第十页，共五十一页3.如如右右图图所所示示，是是测测定定两两个个电电源源的的电电动动势势和和内内阻阻实实验验得得到到的的电电流流和和路路端电压图线，则应

7、有端电压图线，则应有()A当当I1I2时，电源总功率时，电源总功率P1P2B当当I1I2时，外电阻时，外电阻R1R2C当当U1U2时，电源输出功率时，电源输出功率P出出1P出出2D当当U1U2时，内电阻消耗的功率时，内电阻消耗的功率P内内1P内内2本讲稿第十一页，共五十一页【答案】【答案】ACD本讲稿第十二页，共五十一页四、串、并联电路1串、并联电路的特点相等相等 相等相等 倒数倒数 倒数倒数 电阻电阻 本讲稿第十三页，共五十一页v2.几个有用的结论v(1)串联电路的总电阻 电路中任意一个电阻，电路中任意v一 个 电 阻 值 变 大 或 变 小 时，串 联 的 总 电 阻 。v(2)并联电路的

8、总电阻 电路中任意一个电阻，任意一个电v阻值变大或变小时，电路的总电阻变大或变小。293031大于大于变大或变小变大或变小小于小于本讲稿第十四页，共五十一页4某某实实验验小小组组用用三三只只相相同同的的小小灯灯泡泡连连接接成成如如图图所所示示的的电电路路，研研究究串串并并联联电电路路的的特特点。实验中观察到的现象是点。实验中观察到的现象是()AK2断开，断开，K1与与a连接，三只灯泡都熄灭连接，三只灯泡都熄灭BK2断开，断开，K1与与b连接，三只灯泡亮度相同连接，三只灯泡亮度相同CK2闭合，闭合，K1与与a连接，三只灯泡都发光，连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同亮度相同DK2闭合，闭合，

9、K1与与b连接，三只灯泡都发光，连接，三只灯泡都发光，L3的亮度小于的亮度小于L2的亮度的亮度本讲稿第十五页，共五十一页v【解解析析】K2断开，K1与a连接时三只灯泡串联，三只灯泡应该亮v度相同，A错误；K2断开，K1与b连接时L1、L2两只灯泡串联，vL3被断开没有接入电路，B错误；K2闭合，K1与a连接时只有vL2亮，L1和L3被短路，C错误；K2闭合，K1与b连接时，L1和L3v并联，然后与L2串联，此时三只灯泡都发光，L3的亮度与L1的v亮度相同，都小于L2的亮度，D正确。v【答案】【答案】D本讲稿第十六页，共五十一页v五、电流表和电压表的改装v1小量程电流表(表头)v(1)工作原理：

10、主要由磁场和放入其中可转动的 组成。当线圈中有电流通过时，线圈在 作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，从表盘上可直接读出电流值。v(2)三个参数：满偏电流Ig，表头内阻Rg，满偏电压Ug，它们的关系：Ug 。线圈线圈安培力安培力IgRg323334本讲稿第十七页，共五十一页串联串联 并联并联 Ig(RRg)(IIg)R RgR 2电压表、电流表的改装电压表、电流表的改装本讲稿第十八页，共五十一页本讲稿第十九页，共五十一页三种图像的比较本讲稿第二十页，共五十一页 某某导导体体中中的的电电流流随随其其两两端端电电压压的的变变化化，如如右右图图所所示示，则则下下列列说说法法中中正确

11、的是正确的是()A加加5 V电压时，导体的电阻约是电压时，导体的电阻约是5 B加加11 V电压时，导体的电阻约为电压时，导体的电阻约为1.4 C由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小【解题切点】【解题切点】搞清搞清I U图象中的点以及斜率的物理意义。图象中的点以及斜率的物理意义。本讲稿第二十一页，共五十一页【解解析析】对对某某些些导导电电器器材材，其其伏伏安安特特性性曲曲线线不不是是直直线线，但但曲曲线线上上某某一一点点的的 值值仍仍表表示示该该点点所所对

12、对应应的的电电阻阻值值，本本题题中中给给出出的的导导体体在在其其两两端端加加5 V电电压压时时，值值为为5，所所以以此此时时电电阻阻为为5；当当电电压压增增大大时时，值值增增大大，即即电电阻阻增大，综合判断可知增大，综合判断可知B、C项错误。项错误。【答案】【答案】AD【发发散散思思维维】(1)导导体体的的伏伏安安特特性性曲曲线线不不是是直直线线的的，即即电电流流和和电电压压不不成成正正比比的电学元件，称为非线性元件，如气体导体、二极管等。的电学元件，称为非线性元件，如气体导体、二极管等。(2)在在作作导导体体的的伏伏安安特特性性曲曲线线时时，由由于于坐坐标标轴轴标标度度的的选选取取是是任任意

13、意的的，因因此此利利用用图图线线求求导导体体阻阻值值大大小小时时，不不能能用用tan，必必须须利利用用U和和I的的比比值值计算。计算。本讲稿第二十二页，共五十一页v1(2011宁波模拟)如下图所示为某一热敏电阻(电阻值随温v度的改变而改变，且对温度很敏感)的I U关系曲线图。v(1)为了通过测量得到图甲所示I U关系的完整曲线，在图乙v和 图 丙 两 个 电 路 中 应 选 择 的 是 图_；v简要说明理由：_；(已知电源电动势为9 V，内阻不v计，滑动变阻器的阻值为0100)本讲稿第二十三页，共五十一页(2)在在图图丁丁电电路路中中，电电源源电电压压恒恒为为9 V，电电流流表表读读数数为为7

14、0 mA，定定值值电电阻阻R1250。由由热热敏敏电电阻阻的的I U关关系系曲曲线线可可知知，热热敏敏电电阻阻两两端端的的电电压压为为_V；电电阻阻R2的阻值为的阻值为_；(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子：举出一个可以应用热敏电阻的例子：_。【解解析析】(1)用用实实验验探探究究半半导导体体热热敏敏电电阻阻的的I U关关系系的的完完整整曲曲线线时时，一一般般要要求求电电路路的的电电压压从从0 V调调到到所所需需电电压压，调调节节范范围围应应大大些些。所所以以应应选选择择的的电路图是图乙，因为图丙不能测得电路图是图乙，因为图丙不能测得0 V附近的数据；附近的数据；本讲稿第二十四页，共五十一页

15、【答案】【答案】见解析见解析本讲稿第二十五页，共五十一页电源的有关功率及效率本讲稿第二十六页，共五十一页 本讲稿第二十七页，共五十一页本讲稿第二十八页，共五十一页 三三只只灯灯泡泡L1、L2和和L3的的额额定定电电压压分分别别为为1.5 V、1.5 V和和2.5 V，它它们们的的额额定定电电流流都都为为0.3 A。若若将将它它们们连连接接成成如如下下图图甲甲、乙乙所所示示的的电电路路，且且灯灯泡泡都都正常发光。正常发光。(1)试求图甲所示电路的总电流和电阻试求图甲所示电路的总电流和电阻R2消耗的电功率；消耗的电功率；(2)分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。分别计算两电路电源

16、提供的电功率，并说明哪个电路更节能。【解解题题切切点点】R2消消耗耗的的功功率率为为其其电电流流与与电电压压的的乘乘积积，电电压压值值须须据据电电源源和和其其他的外阻分压求出。他的外阻分压求出。本讲稿第二十九页，共五十一页【解析】【解析】(1)由题意，在图甲所示电路中：由题意，在图甲所示电路中：电路的总电流电路的总电流I总总IL1IL2IL30.9 AU路端路端EI总总r2.55 VUR2U路端路端UL30.05 VIR2I总总0.9 A电阻电阻R2消耗的功率消耗的功率PR2IR2UR20.045 W(2)图甲中电源提供的电功率图甲中电源提供的电功率P总总I总总E0.93 W2.7 W图乙中电

17、源提供的电功率图乙中电源提供的电功率P总总I总总E0.36 W1.8 W本讲稿第三十页，共五十一页由由于于灯灯泡泡都都正正常常发发光光，两两电电路路有有用用功功率率相相等等，而而P总总P总总，所所以以，图图乙乙所所示电路比图甲所示电路节能。示电路比图甲所示电路节能。【答案】【答案】(1)0.9 A0.045 W(2)P 甲甲2.7 WP乙乙1.8 W图乙所示电路更节能图乙所示电路更节能2关于闭合电路的性质，下列说法正确的是关于闭合电路的性质，下列说法正确的是()A外电路断路时，路端电压最大外电路断路时，路端电压最大B外电路短路时，电源的功率最大外电路短路时，电源的功率最大C外电路电阻变大时，电

18、源的输出功率变大外电路电阻变大时，电源的输出功率变大D不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变本讲稿第三十一页，共五十一页【解析】【解析】由闭合电路欧姆定律可知：由闭合电路欧姆定律可知：EU外外U内内，当外电路断路时，即，当外电路断路时，即I0，此时，此时U外外E，路端电压最大；外电路短路时，电路中电流最大，此，路端电压最大；外电路短路时，电路中电流最大，此时，电源的功率也最大；电源的输出功率，即外电路时，电源的功率也最大；电源的输出功率，即外电路消耗的功率消耗的功率 ，只有当，只有当Rr时，电源时，电源的输出功率最大，故的输

19、出功率最大，故A、B、D正确，正确，C错误。错误。【答案】【答案】ABD本讲稿第三十二页，共五十一页电路的分析1动态电路的分析动态电路的分析(1)程序法程序法基基本本思思路路：电电路路结结构构的的变变化化R的的变变化化R总总的的变变化化I总总的的变变化化U端端的的变变化化固定支路固定支路变化支路。变化支路。判定总电阻变化情况的规律判定总电阻变化情况的规律a当当外外电电路路的的任任何何一一个个电电阻阻增增大大(或或减减小小)时时，电电路路的的总总电电阻阻一一定定增增大大(或或减减小小)。b若若开开关关的的通通、断断使使串串联联的的用用电电器器增增多多时时，电电路路的的总总电电阻阻增增大大；若若开

20、开关关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。本讲稿第三十三页，共五十一页vc.在如右图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联，另一段与并联部分串联。设滑动变阻器的总电阻为R0，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R，则分压器的总电阻为：v由上式可以看出，当R减小时，R总增大；当R增大时，R总减小。v(2)“并同串反”规律，所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。本讲稿第三十四页，共五十一页v所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串v联

21、的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，v反之则增大。则v(3)极限法；即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变v阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。v2含容电路的分析v(1)简化电路时可以把电容器处电路作为断路，简化电路时可以v去掉，在求电荷量时在相应位置补上。v(2)电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线。本讲稿第三十五页，共五十一页v(3)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。可由QCU计算电容器上电荷量的变化。v(4)在直流电路中，如果串联或并联了电容器应该注意，在与电容器串联的电路中没有

22、电流，所以电阻不起降低电压作用，但电容器两端可能出现电势差；如果电容器与电源并联，电路中有电流通过。电容器两端的充电电压不是电源电动势E，而是路端电压U。v(5)在含容电路中，当电路发生变化时，除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须要判断电容器极板上极性的变化，防止出现电容器先放电后反向充电的现象。本讲稿第三十六页，共五十一页v3电路故障的分析方法v电路故障一般是短路或断路，常见的情况有：导线断芯，灯泡断丝、灯座短路，变阻器内部断路，接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：v(1)电压表检测方法：如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路。

23、v如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路。v(2)用多用电表的欧姆挡检测v要对检测的电路切断电源，逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在。本讲稿第三十七页，共五十一页 (2011临临沂沂模模拟拟)在在某某控控制制电电路路中中，需需要要连连成成如如下下图图所所示示的的电电路路，主主要要由由电电动动势势为为E、内内阻阻为为r的的电电源源与与定定值值电电阻阻R1、R2及及电电位位器器(滑滑动动变变阻阻器器)R连连接接而而成成，L1、L2是是红红、绿绿两两个个指指示示灯灯，当当电电位位器器的的触触头由弧形碳膜的中点逆时

24、针滑向头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，下列说法中正确的是端时，下列说法中正确的是()AL1、L2两个指示灯都变亮两个指示灯都变亮BL1、L2两个指示灯都变暗两个指示灯都变暗CL1变亮，变亮，L2变暗变暗DL1变暗，变暗，L2变亮变亮本讲稿第三十八页，共五十一页【解解析析】当当电电位位器器的的触触头头由由弧弧形形碳碳膜膜的的中中点点逆逆时时针针滑滑向向a端端时时，电电位位器器接接入入电电路路的的电电阻阻减减小小，根根据据串串、并并联联电电路路特特点点可可知知电电路路中中总总电电阻阻减减小小，由由闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律可可得得干干路路电电流流增增大大，内内阻阻分分担担电电压压增增大大

25、，路路端端电电压压减减小小，L1灯灯变变暗暗，通通过过其其电流减小；由电流减小；由U1I2R1及及I2II1可可知知R1分分担担电电压压增增大大，L2及及R2两两端端电电压压减减小小，L2功功率率减小而变暗，选项减小而变暗，选项B正确。正确。【答案】【答案】B本讲稿第三十九页，共五十一页3.(2011重重庆庆理理综综)某某电电容容式式话话筒筒的的原原理理示示意意图图如如右右图图所所示示，E为为电电源源，R为为电电阻阻，薄薄片片P和和Q为为两两金金属属极极板板。对对着着话话筒筒说说话话时时，P振振动动而而Q可可视视为为不不动。在动。在P、Q间距增大过程中，间距增大过程中，()AP、Q构成的电容器

26、的电容增大构成的电容器的电容增大BP上电荷量保持不变上电荷量保持不变CM点的电势比点的电势比N点的低点的低DM点的电势比点的电势比N点的高点的高本讲稿第四十页，共五十一页【解解析析】由由C 可可知知PQ间间距距离离d增增大大时时电电容容C减减小小，A项项错错误误。电电容容减减小小将将放放电电，电电荷荷量量减减小小，故故B项项也也错错。放放电电时时电电流流从从M点点经经R到到N点点，说说明明M点电势高于点电势高于N点电势，所以点电势，所以C项错误项错误D项正确。项正确。【答案】【答案】D本讲稿第四十一页，共五十一页本讲稿第四十二页，共五十一页v【解析】P向右移动，RP，则R总；由I ，I，由vU

27、1IR1知，U1，L1变亮，由U3UU1知U3，L3变暗，vI3，而I2II3知I2，L2变亮，选D。【答案】【答案】D1如图所示，电路两端的电压保持不变，当滑动变阻器的如图所示，电路两端的电压保持不变，当滑动变阻器的滑动触头滑动触头P向右移动时，三个灯泡的亮度变化情况是向右移动时，三个灯泡的亮度变化情况是()AL1变亮，变亮，L2和和L3均变暗均变暗BL1变暗，变暗，L2不能确定，不能确定，L3变暗变暗CL1变暗，变暗，L2和和L3均变亮均变亮DL1和和L2均变亮，均变亮，L3变暗变暗本讲稿第四十三页，共五十一页2.如如右右图图所所示示，电电源源内内阻阻不不可可忽忽略略，已已知知R1为为半半

28、导导体体热热敏敏电电阻阻，热热敏敏电电阻阻的的阻阻值值随随温温度度的的升升高高而而变变小小，R2为为锰锰铜铜合合金金制制成成的的可可变变电电阻阻，当当发发现现灯灯泡泡L的的亮亮度度逐渐变暗时，可能的原因是逐渐变暗时，可能的原因是()AR1的温度逐渐降低的温度逐渐降低BR1受到可见光的照射受到可见光的照射CR2的阻值逐渐增大的阻值逐渐增大 DR2的阻值逐渐减小的阻值逐渐减小本讲稿第四十四页，共五十一页【答案】【答案】AD本讲稿第四十五页，共五十一页3(2011盐盐城城模模拟拟)如如图图为为“热热得得快快”热热水水器器的的电电路路图图和和示示意意图图。现现接接通通电电源源，发发现现该该热热水水器器

29、没没有有发发热热，并并且且热热水水器器上上的的指指示示灯灯也也不不亮亮，现现用交流电压表测得热水器用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为两端的电压为220 V，指示灯两端电压为，指示灯两端电压为220 V。该热水器的故障在于。该热水器的故障在于()A连接热水器和电源之间的导线断开连接热水器和电源之间的导线断开B连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路C电阻丝熔断，同时指示灯烧毁电阻丝熔断，同时指示灯烧毁D同时发生了以上各种情况同时发生了以上各种情况本讲稿第四十六页，共五十一页【解解析析】无无电电流流，有有电电压压，为为断断路路故故障障，由由两两个个220 V知知，

30、故故障障同同时时发发生生，选选C。【答案】【答案】C4.在在如如右右图图所所示示图图象象中中，直直线线I为为某某电电源源的的路路端端电电压压与与电电流流的的关关系系图图象象。直直线线为为某某电电阻阻R的的伏伏安安特特性性曲曲线线。用用该该电电源源直直接接与与电电阻阻R相相连连组组成成闭闭合电路，由图象可知合电路，由图象可知()本讲稿第四十七页，共五十一页A电源的电动势为电源的电动势为3 V，内阻为，内阻为0.5 B电阻电阻R的阻值为的阻值为1 C电源的输出功率为电源的输出功率为2 WD电源的效率为电源的效率为66.7%【答案】【答案】ABD本讲稿第四十八页，共五十一页5.如如右右图图所所示示，电电源源电电动动势势E12 V，内内阻阻r1，电电阻阻R13，R22，R35，电容器的电容，电容器的电容C14 F，C21 F，求，求C1、C2所带电荷量。所带电荷量。本讲稿第四十九页，共五十一页【答案】【答案】1.6105 C1105 C本讲稿第五十页，共五十一页本讲稿第五十一页，共五十一页