恒定電流專題復(fù)習(xí)二閉合電路歐姆定律_電路的分析(知識(shí)點(diǎn))

1、閉合電路歐姆定律 電路的分析第一部分 電動(dòng)勢(shì)閉合電路歐姆定律知識(shí)要點(diǎn)梳理知識(shí)點(diǎn)一一一電動(dòng)勢(shì)知識(shí)梳理1 .電源使導(dǎo)體兩端存在持續(xù)電壓，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2 .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。電動(dòng)勢(shì)大，說明電源 把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大；電動(dòng)勢(shì)小，說明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)小。二定義公式為 0 ,其單位與電勢(shì)、電勢(shì)差相同。該物理量為標(biāo)量。(2)大?。旱扔谕怆娐窋嚅_時(shí)的路端電壓，數(shù)值上也等于把1c的正電荷從電源負(fù)極移到正極時(shí)非靜電力所做的功。(3)電動(dòng)勢(shì)的方向：電動(dòng)勢(shì)雖是標(biāo)量，但為了研究電路中電勢(shì)分布的需要，我們規(guī)定由負(fù)極

2、經(jīng)電源 內(nèi)部指向正極的方向(即電勢(shì)升高的方向)為電動(dòng)勢(shì)的方向。特別提醒：(1)電源電動(dòng)勢(shì)由電源本身決定，與電路及工作狀態(tài)無關(guān)。(2)電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，可以用電壓表近似測(cè)量。疑難導(dǎo)析1 .怎樣理解電源的電動(dòng)勢(shì)？(1)電動(dòng)勢(shì)是描述電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量。例如1節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì) e=1.5v,物理意義是：在閉合電路中，每通過 1c的電荷，電池就把1.5j的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 電能。(2)電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中通過1c的電量時(shí)電源所提供的電能。(3)電動(dòng)勢(shì)等于電源開路時(shí)正、負(fù)極間的電勢(shì)差。(4)電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電壓之和。2 .電流是否

3、總是從高電勢(shì)流向低電勢(shì)導(dǎo)體形成電流的條件：導(dǎo)體兩端存在電壓，導(dǎo)體兩端與電源兩極接通時(shí)(電源的作用是保持導(dǎo)體兩端 的電壓)導(dǎo)體中有了電場(chǎng)，導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向移動(dòng)，自由電子從低電勢(shì)處流向高 電勢(shì)處，故電流的方向在外電路是從高電勢(shì)處流向低電勢(shì)處；在內(nèi)電路(電源內(nèi)部)，電流從電源的負(fù)極 流向正極，即從低電勢(shì)處流向高電勢(shì)處，因此，電流從高電勢(shì)處流向低電勢(shì)處只對(duì)外電路正確，對(duì)內(nèi)電路 不正確。但由于內(nèi)電路的電阻作用，電流流過內(nèi)電路時(shí)也要產(chǎn)生一個(gè)電壓降，即內(nèi)電壓.電流在內(nèi)電路上 的電壓降低(內(nèi)電壓)和外電路上的電壓降低(外電壓)之和，正好等于電源電動(dòng)勢(shì)。至于電流在內(nèi)電路 中流過電阻電勢(shì)還能

4、升高，則是由于除靜電力外還有其他的力(非靜電力)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功，消耗了其他 形式的能量的緣故。例：下列說法中正確的是（）a.電源的電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)上就是電源兩極間的電壓b.電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于兩極間的電壓c.電源的電動(dòng)勢(shì)與電壓的單位相同，但與電壓有本質(zhì)的區(qū)別d.電動(dòng)勢(shì)越大，電源兩極間的電壓一定越高知識(shí)點(diǎn)二閉合電路歐姆定律知識(shí)梳理1 .內(nèi)容閉合電路中的電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路電阻之和成反比， 這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路歐姆定律。2 .表達(dá)式;=_l（1）電流表達(dá)式r+f（2）電壓表達(dá)式=u+u,3 .適用范圍外電路是純電阻的電路。4 .路端電壓u外電路兩端的電壓，即電源的輸出電壓，m（1）當(dāng)

5、外電阻r增大時(shí)，i減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓 u增大。當(dāng)外電路斷開時(shí)，i=0, u=e（2）當(dāng)外電阻減小時(shí)，i增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小。當(dāng)電源兩端短路時(shí)，r二士,u 二。外電阻r 。u=r=-= -r 1+立（3）路端電壓也可以表示為我 ,也可以得到路端電壓隨外電阻增大而增大的結(jié)論。5 .路端電壓與電流的關(guān)系（u- i圖象）如下左圖所示為u i圖象，由u=一卜知,圖線為一條直線，與縱軸交點(diǎn)為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)為短路電流，直線的斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻。由于一般電源的內(nèi)阻 r很小，故外電壓 u隨電流i的變化不太明顯，實(shí)際得到的圖線往往很平，只畫在坐標(biāo)紙上的上面一小部分，為充分利用坐標(biāo)紙

6、，往往將橫軸向上移，如下右圖所示的實(shí)驗(yàn)圖線。此時(shí)應(yīng)注意，圖線與橫軸的交點(diǎn) ,1,并非短路電流，不可盲目用它求內(nèi)阻，但圖線與縱軸的交點(diǎn)仍代表電動(dòng)勢(shì)e,圖線斜率的絕對(duì)值仍等于內(nèi)阻cwv6 .閉合電路中的功率(1)電源的總功率：為二期二田+以= %+& ；(2)電源內(nèi)耗功率： 命f-4；2(3)電源的輸出功率： 0 = r =風(fēng)-&-加疑難導(dǎo)析1、部分電路歐姆定律的 u-1圖象、伏安特性曲線1-u圖象與閉合電路的 u-1曲線的區(qū)別圖象物理意義注意問題i圖象121gf 力反映i跟u的正比關(guān)系圖象的斜率表示導(dǎo)體的電阻?一圖象u耳u反映導(dǎo)體的伏安特性，圖象是直線表示導(dǎo)體為線性元 件，曲線表示導(dǎo)體為非線性元

7、件圖象斜率的倒數(shù)為導(dǎo)體的電阻閉合電能壬的u-1圖象u t表示電源的輸出圖象特性，縱軸截距為電源電動(dòng)勢(shì)，橫軸截距為短路電流圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻特別提醒：(1)u-1圖象為過原點(diǎn)的直線時(shí)，導(dǎo)體電阻等于圖線斜率。(2) u-1圖象為曲線時(shí)，/ ,而不等于圖線某點(diǎn)的斜率。2、閉合電路中電路的動(dòng)態(tài)分析方法根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)，來分析電路中某一電阻變化而引起的整個(gè)電路中各部分電學(xué)量 的變化情況，常見方法如下：（1）程序法基本思路是“部分一整體一部分”，即從阻值變化的部分入手，由串并聯(lián)規(guī)律判知汽電的變化情況，再由歐姆定律判知,呂和4的變化情況，最后由部分電路歐姆定律判知各部分物理量的變

8、化情況，其一般思路為：分析解答這類習(xí)題的一般步驟是：確定電路的外電阻以及外電阻 r處如何變化。說明：a、當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大（或減?。r(shí)，電路的總電阻一定增大（或減?。籦、在如圖所示分壓電路中，滑動(dòng)變阻器可以視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段與用電器并聯(lián)（以下簡(jiǎn) 稱并聯(lián)段），另一段與并聯(lián)部分串聯(lián)（以下簡(jiǎn)稱串聯(lián)段）；火燈otz/j - -o設(shè)滑動(dòng)變阻器的總電阻為 r燈泡的電阻為 % ,與燈泡并聯(lián)的那一段電阻為 r# ,則分壓器的總電阻r-=&_ = rl_為r蔣氏;。上式可以看出，當(dāng)r的減小時(shí)，%增大;當(dāng)r的增大時(shí)，r百減小.由此可以得出結(jié)論：分壓器總電 阻的變化情況，與并聯(lián)段電阻的變化情況相

9、反，與串聯(lián)段電阻的變化情況相同。根據(jù)閉合電路歐姆定律十尸，確定電路的總電流如何變化。由為二，確定電源的內(nèi)電壓如何變化。確定電源的外電壓（路端電壓）如何變化。由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化。確定支路兩端的電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化。此類題型還可用“并同串反”規(guī)律判斷。所謂“并同”，即某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的 電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大反之則減小。所謂“串反”，即某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或 間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓，電功率都將減小。(2)極限法：即因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論。(

10、3)特殊值法：對(duì)于某些雙臂環(huán)路問題，可以采取代入特殊值去判定，從而找出結(jié)論。3、電源的輸出功率隨外電阻的變化規(guī)律p 7*叱.爐r 一 爐出(&+7(&-尸尸+4a電源的輸出功率為一及一 。當(dāng)k = r時(shí)，%有最大f =尸值，即出招 4r由與外電阻r的這種函數(shù)關(guān)系可用如圖的圖象定性地表示。由圖象還可知，對(duì)應(yīng)于電源的非最大輸出功率 p可以有兩個(gè)不同的外電阻 耳和&，當(dāng)r cr時(shí)，若r增大，則 端增大；當(dāng)時(shí), 若r增大，則%減小。說明：上面的結(jié)論都是在電源的電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)電阻r不變的情況下適用。在電源的內(nèi)阻不變時(shí)，電源的輸出功率(即外電阻上消耗的功率)隨外電隊(duì)的變化不是單調(diào)的，存在極值；當(dāng)外電阻等于內(nèi)電

11、阻時(shí)，輸 出功率達(dá)到最大值。如果一個(gè)電路的外電阻固定不變，當(dāng)電源的內(nèi)電阻發(fā)生變化時(shí)，電源的輸出功率隨內(nèi) 電阻的變化是單調(diào)的，內(nèi)電阻減小，輸出功率增大，當(dāng)內(nèi)電阻最小時(shí)，輸出功率最大。特別提醒：(1)外電阻越向靠近內(nèi)阻方向變化，電源輸出功率越大。(2)判斷可變電阻的功率，方法與此相似，只要把其余電阻看成內(nèi)電阻處理即可。4、電源效率電源效率：指電源的輸出功率與電源的功率之比，即產(chǎn) je 總。_ pr _ r _ 1對(duì)純電阻電路：r ,所以當(dāng)r增大時(shí)，效率9提高，當(dāng)r = r時(shí)，電源有最大輸出功率，效率僅為 50%效率并不高。5、電路故障分析電路故障分析來源于生產(chǎn)生活實(shí)際，意義重大，是高考命題的一個(gè)熱

12、點(diǎn)，故障一般是斷路或短路。斷 路和短路各有特點(diǎn)。(1)電路中發(fā)生斷路，表現(xiàn)為電源電壓不為零，而電流為零；斷路后，電源電壓將全部降落在斷路 之處。若電路中某兩點(diǎn)間電壓不為零，等于電源電壓，則過這兩點(diǎn)間有斷點(diǎn)，而這兩點(diǎn)與電源連接部分無 斷點(diǎn)；若電路中某兩點(diǎn)間電壓為零，說明這兩點(diǎn)間無斷點(diǎn)，而這兩點(diǎn)與電源連接部分有斷點(diǎn)。(2)電路中某一部分發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路而該電路兩端電壓為0。明確電路故障的這些特點(diǎn)是正確分析電路故障問題的基礎(chǔ)。6、電路問題的分析和計(jì)算技巧(1)電路的綜合分析和計(jì)算應(yīng)掌握的六種等效處理方法：電表的等效處理若不考慮電表的內(nèi)阻對(duì)電路的影響，即把電表看成是理想的電表。這樣，可把

13、理想電流表看成是能測(cè) 出電流的導(dǎo)線，把理想電壓表看成是能測(cè)出電莊的阻值為無窮大的電阻(即電壓表處可看成斷路)，若要 考慮內(nèi)阻對(duì)電路的影響時(shí)，電表都應(yīng)等效為一個(gè)電阻?；瑒?dòng)變阻器的等效處理滑動(dòng)變阻器在電路中起改變電流的作用，在電路計(jì)算中，一般把它當(dāng)作兩個(gè)電阻分開進(jìn)行處理。電容器的等效處理電容器具有“隔直流，通交流”的性質(zhì)，這個(gè)性質(zhì)決定了它在恒定電路中具有斷路的特點(diǎn)。當(dāng)電容器 處于充、放電時(shí)，有電流通過電容器；當(dāng)電容器充、放電結(jié)束時(shí)，即電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，無電流通過電 容器，此時(shí)，它在電路中相當(dāng)于一個(gè)阻值為無窮大的元件，在簡(jiǎn)化時(shí)可把它作斷路(或去掉)等效處理。電動(dòng)機(jī)的等效處理而線圈d把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械

14、能。r電動(dòng)機(jī)是一種非純電阻性用電器，它把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，在電路計(jì)算中，常把電動(dòng)機(jī)等效為 阻值等于其內(nèi)阻的電阻 力和無電阻的轉(zhuǎn)動(dòng)線圈 d串聯(lián)而成。如圖所示，電流通過 力時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,l無電流通過的電阻的等效處理在電路中，當(dāng)通過某一電阻的電流為零時(shí)，則它兩端的電壓為零，即電阻兩端的電勢(shì)相等，可把這樣 的電阻用一段無電阻的導(dǎo)線來等效。多個(gè)電阻的等效處理(2)電路分析和計(jì)算的常用方法典型的電路分析和計(jì)算問題，涉及兩個(gè)歐姆定律、電功、電功率、電熱、串并聯(lián)電路的特點(diǎn)等知識(shí)點(diǎn)， 要確切理解每個(gè)物理概念和物理規(guī)律的內(nèi)涵、 適用條件及有關(guān)知識(shí)的聯(lián)系和區(qū)別， 同時(shí)可以在學(xué)習(xí)中總結(jié)、 歸納方法和技巧，

15、使復(fù)雜問題得到簡(jiǎn)化。有關(guān)電路計(jì)算常用的方法：比例法和分析法；等效法(等效電阻、等效電源法)；節(jié)點(diǎn)電流分 析法；解析法；內(nèi)電路切入法等。特別提醒：復(fù)雜電路簡(jiǎn)化方法：無電流的支路可以除去； 電勢(shì)相等的點(diǎn)可以合并； 理想導(dǎo)線可任意長(zhǎng)、 短。 例：如圖所示，已知電源內(nèi)阻 r=2 q ,定值電阻&=0. 5 q ,求：;(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值 鳥為多大時(shí)，電阻 耳消耗的功率最大?(2)當(dāng)變阻器的阻值為多大時(shí)，變阻器消耗的功率最大？.(3)當(dāng)變阻器的阻值為多大時(shí)，電源輸出功率最大？典型例題透析題型對(duì)電動(dòng)勢(shì)、路端電壓的理解(1)電動(dòng)勢(shì)是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，它定義為：電源提供的電能

16、與通w_過電源的電荷量之比，即 g ,數(shù)值上等于為單位電荷量(1c)的電荷提供的電勢(shì)能.其單位為v,與電壓?jiǎn)挝幌嗤?，但反映的物理過程是不同的.電壓的數(shù)值等于單位電荷量的電荷通過電路時(shí)消耗的電勢(shì)能.(2)路端電壓u:外電路兩端的電壓，即電源的輸出電壓，u-s-lr.例1、下列關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)的說法正確的是()電動(dòng)勢(shì)是用來比較電源將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小的物理量外電路斷開時(shí)的路端電壓就是電源電動(dòng)勢(shì)用內(nèi)阻較大的電壓表直接測(cè)量電源正負(fù)極之間的電壓值約等于電源的電動(dòng)勢(shì)外電路的總電阻越小，則路端電壓越接近電動(dòng)勢(shì)a.b. c. d.總結(jié)升華：電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)是反映電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量

17、。在閉合電路中，外 電路電阻上有電流是因?yàn)殡娮鑳啥舜嬖谥妷海陔娫磧?nèi)部正電荷由負(fù)極到正極，是通過非靜電力做功 完成的，而非靜電力做功的過程中，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，這些電能又在外電路和電源內(nèi)電阻 上通過電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式的能。舉一反三【變式】關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)的說法，正確的是()a.電動(dòng)勢(shì)是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)的一個(gè)物理量b.電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于外電路斷開時(shí)兩極間的電壓，亦等于電路中通過1c電荷量時(shí)，電源所提供的能量c.外電路接通時(shí)，電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上的電壓之和d.由于內(nèi)外電路上的電壓隨外電路電阻的改變而改變，因此，電源電動(dòng)勢(shì)跟外電路電阻有關(guān) 題型二閉合電路

18、的動(dòng)態(tài)分析在討論電路中電阻發(fā)生變化后引起電流、電壓發(fā)生變化的問題時(shí)，要善于把部分電路和全電路結(jié)合起 來，注意思考的邏輯順序，使得出的每一個(gè)結(jié)論都有依據(jù)，這樣才能有助于培養(yǎng)嚴(yán)密的推理能力，作出科 學(xué)的判斷。例2、在如圖所示的電路中， e為電源電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻， r和4均為定值電阻， 名為滑動(dòng)變阻器。 當(dāng)國的滑動(dòng)觸點(diǎn)在a端時(shí)合上開關(guān) s,此時(shí)三個(gè)電表 a、和v的示數(shù)分別為 h、和u?，F(xiàn)將用的 滑動(dòng)觸點(diǎn)向b端移動(dòng)，則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是（）a. 4增大，4不變，u增大b. 4減小，4增大，u減小c. 4增大，4減小，u增大d. 4減小，4不變,u減小思路點(diǎn)撥：本題可采用“局部一整體一局部”的

19、思路分析，思維流程如圖：區(qū) 更衣情比 但事丈牝情幻 一落，海11化- u*傳緘閨t&支牝髓玩i-u 化石 總結(jié)升華：該題難度適中，考查了閉合電路中電流和電壓隨電阻的變化關(guān)系。這類問題的解題規(guī)律是：由題中一個(gè)電阻的變化d 總電阻抽）總電流 到段）內(nèi)電壓 抽）路端電壓 抽,各支路電流、電壓及電阻等。要根據(jù)歐姆定律以及串、并聯(lián)電路中電壓和電流的分配關(guān) 系求解。舉一反三【變式】在如圖所示的電阻中， 辱 即 &和&皆為定值電阻， 用為可變電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)為c , 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ulo當(dāng)凡的滑動(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

20、小，u變大d. i變小，u變小題型三含有電容器電路的分析與計(jì)算方法1 .穩(wěn)態(tài)含容直流電路電容器處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，相當(dāng)于斷路，此時(shí)的電路具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：（1）電容器所在支路無電流，與電容器直接串聯(lián)的電阻相當(dāng)于一根無阻導(dǎo)線；（2）電容器上的電壓就是含有電容器的那條支路并聯(lián)部分電路的電壓。分析清楚電路中各電阻元件的連接方式，把握電路在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)所具有的上述兩個(gè)特點(diǎn)，是解決穩(wěn)態(tài) 含容直流電路問題的關(guān)鍵。2 .動(dòng)態(tài)含容直流電路若直流電路結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，電容器兩端的電壓往往會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，從而在電路中產(chǎn)生短暫的充、 放電電流，使電容器的電荷量發(fā)生改變，試題通常要求分析這個(gè)電容器所帶電荷的電荷量的改變量及充

21、、 放電電流的方向.對(duì)于這類問題，只要抓住初、末兩穩(wěn)定狀態(tài)電容器極板電壓的變化情況，根據(jù)aq=cau來分析即可；若是電荷量連續(xù)變化的動(dòng)態(tài)問題，可以利用微元法，分析極短時(shí)間ai內(nèi)的電壓變化量 mj。例3、如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)e=6. 00 v,其內(nèi)阻可忽略不計(jì)。電阻的阻值分別為 耳=2.4 kq二 4.8 k電容器的電容 c=4.7時(shí)。閉合開關(guān)s,待電流穩(wěn)定后，用電壓表測(cè) 區(qū)兩端的電壓，其穩(wěn)定值為1.50 v。i嗎(1)該電壓表的內(nèi)阻為多大？ (2)由于電壓表的接入，電容器的電荷量變化了多少？思路點(diǎn)撥：因?yàn)殡娐分卸ㄖ惦娮枳柚递^大，所以該處電壓表應(yīng)該考慮其內(nèi)阻的影響，此|時(shí)電壓表即為一個(gè)可

22、以顯示自身電壓的電阻。電容器的電壓，即為與之并聯(lián)的電阻的電壓，c 二2由串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及電容器電容的定義式u即可求解?？偨Y(jié)升華：(1)求解含電容器的電路問題，首先弄清電路結(jié)構(gòu)，分析出電容器兩極板電勢(shì)的高低，由串、并聯(lián)電路及歐姆定律計(jì)算或判斷出極板間電壓大小，最后由計(jì)算電容器的帶電量。(2)最近幾年高考對(duì)此類問題主要考查了極板上的帶電性、帶電量、或帶電粒子在電容器極板間的 運(yùn)動(dòng)。舉一反三【變式】 如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì) e=3. 0v,內(nèi)阻r=1.0 電阻 可=100，片二10q, =30q ,鳥=350;電容器的電容 c=10o正。電容器原來不帶電，求接通電鍵k并達(dá)到穩(wěn)定這一過程

23、中流過&的總電量。題型四閉合電路的分析與計(jì)算閉合電路問題涉及到的基本概念、基本方法較多，當(dāng)要求計(jì)算電路中某用電器的電流、電壓、電功率 時(shí)，若直接用定義式來求比較麻煩，甚至不能求解，此時(shí)可根據(jù)串、并聯(lián)電路中的有關(guān)規(guī)律和閉合電路歐 姆定律從另一角度求解。例4、三只燈泡4、4和4的額定電壓分別為 1.5 v、1.5 v和2.5 v ,它們的額定電流都為 0.3 a。若將它們連接成圖1、圖2所示電路，且燈泡都正常發(fā)光，(1)試求圖1電路的總電流和電阻 為消耗的電功率；(2)分別計(jì)算兩電路電源提供的電功率，并說明哪個(gè)電路更節(jié)能。思路點(diǎn)撥：由燈泡的額定電流即可求出總電流，由閉合電路的歐姆定律可求出電源的路

24、端電壓，與從兩端電壓相減即可得出 為兩端電壓，從而求出 馬消耗的電功率。電源提供的電功率由公式取二超 可求得?？偨Y(jié)升華：本題考查的知識(shí)點(diǎn)有電路分析、閉合電路歐姆定律以及電功率的計(jì)算。解決本題的關(guān)鍵是在對(duì) 電路正確分析的前提下，利用電路的總電流與各支路電流的關(guān)系，閉合電路歐姆定律，以及電功率的計(jì)算 公式進(jìn)行計(jì)算就可得出正確的結(jié)論。舉一反三【變式】 如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì) e=6v內(nèi)電阻r = 0. 5 q , 1=1.5 用二2q ,可變電阻器r的最大阻值為2a.那么，在滑片 p從r的最上端滑至最下端的過程中，求：(1)電路中通過 區(qū)的電流最大值和最小值分別是多少？(2)電源兩端的電壓最大

25、值和最小值分別是多少？第二部分電表的原理、改裝及應(yīng)用知識(shí)要點(diǎn)梳理知識(shí)點(diǎn) 電表的改裝知識(shí)梳理1.電流表(表頭)小量程的電流表 g是我們常說的“表頭”，電流表電流表g的電阻、,通常叫做電流表的內(nèi)阻；指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流 4,叫做電流表表g的量程；電流表g通過滿偏電流時(shí)加在它兩端的電壓 月叫做滿偏電壓，也叫電壓量程。由歐姆定律u, = 1r s g可知，電流表 g的滿偏電流和滿偏電壓一般都比較小。2 .電壓表的改裝電流表g的電壓量程 3 = 4,當(dāng)改裝成量程為 u的電壓表時(shí)，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻 r,因?yàn)榇?lián)電阻有分壓作用，因此叫做分壓電阻，如圖所示。電壓擴(kuò)大量程的倍數(shù)：八r_ti由串聯(lián)電路的特點(diǎn)得

26、u=1+lrv ids解得即電壓擴(kuò)大量程的倍數(shù)為 n時(shí)，需要串聯(lián)的分壓電阻 尺二（好叫電壓表的總電阻%二%”。3 .電流表的改裝電流表g的量程為v,當(dāng)改裝成量程為i的電流表時(shí)，應(yīng)并聯(lián)一個(gè)電阻r,因?yàn)椴⒙?lián)電阻 r可以起到分流作用，因此叫做分流電阻， 已知電流表g滿偏電流為 t ,擴(kuò)大量程的電流表滿偏電流為i,如圖所示。n擴(kuò)大量程的倍數(shù)由并聯(lián)電路的特點(diǎn)得禺二即電流擴(kuò)大量程的倍數(shù)為 n時(shí)，需并聯(lián)的分流電壓為口 曬r丸a di d電流表的總電阻 式十、說明:加在電壓表兩端的電壓等于加在表頭兩端的電壓和加在分壓電阻兩端的電壓之和；通過電流表的電 流和流過表頭 g的電流不一樣。電壓表的量程是指通過表頭的電

27、流達(dá)到乙時(shí)加在電壓表兩端的總電壓u；電流表的量程是指通過表頭的電流達(dá)到滿偏 時(shí)，通過表頭和分流電阻的電流之和。由串聯(lián)分壓原理可知：串聯(lián)的分壓電阻越大，電壓表的量程越大，由并聯(lián)分流原理可知，并聯(lián)的分 流電阻越小，電流表的量程越大。實(shí)際的電壓表內(nèi)阻不是“3”，電流表內(nèi)阻不是零，它們接入電路進(jìn)行測(cè)量時(shí)必對(duì)原來的電路有影 響。這是今后我們要注意的，有時(shí)不考慮電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響，這是為了研究的方便，認(rèn)為電壓表的內(nèi)阻是無限大，電流表的內(nèi)阻為零，這時(shí)它們叫做理想電表，是理想化模型。4 .電表的校對(duì)按圖所示的電路對(duì)改裝成的電表進(jìn)行校對(duì)。校對(duì)時(shí)注意搞清楚改裝后電表刻度盤每一小格表示多大的數(shù)值。疑難導(dǎo)析1、理想

28、電表和非理想電表(1)中學(xué)階段，大多數(shù)情況下，電壓表和電流表都可看作是理想的，即電壓表內(nèi)阻為無窮大，電流 表的內(nèi)阻為零。這種理想電表連入電路對(duì)整個(gè)電路是沒有影響的。但是在有些情況下，電表并不能看作是 理想的(特別是一些實(shí)驗(yàn)測(cè)量問題)，這時(shí)的電表既是一個(gè)測(cè)量的儀表，又是連接在電路中的一個(gè)電阻， 就好像電流表變成了一個(gè)小電阻，只不過這個(gè)電阻能顯示出流過它的電流。電壓表變成了一個(gè)大的電阻， 它同時(shí)可顯示出自己兩端的電壓。(2)非理想電表對(duì)電路的影響：當(dāng)電路中存在非理想電壓表時(shí)，起分流作用，故測(cè)量值比真實(shí)值偏小；當(dāng)電路中接入非理想電流表時(shí)，起分壓作用，故測(cè)量值偏小。2、電表的讀數(shù)方法在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量時(shí)要

29、按照有效數(shù)字的規(guī)律來讀數(shù)。測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)規(guī)則為：測(cè)量誤差出現(xiàn)在哪一位，讀數(shù)就相應(yīng)讀到哪一位，在中學(xué)階段一般可根據(jù)測(cè) 量?jī)x器的最小分度來確定讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置，對(duì)于常用的儀器可按下述方法讀數(shù)。(1)最小分度是“ 1”的儀器，測(cè)量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按十分之一估讀，如最小刻度是1 mm的刻度尺，測(cè)量誤差出現(xiàn)在毫米的十分位上，估讀到十分之幾毫米。(2)最小分度是“ 2”或“ 5”的儀器，測(cè)量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位分別按二分之一或五分之 一估讀.如學(xué)生用的電流表 0.6 a量程，最小分度為 0. 02 a ,誤差出現(xiàn)在安培的百分位，只讀到安培的 百分位，估讀半小格，不足半小格的舍去，超過半小格

30、的按半小格估讀，以安培為單位讀數(shù)時(shí)，百分位上 的數(shù)字可能為0、1、2、9;學(xué)生用的電壓表15 v量程，最小分度為 0.5 v ,測(cè)量誤差出現(xiàn)在伏特的 十分位上，只讀到伏特的十分位， 估讀五分之幾小格， 以電壓為單位讀數(shù)時(shí)， 十分位上的數(shù)字可能為 0、1、 2、9。1(3)對(duì)歐姆表的讀數(shù)： 待測(cè)電阻的阻值應(yīng)為表盤讀數(shù)乘上倍數(shù)。為減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指表盤3到23的部分，否則需換擋，換擋后，需要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。例：兩個(gè)定值電阻串聯(lián)后接在輸出電壓 u恒為12 v的直流電源上.有人把一個(gè)內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于x、鳥的電壓表接在 &兩端(如圖)，電壓表的示數(shù)為 8v,如果他把此電壓表 改接在 鳥兩端.則電壓表

31、的示數(shù)將()o l/=t2va.小于4vb.等于4vc.大于4v小于8v d .等于或大于 8v知識(shí)點(diǎn)二電阻的測(cè)量伏安法知識(shí)梳理1.原理r部分電路歐姆定律_u1 o2 .兩種接法如圖甲所示，電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè)，通常稱“外接法”。如圖乙所示，電流表接在電壓表 兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常稱“內(nèi)接法”。3 .誤差分析采用圖甲的接法時(shí)，由于電壓表分流，電流表測(cè)出的電流值要比通過電阻 r的電流大，因而求出的阻 值等于待測(cè)電阻和電壓表內(nèi)阻的并聯(lián)值，所以測(cè)量值比真實(shí)值小，電壓表內(nèi)阻比待測(cè)電阻大得越多，測(cè)量 誤差越小，因此測(cè)量小電阻時(shí)應(yīng)采取這種接法。采用圖乙的接法時(shí)，由于電流表的分壓，電壓表測(cè)出的電 壓值要

32、比電阻r兩端的電壓大，因而求出的是待測(cè)電阻與電流表內(nèi)阻的串聯(lián)值，所以測(cè)量的電阻值比真實(shí) 值大，待測(cè)電阻越大，相對(duì)誤差越小，因此測(cè)量大電阻時(shí)應(yīng)采取這種接法。4 .伏安法的選擇為減小伏安法測(cè)電阻的系統(tǒng)誤差，應(yīng)對(duì)電流表外接法和內(nèi)接法作出選擇，其方法是：(1)阻值比較法：將待測(cè)電阻的阻值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若 &,宜采用電流表外接法；若,宜采用電流表內(nèi)接法。(2)臨界值法：令 4二禺，當(dāng)凡 : 凡時(shí)，內(nèi)接法；羽時(shí)，外接法。(3)實(shí)驗(yàn)試探法：按圖接好電路，讓電壓表的一根接線p先后與b、c處接觸一下，如果電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化

33、不大，則可采用電流表內(nèi)接法。疑難導(dǎo)析 、測(cè)量電阻的若干方法1 .安安法測(cè)電阻若電流表內(nèi)阻已知，則可當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來使用。(1)如圖所示，當(dāng)兩表所能測(cè)得的最大電壓接近時(shí)，如果已知a1的內(nèi)阻及,則可測(cè)得0*1(2)如圖所示，當(dāng)兩電表的滿偏電壓人第4 時(shí)，a1串聯(lián)一定值電阻 片后，同樣可測(cè)得的內(nèi)阻。r-012 .伏伏法測(cè)電阻 電壓表內(nèi)阻已知，則可當(dāng)作電流表、電壓表和定值電阻來使用。(1)如圖所示，兩電表的滿偏電流接近時(shí)，若已知 1的內(nèi)阻”1,則可測(cè)出v?的內(nèi)阻 %-_(2)如圖所示，兩電表的滿偏電流及時(shí)，%并聯(lián)一定值電阻 片后，凡一同樣可測(cè)得%的內(nèi)阻 與 %。3 .電阻箱當(dāng)電表使用(

34、1)電阻箱當(dāng)作電壓表使用如圖所示，可測(cè)得電流表圖中電阻箱r可測(cè)得a表兩端的電壓為(/廠，?)丑，起到了測(cè)電壓的作用。(2)電阻箱當(dāng)作電流表使用_i +如圖所示，若已知 r及ar,則測(cè)得干路電流為r %。圖中電阻箱與電壓表配合使用起到了測(cè)電流的作用。v4 .比較法測(cè)電阻r - 4如圖所示，測(cè)得電阻箱 耳的阻值及a1表、均 表示數(shù)4，4 ,可得“。如果考慮電表內(nèi)阻的影響，則- ijk5 .替代法測(cè)電阻如圖所示。(1) s接1,調(diào)節(jié)鳥，讀出a表示數(shù)為i ;(2) s接2,為不變，調(diào)節(jié)電阻箱 使a表示數(shù)仍為i ;(3)由上述可得4 二 4。該方法優(yōu)點(diǎn)是消除了 a表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響，缺點(diǎn)是電阻箱的電阻凡

35、不能連續(xù)變化。6 .半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻(1)找出電流表的三個(gè)參數(shù)4、”占和4,4可直接從表頭上讀出,%可采用半偏法測(cè)出，4:，(2)半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻：測(cè)量原理：電路如圖所示.第一步，閉合* 調(diào)節(jié)區(qū)使g指針滿偏；第二步，再閉合 ,調(diào)節(jié)及, 使g指針半偏，讀出 %的值，則之二名。實(shí)驗(yàn)中，要注意滿足 g能滿偏的前提下使誤差分析上上設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為e,內(nèi)阻忽略，在 &閉合后斷開，g滿偏時(shí)有s % + 44 e &舄 12 & +斗+鳥rs當(dāng)目也閉合，g半偏時(shí)有&g + &由可得 & +51 +故&,測(cè)量值鳥比%偏小，要減小誤差，應(yīng)使1月。(3)熟悉把改裝的電表跟標(biāo)準(zhǔn)電壓表核對(duì)的電路及方法。、電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀

36、器的選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：1 .原則(1)安全性原則：不超過量程，在允許通過的最大電流以內(nèi)；電表、電源不接反(2)方便性原則：便于調(diào)節(jié)；便于讀數(shù)；(3)經(jīng)濟(jì)性原則：以損耗能量最小為原則。2 .滑動(dòng)變阻器兩種接法的選擇方法(1)兩種接法比較限流式分壓式電路組成r/ay-l-j?j 元rl1-變阻器接入電路特點(diǎn)連接變阻器的導(dǎo)線分別接金屬桿一端和電 阻線圈一端的接線柱（圖中變阻器pa部分 被短路不起作用）連接變阻器的導(dǎo)線分別接金屬桿一端和電阻線圈的兩端接線柱（圖中變阻器pa、pb都起作用），即從變阻器分出一部分電壓加到待測(cè)電阻上調(diào)壓范圍隗曰2二段 +出（不計(jì)電源內(nèi)阻）。區(qū)（不計(jì)電

37、源內(nèi)阻）（2）限流電路、分壓電路的選擇原則:限流式適合測(cè)量阻值小的電阻（跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小）分壓式適合測(cè)量阻值較大的電阻（一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大）。因?yàn)樵叫?，限流式中滑?dòng)變阻器分得電壓越大，調(diào)節(jié)范圍越大，rx越大，分壓式中4幾乎不影響電壓的分配，滑片移動(dòng)時(shí)，電壓變化接近線性關(guān)系，便于調(diào)節(jié)。限流式好處是電路簡(jiǎn)單、耗能低。通常變阻器以限流接法為主，但在下列三種情況下，必須選擇分壓連接方式。若采用限流式不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測(cè)電阻上的電流（或電壓）仍超過電流表（或電壓表）的量程，或超過待測(cè)電阻的額定電流，則必須選用分壓

38、式。若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端時(shí)，待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時(shí)，應(yīng)改用分壓電路。若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始連接可調(diào)，則必須采用分壓式電路。例：如圖所示，用伏安法測(cè)4時(shí)，不知總大約數(shù)值，為了選擇正確電路減小誤差，先將儀器接好，只空出電壓表的一個(gè)接頭 k,然后將k和a、b分別接觸一下，則（）jr月，改裝時(shí)必須至少知道其中兩a.若a示數(shù)有明顯變化，k應(yīng)接ab.若a示數(shù)有明顯變化，k應(yīng)接bc.若v示數(shù)有明顯變化，k應(yīng)接ad.若v示數(shù)有明顯變化，k應(yīng)接b典型例題透析題型 電表的改裝（1）改裝電表，首先要了解電流表表頭的三個(gè)基本參量:個(gè)參量。(2)注意改裝后表頭的滿偏電流 )仍保持不變。(3)注意實(shí)驗(yàn)基本原理、基本方法的靈活運(yùn)用和遷移，提高對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力。例1、將一個(gè)電阻為60，滿偏電流為500na的電流表表頭改成如圖所示的兩個(gè)量程的電壓表，量程分 別為3v和15 v ,試求片和鳥的阻值?？偨Y(jié)升華：表頭g的滿偏電壓和滿偏電流一般都比較小，測(cè)量較大的電壓時(shí)要串聯(lián)一個(gè)電阻把它改裝成電壓表，