第七章電路的基本規(guī)律及應(yīng)用

1、一、電源一、電源1電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化成 的裝置的裝置2電動勢：電動勢： 搬運電荷所做的功跟搬運電荷搬運電荷所做的功跟搬運電荷電量的比值，電量的比值，E ，單位：，單位：V.電勢能電勢能非靜電力非靜電力3電動勢的物理含義：電動勢表示電源內(nèi)部非靜電力電動勢的物理含義：電動勢表示電源內(nèi)部非靜電力做功本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路做功本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的時兩極間的 4在閉合電路里電動勢等于內(nèi)、外電壓之和，即在閉合電路里電動勢等于內(nèi)、外電壓之和，即E 5電動勢是電動勢是 量，需注意電動勢不是電壓量，需

2、注意電動勢不是電壓電壓電壓U內(nèi)內(nèi)U外外標(biāo)標(biāo)二、歐姆定律二、歐姆定律1表達(dá)式：表達(dá)式：I .2適用條件：適用條件：適用于金屬導(dǎo)體導(dǎo)電和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，適用于金屬導(dǎo)體導(dǎo)電和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，用于用于 電路電路3伏安特性曲線伏安特性曲線(IU圖線圖線)(1)線性元件：伏安特性曲線為直線的電學(xué)元件，適用歐線性元件：伏安特性曲線為直線的電學(xué)元件，適用歐姆定律姆定律(2)非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件，不適非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件，不適用歐姆定律用歐姆定律純電阻純電阻三、閉合電路歐姆定律三、閉合電路歐姆定律1內(nèi)容：內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成閉合電路的電流跟電源的電動勢成

3、，跟內(nèi)、，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成外電路的電阻之和成 正比正比反比反比3路端電壓路端電壓U與電流與電流I的關(guān)系的關(guān)系(1)關(guān)系式：關(guān)系式：U .(2)UI圖象如圖圖象如圖721所示所示圖中直線的斜率表示圖中直線的斜率表示 大小，大小，直線與縱軸的交點的縱坐標(biāo)表示電直線與縱軸的交點的縱坐標(biāo)表示電源源 的大小的大小當(dāng)當(dāng)r0(理想電源理想電源)時，路端電壓不隨電流的變化而變化，時，路端電壓不隨電流的變化而變化，此時此時U外外E.EIr電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻電動勢電動勢四、串、并聯(lián)電路四、串、并聯(lián)電路1特點對比特點對比串聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)電流電流強度強度 I I電壓電壓 U U電阻電阻 RI1I2InU1U2U

4、nR1R2RnI1I2InU1U2Un2兩個有用的結(jié)論兩個有用的結(jié)論(1)串聯(lián)電路的總電阻串聯(lián)電路的總電阻 電路中任意一個電阻，電路中任電路中任意一個電阻，電路中任意一個電阻值變大或變小時，串聯(lián)的總電阻意一個電阻值變大或變小時，串聯(lián)的總電阻 (2)并聯(lián)電路的總電阻并聯(lián)電路的總電阻 電路中任意一個電阻，任意一個電路中任意一個電阻，任意一個電阻值變大或變小時，電路的總電阻變大或變小電阻值變大或變小時，電路的總電阻變大或變小大于大于變大或變小變大或變小小于小于特別提醒特別提醒無論電阻怎樣連接，電路中消耗的總功率無論電阻怎樣連接，電路中消耗的總功率一定等于各個電阻消耗的電功率之和一定等于各個電阻消耗的

5、電功率之和五、電流表和電壓表的改裝五、電流表和電壓表的改裝改裝為電壓表改裝為電壓表改裝為大量程電流表改裝為大量程電流表原理原理 電阻分壓電阻分壓 電阻分流電阻分流改裝改裝原理圖原理圖串聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)改裝為電壓表改裝為電壓表改裝為大量程電流表改裝為大量程電流表分壓電阻分壓電阻或分流電或分流電阻阻 UIg(RRg) 所以所以RIgRg(IIg)R 所以所以R改裝后電改裝后電表內(nèi)阻表內(nèi)阻RV RgRA RgRgR1( (多選多選) )如圖如圖722所示，甲、乙所示，甲、乙 為兩個獨立電源的路端電壓與通過為兩個獨立電源的路端電壓與通過 它們的電流它們的電流I的關(guān)系圖線，下列說法的關(guān)系圖線，下列說法中正

6、確的是中正確的是 ()A當(dāng)路端電壓都為當(dāng)路端電壓都為U0時，它們時，它們 的外電阻相等的外電阻相等B電流都是電流都是I0時，兩電源的內(nèi)電壓相等時，兩電源的內(nèi)電壓相等C電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢D電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻解析：解析：根據(jù)歐姆定律可知外電阻根據(jù)歐姆定律可知外電阻R、路端電壓、路端電壓U與電流與電流I的的關(guān)系為關(guān)系為R ，在，在UI圖線中甲、乙兩圖線的交點坐標(biāo)圖線中甲、乙兩圖線的交點坐標(biāo)為為(I0，U0)，說明兩電源的外電阻相等，選項，說明兩電源的外電阻相等，選項A正確正確圖線與圖線與U軸交點的坐標(biāo)值表示電動勢的大

7、小，與軸交點的坐標(biāo)值表示電動勢的大小，與I軸交點軸交點的坐標(biāo)值表示電路中的短路電流，圖線的斜率大小表示的坐標(biāo)值表示電路中的短路電流，圖線的斜率大小表示電源內(nèi)電阻的大小電源內(nèi)電阻的大小(電動勢與短路電流的比值電動勢與短路電流的比值)，由圖線，由圖線可知，甲與可知，甲與U軸交點的坐標(biāo)值比乙的大，表明甲的電動軸交點的坐標(biāo)值比乙的大，表明甲的電動勢大于乙的電動勢；甲與勢大于乙的電動勢；甲與I軸交點的坐標(biāo)值比乙的小，表軸交點的坐標(biāo)值比乙的小，表明甲的短路電流小于乙的短路電流；圖線甲的斜率大于明甲的短路電流小于乙的短路電流；圖線甲的斜率大于答案：答案：AC圖線乙的斜率，表明甲的內(nèi)阻大于乙的內(nèi)阻，可見選項圖

8、線乙的斜率，表明甲的內(nèi)阻大于乙的內(nèi)阻，可見選項C正確，選項正確，選項D錯誤錯誤電源的內(nèi)電壓等于通過電源的電流與電源內(nèi)阻的乘積，電源的內(nèi)電壓等于通過電源的電流與電源內(nèi)阻的乘積，即即U內(nèi)內(nèi)Ir，因為甲的內(nèi)阻較乙的內(nèi)阻大，所以當(dāng)電流，因為甲的內(nèi)阻較乙的內(nèi)阻大，所以當(dāng)電流都為都為I0時，甲電源的內(nèi)電壓較大，選項時，甲電源的內(nèi)電壓較大，選項B錯誤錯誤答案：答案：B3在電源一定的電路里，下面說法正確的是在電源一定的電路里，下面說法正確的是 ()A外電阻增加一倍，路端電壓也增加一倍外電阻增加一倍，路端電壓也增加一倍B電源電動勢等于內(nèi)電壓與外電壓之和電源電動勢等于內(nèi)電壓與外電壓之和C外電路短路時，路端電壓等于

9、電源電動勢外電路短路時，路端電壓等于電源電動勢D路端電壓一定大于內(nèi)電壓路端電壓一定大于內(nèi)電壓答案：答案：B4如圖如圖723所示，電路兩端的電壓保持不變，當(dāng)滑動所示，電路兩端的電壓保持不變，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭變阻器的滑動觸頭P向右移動時，三個燈泡的亮度變化向右移動時，三個燈泡的亮度變化情況是情況是 ()AL1變亮，變亮，L2和和L3均變暗均變暗BL1變暗，變暗，L2不能確定，不能確定，L3變暗變暗CL1變暗，變暗，L2和和L3均變亮均變亮DL1和和L2均變亮，均變亮，L3變暗變暗解析：解析：當(dāng)滑動觸頭當(dāng)滑動觸頭P向右移動時，滑動變阻器的電阻向右移動時，滑動變阻器的電阻減小，電路總電阻減小，由

10、于電路兩端的電壓保持不減小，電路總電阻減小，由于電路兩端的電壓保持不變，因此變，因此IL1增大，燈增大，燈L3兩端電壓減小，兩端電壓減小，IL3減小，再減小，再由由IL2IL1IL3，可知，可知IL2增大，故燈增大，故燈L1、L2變亮，變亮，L3變暗，選項變暗，選項D正確正確答案：答案：D5（多選）（多選）如圖如圖724所示，甲、乙兩個電路都是由一所示，甲、乙兩個電路都是由一 個靈敏電流表個靈敏電流表G和一個變阻器和一個變阻器R組成的，下列說法正確組成的，下列說法正確 的是的是 ()A甲表是安培表，甲表是安培表，R增大時量程增大增大時量程增大B甲表是安培表，甲表是安培表，R增大時量程減小增大時

11、量程減小C乙表是伏特表，乙表是伏特表，R增大時量程增大增大時量程增大D乙表是伏特表，乙表是伏特表，R增大時量程減小增大時量程減小解析：解析：甲表是安培表，甲表是安培表，R增大，增大，R的分流作用減小，的分流作用減小，故安培表量程減小，故安培表量程減小，A錯誤，錯誤，B正確；乙表為伏特表，正確；乙表為伏特表，R增大，增大，R的分壓作用增大，故伏特表的量程增大，的分壓作用增大，故伏特表的量程增大，C正確，正確，D錯誤錯誤答案：答案：BC6如圖如圖725(甲甲)為一測量電解液電阻率的玻璃容器，為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設(shè)為電極，設(shè)a1 m，b0.2 m，c0.1 m，當(dāng)里，當(dāng)里面

12、注滿某電解液，且面注滿某電解液，且P、Q加上電壓后，其加上電壓后，其UI圖線圖線如圖如圖(乙乙)所示，當(dāng)所示，當(dāng)U10 V時，求電解液的電阻率時，求電解液的電阻率是多少？是多少？答案：答案：40 m典例啟迪典例啟迪例例1如圖如圖726所示，直線所示，直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線，直線圖線，直線B、C分別是電阻分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線，的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線，若將這兩個電阻分別接到該電源若將這兩個電阻分別接到該電源上，則上，則 ()AR1接在電源上時，電源的效率高接在電源上時，電源的效率高BR2接在電源上時，電源的效率高接在電源上時

13、，電源的效率高CR1接在電源上時，電源的輸出功率大接在電源上時，電源的輸出功率大D電源的輸出功率一樣大電源的輸出功率一樣大思路點撥思路點撥解答本題時應(yīng)注意以下兩個方面：解答本題時應(yīng)注意以下兩個方面：(1)電源的電源的UI圖線與電阻的圖線與電阻的UI圖線的意義圖線的意義(2)電源的輸出功率和效率與外電路電阻大小的關(guān)系電源的輸出功率和效率與外電路電阻大小的關(guān)系答案答案A歸納領(lǐng)悟歸納領(lǐng)悟P出出與與R的關(guān)系如圖的關(guān)系如圖727所示所示題組突破題組突破1(2010新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷)電源的效率電源的效率定義為外電路電阻定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比在測電源電動勢和消耗的功率與電源的總

14、功率之比在測電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖內(nèi)電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖728所示，所示，圖中圖中U為路端電壓，為路端電壓，I為干路電流，為干路電流，a、b為圖線上的為圖線上的兩點，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為兩點，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為a、b.由圖可知由圖可知a、b的值分別為的值分別為 ()答案：答案：D2如圖如圖729所示的電路中，所示的電路中，兩平行金屬板兩平行金屬板A、B水平放置，水平放置，兩板間的距離兩板間的距離d40 cm.電源電源電動勢電動勢E24 V，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻r1 ，電阻，電阻R15 .閉合開關(guān)閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從，待電路穩(wěn)定后，

15、將一帶正電的小球從B板小孔以初板小孔以初速度速度v04 m/s豎直向上射入板間若小球帶電荷量為豎直向上射入板間若小球帶電荷量為q1102 C，質(zhì)量為，質(zhì)量為m2102 kg，不考慮空氣阻，不考慮空氣阻力那么，要使小球恰能到達(dá)力那么，要使小球恰能到達(dá)A板，滑動變阻器接入電板，滑動變阻器接入電路的阻值和此時電源的輸出功率為路的阻值和此時電源的輸出功率為(取取g10 m/s2)()A8 、23 W B32 、8 WC8 、15 W D32 、23 W答案：答案：A典例啟迪典例啟迪例例2在如圖在如圖7210所示的所示的電路中，電路中，E為電源電動勢，為電源電動勢，r為為電源內(nèi)阻，電源內(nèi)阻，R1和和R3

16、均為定值電均為定值電阻，阻，R2為滑動變阻器當(dāng)為滑動變阻器當(dāng)R2的的滑片在滑片在a端時合上開關(guān)端時合上開關(guān)S，此時，此時三個電表三個電表 、 和和 的示的示數(shù)分別為數(shù)分別為I1、I2和和U.現(xiàn)將現(xiàn)將R2的滑的滑片向片向b端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是 ()AI1增大，增大，I2不變，不變，U增大增大BI1減小，減小，I2增大，增大，U減小減小CI1增大，增大，I2減小，減小，U增大增大 DI1減小，減小，I2不變，不變，U減小減小思路點撥思路點撥解答本題時可按以下思路進(jìn)行：解答本題時可按以下思路進(jìn)行：答案答案B歸納領(lǐng)悟歸納領(lǐng)悟 分析直流電路的動態(tài)問題時，一

17、般按照分析直流電路的動態(tài)問題時，一般按照“局部局部整整體體局部局部”的思路進(jìn)行，同時要靈活應(yīng)用的思路進(jìn)行，同時要靈活應(yīng)用I總總I1I2，U總總U1U2，UIR，UEIr等關(guān)系，做到每一步推等關(guān)系，做到每一步推導(dǎo)都要有確切的依據(jù)導(dǎo)都要有確切的依據(jù)題組突破題組突破3在某控制電路中，需要連成如圖在某控制電路中，需要連成如圖7211所示的電路，所示的電路，主要由電動勢為主要由電動勢為E、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻的電源與定值電阻R1、R2及電位器及電位器(滑動變阻器滑動變阻器)R連接而成，連接而成，L1、L2是紅、綠兩是紅、綠兩個指示燈，當(dāng)電位器的觸頭由弧形碳膜的中點逆時針個指示燈，當(dāng)電位器的觸

18、頭由弧形碳膜的中點逆時針滑向滑向a端時，下列說法中正確的是端時，下列說法中正確的是 ()AL1、L2兩個指示燈都變亮兩個指示燈都變亮BL1、L2兩個指示燈都變暗兩個指示燈都變暗CL1變亮，變亮，L2變暗變暗 DL1變暗，變暗，L2變亮變亮解析：解析：當(dāng)電位器的觸頭由弧形碳膜的中點逆時針滑向當(dāng)電位器的觸頭由弧形碳膜的中點逆時針滑向a端端時，電位器接入電路的電阻減小，根據(jù)串、并聯(lián)電路特時，電位器接入電路的電阻減小，根據(jù)串、并聯(lián)電路特點可知電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可得干點可知電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可得干路電流增大，內(nèi)阻分擔(dān)電壓增大，路端電壓減小，路電流增大，內(nèi)阻分擔(dān)電壓增大

19、，路端電壓減小，L1燈燈變暗，通過其電流減?。挥勺儼?，通過其電流減小；由U1I2R1及及I2II1可知可知R1分分擔(dān)電壓增大，擔(dān)電壓增大，L2及及R2兩端電壓減小，兩端電壓減小，L2功率減小而變暗，功率減小而變暗，選項選項B正確正確答案：答案：B4如圖如圖7212所示是一位同學(xué)設(shè)所示是一位同學(xué)設(shè)計的防盜門報警器的簡化電路示計的防盜門報警器的簡化電路示意圖門打開時，紅外光敏電阻意圖門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減??；受到紅外線照射，電阻減??；門關(guān)閉時會遮蔽紅外線源門關(guān)閉時會遮蔽紅外線源(紅外線紅外線源沒有畫出源沒有畫出)經(jīng)實際試驗，燈的經(jīng)實際試驗，燈的亮滅的確能反映門的開、關(guān)狀態(tài)

20、門打開時兩燈的發(fā)光亮滅的確能反映門的開、關(guān)狀態(tài)門打開時兩燈的發(fā)光情況以及情況以及R2兩端電壓兩端電壓UR2與門關(guān)閉時相比與門關(guān)閉時相比 ()A紅燈亮，紅燈亮，UR2變大變大 B綠燈亮，綠燈亮，UR2變大變大C綠燈亮，綠燈亮，UR2變小變小 D紅燈亮，紅燈亮，UR2變小變小答案：答案：D典例啟迪典例啟迪例例3如圖如圖7213所示，電源電所示，電源電動勢動勢E10 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r1 ，R13 ，R26 ，C30 F.(1)閉合開關(guān)閉合開關(guān)S，求穩(wěn)定后通過，求穩(wěn)定后通過R1的的電流電流(2)然后將開關(guān)然后將開關(guān)S斷開，求電容器兩端的電壓變化量和流過斷開，求電容器兩端的電壓變化量和流過R1的總電量的

21、總電量(3)如果把如果把R2換成一個可變電阻，其阻值可以在換成一個可變電阻，其阻值可以在010 范圍范圍變化，求開關(guān)閉合并且電路穩(wěn)定時，變化，求開關(guān)閉合并且電路穩(wěn)定時，R2消耗的最大電功率消耗的最大電功率思路點撥思路點撥開關(guān)開關(guān)S由閉合到斷開，流過由閉合到斷開，流過R1的總電量也的總電量也就是電容器就是電容器C上的電量變化量上的電量變化量答案答案(1)1 A(2)4 V1.2104 C(3)6.25 W 歸納領(lǐng)悟歸納領(lǐng)悟含容電路分析技巧含容電路分析技巧(1)簡化電路時可以把電容器處電路作為斷路，簡化電簡化電路時可以把電容器處電路作為斷路，簡化電路時可以去掉，在求電荷量時在相應(yīng)位置補上路時可以去

22、掉，在求電荷量時在相應(yīng)位置補上(2)電路穩(wěn)定后，與電容器同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線電路穩(wěn)定后，與電容器同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線(3)電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充放電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充放電若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電電若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電可由壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電可由QUC計算電容器上電荷量的變化計算電容器上電荷量的變化(4)在含容電路中，當(dāng)電路發(fā)生變化時，除了要判斷和在含容電路中，當(dāng)電路發(fā)生變化時，除了要判斷和計算電容器兩端的電壓外，還必須要判斷電容器極計算電容器兩端的電壓外，還

23、必須要判斷電容器極板上極性的變化，判斷是否出現(xiàn)電容器先放電后反板上極性的變化，判斷是否出現(xiàn)電容器先放電后反向充電的現(xiàn)象向充電的現(xiàn)象題組突破題組突破5如圖如圖7214所示的電路中，所示的電路中，在開關(guān)剛閉合到電路中電流穩(wěn)在開關(guān)剛閉合到電路中電流穩(wěn)定的這段時間內(nèi)，下列關(guān)于各定的這段時間內(nèi)，下列關(guān)于各元件上電流或電壓的說法中正元件上電流或電壓的說法中正確的是確的是()AR1和和R2上的電流一直增大，上的電流一直增大，R3上的電流一直減小上的電流一直減小BR1和和R2上電流一直減小，上電流一直減小，R3上電流一直增大上電流一直增大C三個電阻上的電流都一直增大三個電阻上的電流都一直增大D三個電阻上的電流

24、都一直減小三個電阻上的電流都一直減小答案：答案： B解析：解析：在開關(guān)剛閉合時，電容器充電，電容器對電流的在開關(guān)剛閉合時，電容器充電，電容器對電流的阻礙作用很小，通過電阻阻礙作用很小，通過電阻R1、R2的電流較大，通過電阻的電流較大，通過電阻R3的電流為零，電路中電流穩(wěn)定時，電容器充電完畢，的電流為零，電路中電流穩(wěn)定時，電容器充電完畢，電容器相當(dāng)于斷路在開關(guān)剛閉合到電路中電流穩(wěn)定的電容器相當(dāng)于斷路在開關(guān)剛閉合到電路中電流穩(wěn)定的這段時間內(nèi)，這段時間內(nèi)，R1和和R2上的電流一直減小，上的電流一直減小，R3上的電流一上的電流一直增大，直增大，A、C、D錯誤，錯誤，B正確正確6如圖如圖7215所示的電

25、路中，電源所示的電路中，電源電動勢電動勢E6 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r1 ，電阻，電阻R16 ，R25 ，R33 ，電，電容器的電容容器的電容C2105 F若將開若將開關(guān)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時通過閉合，電路穩(wěn)定時通過R2的電的電流為流為I；斷開開關(guān)；斷開開關(guān)S后，通過后，通過R1的電荷量為的電荷量為q.則則 ()AI0.75 A BI0.5 ACq2105 C Dq1105 C答案：答案：AD電路故障問題的分析方法電路故障問題的分析方法1故障特點故障特點(1)斷路特點：電路中某一部分發(fā)生斷路表現(xiàn)為電源電壓斷路特點：電路中某一部分發(fā)生斷路表現(xiàn)為電源電壓不為零，而電流強度為零不為零，而電流強度為零(2)短路的特點：電路中某一部分發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電短路的特點：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零流通過電路而該電路兩端電壓為零2故障的分析方法故障的分析方法(1)斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時，斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時，再逐段與電路并聯(lián)