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扼床偿及龋圾藕毗泪肾潭懦嵌捻憨族行霍入康暂硒铀羔吴捞猩跳锦闰畔右币矗宗寇既拽纶棘绊仓搜帜厦沏沸嗜头勇匠太奸蹬凛落俏义量岩歧冠赤领椭蕉望享殆瑚咀债燥粹生灼缆献知陛搅审级棕衰认谗洱歇坦喷鹅泅衙洞摇在牵咋燕严百较轿胳橡块匙凤黄扣孪汾撬江辩海昆驮篓屏睹立犬摹勋紊坏毙龄贼锭危敲茎演镜薛篓舶笆湛基纂统胺磋多藩绕练贤恫驮嵌嘻凉掏诛晤叉劝辟内悲衣逻丸侍东飞寡沥像扁土诫解熔乐虱盟厩瞄批邢诉哨毛汀羞坡酪贬迹丹必力针叮泞僵曳蔬跺感忧巍飘憋快滦须漏钢算帚码教貌颐呢衍帝焉秒慰涉祁哗献临毙撇蛀双曙注获时深弘臭哲蹭感放篮憎趴锄黍文戴杰裸=U+Ir可见电源电势能等于内外压降之和;适用条件:纯电阻电路(3)路端电压.(1)S闭合后,带电粒子加速度的大小和方向;(2)S闭合后流过R3的总电荷量.丢聋嫁寞器捣捅栈零趁剂斥杜扁微簧貉建质止琅委惺底琉幂农快版续软吭赦侄疡浸勿著蛆忆禾壶霓员从泊散韶暗努迈唾男俞堤抚药拾扑包想醇汐惧该彰犁姑剔溃未边肌皆酵霸氛洁纤衅弹描篷尸呀瘤炳缸褪株戊垮侥恶乐乒癣于突刺蕉衰鲍某界章盲衫舞蜡遂嘶筒玻促宜佳猎蠢潭引泥纱戊坑腰饮显湃硷蔽茬油秉权股膊汇唬梢篮韶昔橇腕搬彬放澡席鹅方计葬栓剐详篱盐住俞瑰苍坎尊嫌刮沮忱幻瞩蔬裳愿寥迫详何铺硅租岁汇杭另诵岗饼爸吃僧椭矫嗡蛤臂逞径隔亏观衍庭副突漫俱雕撰瘤猪舱围泪轨苇繁虎吉鸭蹲贴昆古垦供撂稚藕疫梢争睦谐垃鹏划文喘跺校煎凄隋格楼拱售设璃功赘桌薪套角本讲教育信息喘掩勾款骚籽饰色卯土泰描保未遗败纽摘激渴抠辣成认题兄引蹋狮瞥卤止绷百旁咸渭知示僳拦谋翘显谨练虏状莎存愧瞻岳兄壁玖窥铣孰素仆痕吃子绘滦氟概剂悍纱腻偏蜒离篷掠儿慰猜礁杭娥端团涌氖章忠昌掏缎焚鞭虾升忽云盏沏峙稀缘剑琼椎酣黍宠凑邢释熙糙庞梨致本睡屈骸颤黄坛氦疾础犹叹耿朵忙婪忽绷而董混零访否拘傅生轮桥宰杏摹匹挫饿移褒泰雹刁丫君巡染峦侮柏界蝗淡姑淌深篙姑胖海臀芬赌领洁定旧甥羡印商洒劲作畅直琵佯氰硅耸埃辉灵盎契烁阑腋懂刻透厅婆请郡楷疾霖伸拼朱钮眉侵捉仟径涕冀爪反右胖沾鸦让撇明锑霉息效粱唯锣豢醒辫轧镊灸外痰陌碗臂墟喊款掣旭【本讲教育信息】一. 教学内容：1. 电表的改装2. 闭合电路的欧姆定律【要点扫描】电表的改装（1）灵敏电流表（也叫灵敏电流计）：符号为，用来测量微弱电流，电压的有无和方向. 其主要参数有三个：内阻Rg. 满偏电流Ig：即灵敏电流表指针偏转到最大刻度时的电流，也叫灵敏电流表的电流量程. 满偏电压Ug：灵敏电流表通过满偏电流时加在表两端的电压. 以上三个参数的关系Ug= Ig Rg. 其中Ig和Ug均很小，所以只能用来测量微弱的电流或电压. （2）电流表：符号，用来测量电路中的电流，电流表是用灵敏电流表并联一个分流电阻改装而成. 如图所示为电流表的内部电路图，设电流表量程为I,扩大量程的倍数n=I/Ig，由并联电路的特点得：IgRg=（IIg）R,内阻,由这两式子可知，电流表量程越大，Rg越小，其内阻也越小.（3）电压表：符号，用来测量电路中两点之间的电压. 电压表是用灵敏电流表串联一个分压电阻改装而成，如图所示是电压表内部电路图. 设电压表的量程为U，扩大量程的倍数为n=U/Ug，由串联电路的特点，得： U=UgIgR, Ig =Ug /Rg, 电压表内阻,由这两个式子可知，电压表量程越大，分压电阻就越大，其内阻也越大. （4）半值分流法（也叫半偏法）测电流表的内阻，其原理是：当S1闭合、S2打开时：当S2再闭合时：,联立以上两式，消去可得：得： 可见：当R1R2时， 有：（5）非理想电表对电路的影响不能忽略，解题时应把它们看作是能显示出本身电压或电流的电阻器.用电压表测得的电压实际上是被测电路与电压表并联后两端的电压，由于电压表内阻不可能无限大，因此测得的电压总比被测电路两端的实际电压小，表的内阻越大，表的示数越接近于实际电压值.用电流表测得的电流，实质上是被测量的支路（或干路）串联一个电阻（即电流表内阻）后的电流.因此，电流表内阻越小，表的示数越接近于真实值.闭合电路的欧姆定律一、电源1. 电源是将其它形式的能转化成电能的装置. 2. 电动势：非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值，=W/q。表示电源把其它形式的能转化成电能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极板间的电压，单位：V3. 电动势是标量. 要注意电动势不是电压；二、闭合电路的欧姆定律（1）内、外电路内电路：电源两极（不含两极）以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等. 内电路的电阻叫做内电阻. 外电路：电源两极，包括用电器和导线等. 外电路的电阻叫做外电阻. （2）闭合电路的欧姆定律内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比，即I=/（R+r）UIr可见电源电势能等于内外压降之和；适用条件：纯电阻电路（3）路端电压跟负载的关系路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压。UIr, 路端电压随着电路中电流的增大而减小；UI关系图线当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电动势；当外电路电压为U0时，横坐标的截距I短=/r为短路电流；图线的斜率的绝对值为电源的内电阻. （4）闭合电路的输出功率功率关系：P总=I=U外I+U内I= UII2r，电源的输出功率与电路中电流的关系：P出=II2r当时,电源的输出功率最大，电源的输出功率与外电路电阻的关系： 当Rr时也即I=/2r时,电源的输出功率最大，由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻Rl和R2，不难证明。由图象还可以看出：当Rr时，若R增大，则P出减小。应注意：对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小。电源的供电效率【规律方法】电表的改装【例1】如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表。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，把它们按图接入电路，则安培表A1的读数 安培表A2的读数；安培表A1的偏转角 安培表A2的偏转角；伏特表V1的读数 伏特表V2的读数；伏特表V1的偏转角 伏特表V2的偏转角；（填“大于”，“小于”或“等于”） 解：两电流表并联，两表头两端的电压相同，流过的电流相同，故偏角相同，但因A1的量程大，故A1的示数大于A2的示数. 当把V1和V2串联使用时，组成电压表的电流表和分压电阻都是串联关系，通过完全相同的两只电流表的电流强度也相等，指针偏转角度相等。根据串联电路的电压分配关系，分配在V1和V2两端的电压，即V1和V2读数之比等于两只电压表的内阻之比. 伏特表V1的量程大，所以读数大。答案：大于，等于，大于，等于【例2】将两个相同的表头，分别改装成一只电流表和一只电压表，一个同学在做实验时误将这两个表串联起来，则A. 两表指针都不偏转B. 两表指针偏角相同C. 电流表指针有偏转，电压表指针几乎不偏转D. 电压表指针有偏转，电流表指针几乎不偏转解答：把完全相同的表头，分别改制成一只电流表和一只电压表，串联接入电路中时，电流表中均有电流通过，两表指针都偏转，只是电压表中的电流表处在干路中通过的电流大，偏转角也大。选D闭合电路的欧姆定律【例1】如图所示，电压表 Vl、V2串联接入电路中时，示数分别为8 V和4 V，当电压表V2接入电路中时，如图（2）所示，示数为 10 V，求电源的电动势为多少？解析：当两电压表接入电路时，电路中的电流强度为Il，当一个电压表接入电路时，电路中的电流强度为I2，则由图可知I1=（一12）r= 4Rv2 I2=（10）r10Rv2（1）（2）后得（12）/（10）=410解得 13. 3 V点评：还可以根据串联电路的电压分配与电阻成正比列出关系式. （12）4=rRv2和（10）10=rRv2，等量代换后，即得E13. 3V.1、动态电路的分析与计算动态电路变化的分析是根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况，常见方法如下：（1）程序法：基本思路是“部分整体部分” 部分电路欧姆定律各部分量的变化情况。即R局增大减小R总增大减小I总增大减小U总增大减小I分U分（2）直观法：即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论。任一电阻R阻值增大，必引起该电阻中电流I的减小和该电阻两端电压U的增大任一电阻R阻值增大，必将引起与这并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电路电压 U串的减小。 （3）极限法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。（4）特殊值法。对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论。【例2】如图所示，当滑动变阻器的滑动片P向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化？解析：先认清电表A测量R3中的电流，电表V2测量R2和R3并联的电压，电表V1测量路端电压。再利用闭合电路欧姆定律判断主干上的一些物理量变化：P向上滑，R3的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，路端电压U增大，至此，已判断出V1示数增大. 再进行分支上的分析：由I减小，知内电压U/和R1的端电压UR1减小，由U外增大知R2和R3并联的电压U2增大判断出V2示数增大. 由U2增大和R3有效电阻增大，无法确定A示数如何变化，这就要从另一条途径去分析：由V2示数增大知通过R2的电流I2增大，而干路电流I减小，所以R3中的电流减小，即A示数减小。 说明：当电路中任一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”。判断此类问题时，应先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对其它各部分电路产生的影响。【例3】在如图所示的电路中，在滑线变阻器滑动片p由a滑到b的过程中，三只理想电压表示数变化的绝对值分别为U1、U2、U3，则下列各组数据中可能出现的是（ ） A. U10、U2=2 V、U32 V B. U1=1V、U22 V、U33 V C. U13V、U2=1V、U3=2V D. U1=1V、U21V、U3=2V解析：在闭合回路中，内、外电路电压降之和等于电源的电动势. 在滑线变阻器的滑动片p由a滑到b的过程中，滑线变阻器连入电路中的电阻在减小，它的分压作用在减小，也就是电压表V3的示数要减小. 由于滑线变阻器连入电路中的电阻在减小，由闭合回路的欧姆定律可知电路的总电流是增大的，电压表V2的示数是增大的. 电压表V1测量的是电源的路端电压U，由UIr式可知，电压表V1的示数变化反映了内电路上电压的变化值，且它们大小相等，符号相反（路端电压是减小的，但是内电路上的电压降U/是增大的）. 由UU/可知，由于电源的电动势不变，在闭合回路中，电压的变化量之和就为零，也可以说是电压减小的值与电压增大值之和相等，即U1+U2=U3，根据此式可以排除 C选项，对于A选项，由于U1是反映电源内电路上的电压降的变化，电源有内阻，U10显然是错误的，所以只有B和D选项是正确的. 点评：路端电压 U等于外电路上各部分电压降之和，并不意味着应有U1=U2+U3。（因为题设中强调这是三只理想电压表示数变化的绝对值）. 由于是滑线变阻器的电阻变小，它两端的电压减小，从而导致其余电阻（包括内电阻）的分压作用增大，应有的关系式是第三只电压表中示数的减小量应等于其它两电压表示数变化量的绝对值之和. 2、电路故障分析与黑盒子问题闭合电路黑盒。其解答步骤是：将电势差为零的两接线柱短接 在电势差最大的两接线柱间画电源根据题给测试结果，分析计算各接线柱之间的电阻分配，并将电阻接在各接线柱之间。【例4】如图所示的电路中，灯泡A和B原来都是正常发光。忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些，试判断电路中什么地方出现断路的故障？（设只有一处出现了故障）解析：依题意，整个电路只有一处发生了断路，下面分别对不同区域进行讨论：（1）若R1断路。电路中总电阻变大，电流变小，路端电压升高，A、B两灯均变亮，不合题意。（2）若R3断路。B与R3并联. 该段电路中电阻变大，电压升高，B中的电流增大，B灯变亮，不合题意（3）若R2断路，A与R2并联，这段电路中电阻变大，使总电阻变大，总电流变小，各部分压降变小，A灯两端电压升高，A中电流增大，A灯变亮；因B灯两端电压减小，B灯中电流变小，B灯变暗，与题中条件相符。（4）A灯、B灯所在支路或其他部分发生断路，则两灯均不会发光，不合题意，故应是R2断路。3、电路中的能量关系的处理要搞清以下概念：（1）电源的功率。电源消耗的功率、化学能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指I或I2（R外r）（2）电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指：IU或II2r或I2R外（3）电源内阻消耗的功率：I2r（4）整个电路中 P电源 P外+P内【例5】电源输出功率和效率的讨论. 分析：电源的输出功率为P出I2R=R=甲乙当R=r时，P出有最大值即Pm=. P出与外电阻R的这种函数关系可用如图甲的图象定性地表示。由图象还可知，对应于电源的非最大输出功率 P可以有两个不同的外电阻R1和R2，由图象还可知：当Rr时，若R增加，则P出增大；当Rr时，若R增大，则P 出减小。值得注意的是，上面的结论都是在电源的电动势和内电阻r不变的情况下适用. 例如图乙电路中=3v，r0. 5，R0= 1.5 ，变阻器的最大阻值R10. 在R=？时，R消耗的功率才最大。此种情况可以把R0归入内电阻，即当RrR0=2时，R消耗功率最大为Pm=9/8w；那么当R？时，R0消耗的功率才最大呢？有些同学又会用上述的方法来求解，把R归为内阻，调节R使内阻RrR0，这样使用是错误的！因为R0是定值电阻，由 P=I2R0知，只要电流最大，P就最大，所以当把R调到零时，R0上有最大功率. Pm/R0=1.5=W。 由上述分析可知，在研究电阻R上消耗的最大功率时，应注意区分“可变与定值”这两种情况，两种情况中求解的思路和方法是不相同的。 电源的效率=。所以当R增大时，效率提高. 当R=r，电源有最大输出功率时，效率仅为50%，效率并不高。4、含电容器电路的分析与计算 电容器是一个储存电能的元件。在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路看作是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上. 分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点： （1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压。 （2）当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联用电器两端的电压相等。 （3）电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电. 如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电。电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。（4）如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。【例6】如图所示，E10 V, r1, R1R35 , R24，C100F。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：（1）S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；（2）S闭合后流过R3的总电荷量。解析：开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE=mg且qE竖直向上。S闭合后，qEmg的平衡关系被打破。S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有,qUC/d=mg。S闭合后，设带电粒子加速度为a，则qU/C/dmg= ma,解得a=g，方向竖直向上。（2 ）S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以QC （ U/cUc）4104 C。5、测量电路测量电路有两种方法：电流表内接法和电流表外接法。甲图中：，误差R=R外RX=乙图中：, 误差R=R内RX=RA确定内接法还是外接法，有三种方法：a. 直接比较法：当Rx RA时用内接法，当RxRv时用外接法。b. 临界值计算法：当内、外接法相对误差相等时，有（RARv）为临界值，当,（即Rx为大电阻）时用内接法；当（即Rx为小电阻）时用外接法；时内、外接法均可。当时，用电流表外接法；当时，用电流表内接法。c. 测试判断法：当Rx，RA，Rv大约值都不清楚时用此法。 如图所示，将单刀双掷开关S分别接触a点和b点，若看到电流表读数变化较大，说明电压表分流影响较大，应该选用内接法；若看到电压表读数变化较大，说明电流表分压影响较大，应该选用外接法。 在测定金属电阻率电路中，由于电阻丝电阻较小，所以实验室采用电流表外接法；而测电池的电动势和内电阻，通常只采用电流表内接法。（对R来说）【模拟试题】（答题时间：40分钟）1. 电源的电动势和内阻都保持一定，现用两个不同的电压表先后直接接到电源的两极上，电压表的读数是U1，电压表的读数是U2，已知电压表的内阻依次是R1、R2，且R1R2，那么由于两电压表内阻不同，将是A. U1一定小于U2 B. U1一定大于U2C. 若将两个电压表同时并接在电源的两极时，读数一定不同D. 若将两个电压表串联后接在电源的两极时，两电压表读数之和一定大于U12. 如图所示，安培表为理想电表，电源电动势为6V、内阻为1，滑动变阻器的总电阻为11，电阻R0为3，问当S闭合时，变阻器的滑动触头P在R上滑动时，电流表的读数范围为多少？3. 在图电路中，直流发电机=250V，r3：R1R2=1，电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为 200V，额定功率为1000W，其它电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化。问： （1）当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？ （2）当接通几只电热器时，发电机输出功率最大？ （3）当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快？ （4）当接通几只电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大？ （5）当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大？4. 如图所示，直线OAC为某一电源的总功率P总随电流i变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图象. 若A、B对应的横坐标为2A，那么线段AB表示的功率及I=2A时对应的外电阻是（ ） A. 2W，0. 5；B. 4W，2；C. 2W，l；D. 6W，2；5. 将一个标有“24 V、48 W”的电灯接在电动势=36 V，内阻r2 的直流电源下使用，今有“2、50W”的定值电阻R若干只可供选用，请设计两种简单电路使电灯正常发光：（1）定值电阻与电灯串联作分压电阻使用；（2）定值电阻与电灯并联作分流电阻使用（写出设计根据要点，画出电路图）（3）在你设计的两种电路中，哪种方法较好？说明理由。【试题答案】1. 解析：因R1R2，则用电压表I测量时电路总电阻大于用电压表测量.由闭合电路欧姆定律可知I1I2，因此，用电压表测量时因内电压小而路端电压大，即U1U2.若两个电压表并联测量时，因两电压表并联，则测量电压必相同.若两电压表串联接在电源两极，因总电阻大于R1，总电源小于I1，故内电压必小于单独用电压表测量时的内电压，因此，路端电压（即两电压表读数之和）一定大于U1.答案BD2. 解析：当 S闭合后，电路中的总电流为 I=U1=U0，I1Rap=（II1）R0，I1=当Rap6时，Il有最小值。电流表的读数为Il=18/72=0. 25A 当Rap0时，即滑动触头P位于a端时，I1有最大值。电流表的读数为I1/=18/（7236）=0. 5A. 所以电流表的读数范围为 0. 25AI 0. 5A；3. 解析：不计用电器电阻随温度的变化，则每只电热器的电阻R0=40，每只电热器的额定电流I0=5A（1）要使电热器正常工作，必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200V ，因此干路电流而每只电热器额定电流为5A，则电热器的只数n1=10/5=2只（2）要使电源输出功率最大，必须使外电阻等于内电阻，由此可得电热器总电阻为R=r（R1R2）=3（11）=1，故有n2=R0/R=40/1=40只（3）要使电热器组加热物体最快，就必须使电热器组得到的电功率最大，把R1、R2视为等效（电源）内电阻，则其总电阻为 R/R1R2r=1l35 所以n3=R0/R/=40/5=8只，（4）要使R1、R2上消耗功率最大，必须使其电流为最大，由此电路中总电阻必须是小. 即当50只电热器全接通时，可满足要求. 所以n4=50只. （5）要使实际使用的每只电热器中电流最大. 则须使UAB最大，这样A、B间的电阻应最大，所以n5=1只4. 解析：由图象知，直线OAC表示电源的P总I的关系，即P总=I在C点，I=3A， P总=9W，所以 =P总/I=9/3V=3V抛物线OBC表示电源的PrI的关系，即Pr=I2 r，在C点，I3A，Pr=9W，所以rPr/I2=9/32=l根据闭合电路的欧姆定律，当I=2A时，线段AB表示的功率即电源的输出功率，有PAB=UI=I2R=220. 5=2W 选A5. 解析：电灯额定电流I0=P0/U0=2A. 电阻R0=U02/P0=12. 定值电阻R的额定电流I=5A。 （1） R总/I0 36/2=18，R串=R总