专题十五直流电路和交流电路

1、真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食， 而 是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。 启东中学专题十五直流电路和交流电路 重点难点 1电路的动态变化. 讨论干路电流 R外-r 进行动态分析的常见思路是：由部分电阻变化推断外电路总电阻（R外）的变化，再由全电路欧姆定 I总的变化，最后再根据具体情况分别确定各元件上其他量的变化情况（使 用的工具是部分电路欧姆定律、电路中各元件上的电压关系和电流关系）. 2电路故障分析：断路的表现是电路的端电压不为零而电流为零，一般是用电压表测量

2、电路中某两点 电压，若电压不为零，则说明这两点与电源的连接完好，断路点就在该两点之间，这样逐渐缩小测量范围 即可找到断路点（用电流表也可类似得出）短路的表现是电流不为零而电压为零. 3. 电源输出的最大功率 E2 电源输出功率最大的条件为：R= r，即外电阻等于电源内阻，此时的最大输出功率为Pm =，电源 4r 的效率为50%. 4电流表和电压表在电路中的作用：可分为两种情形理想情况：电流表内阻为零，电压表内阻 可视为无穷大，都对电路没有影响在分析和计算时，常将电流表视为短路，将电压表视为断路；实际 情况：可将电流表看作阻值为其内阻、能测量其本身电流的特殊电阻串入电路中，可将电压表看作阻值为

3、其内阻、能测量其本身电压的特殊电阻并入电路中. 5交流电的有效值：有效值的概念是根据电流的热效应规定的，具有等效的含义在交流电路中， 电表的测量值，计算电功用的电流和电压值，电器设备上所标的额定电流和电压值均指的是有效值. 6.理想变压器： 变压器的输入功率等于输出功率，且输出功率随负载的变化而变化，输入功率随输出功率变化而变 化； 由 5二卫1可知： 二匹 Ui，即变压器副线圈两端电压由原、畐U线圈的匝数比卫1和输入电压 U 2 n2nin2 Ui决定； 变压器副线圈上的电流由副线圈的输出电压和负载决定，即I2 =士 . R 规律方法 【例1】在如图所示的电路中，电源电动势为E.设电流表的示

4、数为I 电压表的示数为 U，电容器C 在生活磨难面前，匸精神上 的坚强和无动于衷是 2 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感 我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。 真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食， 而 是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。 所带的电荷量为 Q.将滑动变阻器 Ri的滑动触头 P向上移动，待电流达到稳定后，则与 P移动前相比 (AC ) A 若电源内阻不可忽略，则 U减小 B若电源内阻不可忽略，则 I增大 C若电源内阻不可忽略，

5、则 Q减小 D 若电源内阻可以忽略，则 Q减小 训练题如图所示，两只相同的白炽灯泡Di和D2串联后接在电压恒定的电路中若Di的灯丝断了, 经过搭丝后(搭丝后灯泡的电阻减小)仍然与D2串联，重新接人原来的电路假设在此过程中，灯丝电 阻随温度变化的因素可忽略不计，且每只灯泡两端的电压均未超过其额定电压则此时每只灯泡所消耗的 功率与原来各自的功率相比(BC ) A D1的功率变大|I D 6 B Di的功率变小 6 /| C D2的功率变大 D D2的功率变小 【例2】如图所示是一个电热器电路指示灯、电键、电热丝构成串联回路，接在电源上发现该电路 有一个元件断路、有一个元件短路，但不知道是哪个元件上

6、有故障，今用一个校验电灯分别依次接在各处 进行检测，得到如下表所示的结果，请根据表格回答下列问题： 校验次序 1 2 3 4 5 6 校验接入点 af ab cd ef ad cf 发光情况 正常发光 不发光 发光不正常 不发光 发光不正常 正常发光 (1)由前两次检测可以知道： (2) 由第三次检测可以知道： (3) 由以上检测可以知道： 断路； 短路. 【解析】(1 )第1次检测，将电灯接在 af点，正常发光，说明电路从电源 t a iff电源是连通的，即 电源正常，且灯泡的额定电压等于电源电压第2次检测，将电灯接在 ab点，不发光，说明电路不通， 所以从前两次检测可判定：电源正常，电键或

7、电热丝断路. (2) 第3次检测，将电灯接在 cd点，发光但不正常，说明电路是通的，即指示灯、电热丝没有断路. (3) 第4次检测，将电灯接在 ef点，不发光，说明电路不通，综上各次检测可判定：电键断路. 第5次检测，将电灯接在 ad点，发光但不正常，说明电路是通的，灯泡两端电压小于电源电压，所以 电热丝有电阻即是正常的. 第6次检测，将电灯接在 cf点，正常发光，说明电路是通的，灯泡两端电压等于电源电压，而ac间电 压为零，即指示灯短路. 综上所述，电路故障是：电键断路，指示灯短路. 训练题图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220V的交流电源连接，ab间、be间、 cd间

8、分别连接一个电阻. 现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用 一交流电压表分别测得b、d两点间以及 a、c两点间的电压均为 220V.( CD ) A . ab间电路通，cd间电路不通 B . ab间电路不通，bc间电路通 C. ab间电路通，bc间电路不通 R2=3 Q，当电阻箱Rx调到3 Q时, D . bc间电路不通，cd间电路通 【例3】如图所示的电路中，电源电动势E=9 V，电阻Ri=2.5 Q， 电流表的示数为2 A .求： (1 )电源的内电阻； (2)调节电阻箱，使电流表的示数为1.8 A时，电阻R2消耗的电功率. 【解析】(1 )当Rx=3 Q时，则电路外电阻为 R = R&

9、 Rx41.1 RRx 由闭合电路欧姆定律I有：r = E _ r = 0.5 :. R+rI (2)调节电阻箱后，由闭合电路欧姆定律I(R1 r) U2 有：U2 = E -I(R1 r) =9 -1.8(2.5 0.5) (V) =3.6V u 2 所以电阻R2消耗的电功率为F2- =4.32W . R2 训练题在图电路中，电源由6个电动势为1.5 V、内电阻为0.1 Q的电 池串联而成，R1为4.4 Q, R2为6Q，变阻器R3开始时接入电路的阻值为 12 Q，R,的额定功率为3 W问： (1 )此时通过R1的电流是多大？ (2 )此时电源的输出功率是多大? (3)为确保R2消耗的实际功

10、率不超过它的额定功率，变阻器Rs接 入电路的阻值应满足什么条件? 答案：(1) I=1A (2) P=8. 4W (3) 变阻器Ra接入电路的阻值应小于、等于17Q 5 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是 我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。 真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食， 而 是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。 【例4】如图所示，一理想变压器原线圈匝数ni=iioo 匝, 线圈匝数 =180

11、匝，交流电源的电压 Ui =220-.2 sin120二tV， 阻R=45 Q，电压表、电流表均为理想电表，则（ BD ） C . A2的示数约为1.1A D . V的示数为36V R 能力训练 1 在图示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、 外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表 在电源的正极a，再将黑表笔分别连电阻器 R1的b端和R2的c端，并 用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是（A ） R2及另 笔连接 观察万 A .直流10V挡 B .直流0.5A挡 C .直流2.5V挡 D .欧姆挡 2. 电路如图，电源内阻不能忽略, R1 = 10Q

12、， & = 8Q，开关接通 的示数 U1 = 2.0V，则当开关接通 2时, 电压表的示数可能是（C ） 2.2V B . 2.0V 1.8V D . 1.6V 1 电压表 3. 如图所示，是测定两个电源的电动势 E和内电阻r实验中得到的路端 电压U 和电流I的图线，则应有（ACD ） A .当丨1 = 12时，电源总功率卩1=卩2 B .当11=12时，外电阻R1=R2 C.当U1 = U2时，电源输出功率 P出1 P出2 D .当U1 = U2时，电源内部消耗的电功率P内1 P内2 rr 4. 如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 OO以恒定的角速度转动, 当线圈平

13、面与磁场方向平行时开始计时, 线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化.在 兀 t= A 交流电的频率为 50HzB. Ai的示数约为0.13A 8 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是 我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。 甲乙 时刻 （CD ） A. 线圈中的电流最大 B. 穿过线圈的磁通量为零 C. 线圈所受安培力的力矩为零 D .线圈消耗的电功率为零 5. 南京）所示电路中，电源电动势E=10V ,内阻r=1 S Q ,电容器电容 C=40卩F,电阻R1=R2=4Q , R3=5 Q。接通电键 S,待电路稳疋后，求

14、： (1) 理想电压表V的读数； (2) 电容器的带电量。 答案：当开关合上后，等效电路如图所示，这时电压表测得的是R3R1两端的 电压U3,电容器两端的电压为 R1两端的电压U1 (1)流过电路中的总电流 R1R3r 代入数据得l=1AU3=IR3U3=5V (2) Ui=IRiUi=4V C=Q/U 1Q=CU=1.6X10 C 6. 如图所示，电源的电动势 E =12V，内阻不计, 电阻尺=只2=只3=4门,民=12门，电容器的电容 C=10F，其中 有一带电微粒恰好处于静止状态。若在工作的过程中，电阻R2突然发 生断路。电流表可看作理想电表。求： (1) 带电微粒加速度的大小和方向。

15、(2) 从电阻R2断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量。 答案：(1) R2断路前，由于&=R2, R2两端电压为U2 =E = 6V 2 3 由于R3：民=13, &两端电压为u4=-E=9V 4 电容器两端电压为 UC =3V，带电量Qc=CUc=3 10 10-3 10C (上板带负电) 带电微粒静止 d , 1 R2断路后，电路稳定后，电容器两端电压Uc二U3 E=3V， 4 电容器带电量为 Qj=CU=3 10C (上板带正电) 带电微粒的加速度 mg qU mg qU = _2m = 2g，方向竖直向下。 m qA 二Qc Qc =6 10C (2)从电阻R2断路到电路稳定的过

16、程中，流经电流表的电量 真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食， 而 是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的 7. 年如图所示，是用直流电动机提升重 置示意图，电源电动势 E = 100V，内电阻r1= I，电动 圈电阻r2= 4“。重物质量 m= 36kg，重物被电动机以 v 0.5m/s的速度匀速提起，不计重物运动中所受的阻力，取 电动机 1_ U 10m/s2，试求：电路中的电流I和电源的输出功率 P。 答案：电源的输出功率：P= UI由闭合电路欧姆定 物的装 机的线

17、g= 律E 10 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是 我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。 =U + Iri即 P= I ( E Iri) 电动机的热功率：P热=I 2r2电动机的输出机械功率：P出=mgv 贝V： P= mgv+l % 所以得：I2 ( r2+ ri) IE + mgv= 0代入数据化简，得：I 2 20I + 36= 0 所以 I = 2 (A)(I = 18A 舍去)得 P= 196 ( W) &年港一个矩形线圈在一匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速转动，产生的交变 电动势表达式为e=311sin314tv，试求： (1) 电动势的最大值、