电路(电路分析)

1、 电路分析电路分析2.5 电路电路本节概要本节概要（1）电路、电源的外特性）电路、电源的外特性（2）闭合电路欧姆定律）闭合电路欧姆定律（4）动态电路分析）动态电路分析（5）含电容器的直流电路分析）含电容器的直流电路分析（6）电路故障分析）电路故障分析（3）复杂电路的化简）复杂电路的化简（1）电路、电源的外特性）电路、电源的外特性常见的电路元件及其符号常见的电路元件及其符号电池电池 开关开关电灯电灯滑动变阻器滑动变阻器电阻电阻电容电容 电流表电流表电压表电压表电动机电动机交叉相连导线交叉相连导线AV由金属导线和电子器件组成的导电回路直流电通过的电路称为“直流电直流电路路”;交流电通过的电路称为“

2、交流电路交流电路”一、电路一、电路：处理模拟信号的电路叫做“模拟电路模拟电路”数字信号处理数字信号的电路叫做“数字电路数字电路”模拟信号电路图电路图实物图实物图电路的作用：电路的作用：（1）传递信息，对信息进行处理）传递信息，对信息进行处理（2）传递能量，对能量进行转化）传递能量，对能量进行转化部分电路部分电路：泛指电路的一部分闭合电路（全电路）闭合电路（全电路）：指包括电源在内的整 个闭合回路外电路：外电路：电源外部的电路，包括用电器、导线等. 内电路：内电路：电源内部的电路. 1、外电路电势的变化、外电路电势的变化外电路中沿电流方外电路中沿电流方向电势降低向电势降低1234562、内电路中

3、电势的变化、内电路中电势的变化abcdIr电势电势 突升突升 内阻上电势降低内阻上电势降低3、全全电路中电势的变化电路中电势的变化IrEbaIrEba电源内电路中，沿电流电源内电路中，沿电流方向电势方向电势升中有降升中有降，升，升高高E，并降低，并降低Ir等效等效ErRS+ + 电流+电动势3、全全电路中电势的变化电路中电势的变化E=U内内+U外外二、路端电压与输出电流之间的关系二、路端电压与输出电流之间的关系路端电压路端电压：电源正负极之间的电压内电压内电压：在电源内阻上的电压电源内部的电流与电源输出的电流相等电源内部的电流与电源输出的电流相等E=U内内+U外外E=Ir+UE=Ir+UU=E

4、-IrU=E-Ir！既适用于外电路是纯电阻的电路，也既适用于外电路是纯电阻的电路，也适用于外电路是非纯电阻的电路（如电动适用于外电路是非纯电阻的电路（如电动机）机）电源的输出特性曲线电源的输出特性曲线 (1)(1)图象的函数表达图象的函数表达 IrEUrEI/短在在横轴横轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的短路电流短路电流图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越厉害，图线倾斜得越厉害在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示电源表示电源的的电动势电动势E E (2)(2)图象的物理意义图象的物理意义UIOEI短例题例题2 2 图1为两个不同闭合电路

5、中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是 （ ）A电动势E1E2，发生短路时的电流I1 I2B电动势E1=E2，内阻r1r2C电动势E1E2，内阻 r1 r2D当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大AD工作点工作点:电源的电源的U-I图像与负载的图像与负载的U-I图像的交点图像的交点I/AU/V 0 2 4 6 BA3210I/AU/V 0 2 4 6 A3210B电池的串并联电池的串并联1 1、串联：、串联：2 2、并联、并联：00nrr 串串nE00rn1r 并并E电动势方向相同时的情况电动势方向相同时的情况（2）闭合电路欧姆定律）闭合电路欧姆定律外电阻外电阻R R内电

6、阻内电阻r r内电路内电路外电路外电路rERs对纯电阻电路对纯电阻电路 IrIRE+=E=U+IrE=U+IrIRU=E=UE=U外外+U+U内内rREI+=得1 1、内容内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比2 2、表达式：、表达式： rREIIrIRE 即闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律IRU外是外电路上总的电势降落，是外电路上总的电势降落，即即路端电压路端电压. .IrU内是内电路上的电势降落，是内电路上的电势降落，即即内电压内电压. .3、适用条件：、适用条件：只适用于只适用于纯电阻电

7、路纯电阻电路例题例题 电动势为2V的电源跟一个阻值为9的电阻接成闭合电路，测得电源两端电压为1.8V，求电源的内电阻？ 例题：例题： 如图所示电路，电源电动势为如图所示电路，电源电动势为1.5V1.5V，内，内阻为阻为0.12 0.12 ，外电路的电阻为，外电路的电阻为1.38 1.38 ，求电，求电路中的电流和路端电压。路中的电流和路端电压。解解：由题意知，电动势：由题意知，电动势E=1.5 VE=1.5 V，外电阻，外电阻R=1.38 R=1.38 ，内阻，内阻r=0.12 r=0.12 . .由闭合电路欧姆定律得由闭合电路欧姆定律得： AArREI112.038.15.1路端电压路端电压

8、为为U U = =IRIR =1=11.38 V1.38 V =1.38 V =1.38 V 例例: 在图中，在图中，R114，R29当开关当开关S切换到位切换到位置置1时，电流表的示数为时，电流表的示数为I10.2A；当开关；当开关S扳到位置扳到位置2时，电流表的示数为时，电流表的示数为I20.3A求电源的电动势求电源的电动势E和内阻和内阻r解解: 根据闭合电路欧姆定律可列出方程：根据闭合电路欧姆定律可列出方程：EI1R1I1r，EI2R2I2r消去消去E，解出，解出r，得，得122211IIRIRIr代入数值，得代入数值，得 r1将将r值代入值代入EI1R1I1r中，可得中，可得 E3V一

9、种测量电源电动势一种测量电源电动势和内电阻的方法和内电阻的方法RLRLRLR如何求电源输出的电流和路端电压？如何求电源输出的电流和路端电压？思考与讨论：思考与讨论：R4 4、路端电压、路端电压U U随外电阻随外电阻R R变化的讨论变化的讨论当当R R外外增大时，增大时， U U外外也随之增大也随之增大当外电路断开时当外电路断开时, R, R外外=, U=, U外外= = E E当外电路短路时当外电路短路时, R, R外外=0, U=0, U外外=0,I=0,I短短= = 很大，很大，Er在电源末接入电路的情况下，用电压表直接测量电池在电源末接入电路的情况下，用电压表直接测量电池两极所得到的数值

10、，两极所得到的数值，近似等于近似等于电源电动势的大小电源电动势的大小路端电压路端电压: :IrEUrREIErRRU讨论：讨论：一般情况下不允许外电路短路一般情况下不允许外电路短路。UREaba bbdcabdcabdaca b（3）复杂电路的简化复杂电路的简化R1R2R3R4VAC原则原则无电流的支路可以去除；无电流的支路可以去除；等电势的各点可以合并；等电势的各点可以合并；理想导线可以任意长短；理想导线可以任意长短；理想电压表可认为断路，理想电压表可认为断路， 理想电流表可认为短路；理想电流表可认为短路；电压稳定时电容器可认为断路。电压稳定时电容器可认为断路。方法方法先将各结点用字母标出；

11、先将各结点用字母标出；判定各支路元件的电流方向（若电路原无电压判定各支路元件的电流方向（若电路原无电压电流，可假设在总电路两端加上电压后判定）；电流，可假设在总电路两端加上电压后判定）；按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；逐一画出；将画出的等效图加工整理。将画出的等效图加工整理。（1）电流分支法：）电流分支法： 先将各结点用字母标出；先将各结点用字母标出；判定各结点电势的高低（若原电路未加电压，判定各结点电势的高低（若原电路未加电压，可先假设可先假设 加上电压）；加上电压）；将各结点按电势高低自左到右排列，再将各结将各结点按电势高低自左到右

12、排列，再将各结点间的支路画出；点间的支路画出；将画出的等效图加工整理。将画出的等效图加工整理。（2）等势点排列法：）等势点排列法：R1R2R3R4R51212R1R2R3R4R512练习练习电桥电路电桥电路可用此电路测电阻可用此电路测电阻电桥电路电桥电路URRRURRRx22311+=+2x2131RRRRRR+=+2x13RRRR=x231RRRR=复杂电路复杂电路节点电流节点电流回路电压回路电压（4）动态电路分析）动态电路分析4、用、用电器的断路电器的断路或或短路短路引起的变化引起的变化成因成因：3、开关的闭合与断开开关的闭合与断开引起的变化引起的变化2、光敏电阻光敏电阻或或热敏电阻热敏电

13、阻阻值改变引起的变化阻值改变引起的变化1、滑动变阻器、滑动变阻器电阻改变电阻改变引起的变化引起的变化思路思路:依据依据：闭合电路欧姆定律、部分电路：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串欧姆定律、串并并联电路的联电路的特点特点。如图所示电路，电源内阻不可忽略如图所示电路，电源内阻不可忽略.开关开关S闭合后，在变阻器闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（的滑动端向下滑动的过程中（ ）A. 电压表与电流表的示数都减小电压表与电流表的示数都减小B. 电压表与电流表的示数都增大电压表与电流表的示数都增大C. 电压表的示数增大，电流表的示数减小电压表的示数增大，电流表的示数减小D. 电压表的示数

14、减小，电流表的示数增大电压表的示数减小，电流表的示数增大. 例例A串反并同串反并同练习：练习：2如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是向右端移动时，下面说法中正确的是()A电压表电压表V1的读数减小，电流表的读数减小，电流表A1的读数增大的读数增大B电压表电压表V1的读数增大，电流表的读数增大，电流表A1的读数减小的读数减小C电压表电压表V2的读数减小，电流表的读数减小，电流表A2的读数增大的读数增大D电压表电压表V2的读数增大，电流表的读数增大，电流表A2的读数减小的读数减小 AD （5）

15、含有电容器的直流电路含有电容器的直流电路特点：特点：充电结束后充电结束后，电容器可视为断路，电容器可视为断路，与其与其相连的电阻无电流，该电阻两端没有电相连的电阻无电流，该电阻两端没有电压，充当导线的作用压，充当导线的作用充电过程中充电过程中，电容器所在支路有电流通过，电容器所在支路有电流通过 如图所示，电源电动势如图所示，电源电动势=12=12伏，内伏，内阻阻r=1r=1欧，电阻欧，电阻R R1 1=3=3欧，欧，R R2 2=2=2欧，欧，R R3 3= 5= 5 欧 ， 电 容 器 的 电 容 量欧 ， 电 容 器 的 电 容 量C C1 1=4F,C=4F,C2 2=1F,=1F,求求

16、C C1 1、C C2 2所带电所带电量。量。 QQ1 1=1.6=1.61010-5-5库库 Q Q2 2=10=10-5-5库库例例练习（6）电路故障分析）电路故障分析 如图所示的电路中，闭合电键如图所示的电路中，闭合电键k k后，灯后，灯a a和和b b都正常发光，都正常发光， 后来由于某种故障使灯后来由于某种故障使灯b b突然变亮，电压表读数增加，由此推断这突然变亮，电压表读数增加，由此推断这故障可能是故障可能是 （ ）A Aa a灯灯丝烧断灯灯丝烧断 B B电阻电阻R R2 2断断C C电阻电阻R R2 2短路短路 D D电容被击穿短路电容被击穿短路课堂训练课堂训练B B七、电路故障

17、分析七、电路故障分析一、电路故障的原因一、电路故障的原因1 1 、断路断路的特点的特点 电流为零，断点的同侧无电势差，电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差若只有一个断点，断点的两端有电势差造成的结果造成的结果 电路中的总电阻增大，干路上的电流电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大减小，与其并联的用电器两端的电压增大2 2 、短路短路的特点的特点 被短路的用电器两端无电压，用电被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过器无电流流过 电路中总电阻减小，干路电流增大电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的，被短路用电器不

18、工作，与其串联的用电器两端电压增大用电器两端电压增大造成的结果造成的结果A 例例5 5、如图所示的电路中，闭合电键，灯、如图所示的电路中，闭合电键，灯L L1 1、L L2 2正常发光，由于电路出现故障，突然发现正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯灯L L1 1变亮，灯变亮，灯L L2 2变暗，电流表的读数变小，根变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是：（据分析，发生的故障可能是：（ ）A A、R R1 1断路断路 B B、R R2 2断路断路C C、R R3 3短路短路 D D、R R4 4短路短路电路故障分析电路故障分析例例: :如图所示的电路中，开关如图所示的电路中，开关S

19、 S闭合后，由于电阻发生短路或闭合后，由于电阻发生短路或者断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则肯定出现了者断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则肯定出现了下列那种故障？下列那种故障？ A A、R R1 1短路短路 B B、R R2 2短路短路 C C、R R3 3 短路短路 D D、R R1 1断路断路2.2.在图示的电路中，电源电压不变。闭合电键在图示的电路中，电源电压不变。闭合电键K K后，灯后，灯L L1 1、L L2 2都发光都发光，段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电压表段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电压表V Vl l的示数变小，的示数变小，电压表电压表V V2 2的示数变

20、大，则产生这一现象的原因是的示数变大，则产生这一现象的原因是( )( ) (A) (A)灯灯L L1 1断路断路 (B)(B)灯灯L Ll l短路短路 (C)(C)灯灯L L2 2断路断路 (D)(D)灯灯L L2 2短路短路B 一、滑动变阻器电阻改变引起的变化一、滑动变阻器电阻改变引起的变化动态电路的成因动态电路的成因 在如图所示电路中，在如图所示电路中，S闭合后，当滑闭合后，当滑动变阻器滑片动变阻器滑片P向下移动时向下移动时 ()AA灯变亮、灯变亮、B灯变亮、灯变亮、C灯变亮灯变亮BA灯变亮、灯变亮、B灯变亮、灯变亮、C灯变暗灯变暗CA灯变亮、灯变亮、B灯变暗、灯变暗、C灯变暗灯变暗DA灯

21、变亮、灯变亮、B灯变暗、灯变暗、C灯变亮灯变亮P129跟踪训练跟踪训练1一、变阻器电阻改变引起的变化一、变阻器电阻改变引起的变化 程序法程序法向下移动P减小PR当外电路的任何一个电阻增大当外电路的任何一个电阻增大(或减小或减小)时，时，电路的总电阻一定增大电路的总电阻一定增大(或减小或减小)减小PCR减小PCBR减小总R增大总I灯变亮A增大rAUU 减小并U灯变暗B减小BI增大CI灯变亮C 所谓所谓“并同并同”，即某一电阻增大时，与它并联或者间，即某一电阻增大时，与它并联或者间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反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。之则减小

22、。 所谓所谓“串反串反”，即某一电阻增大时，与它串联或者间，即某一电阻增大时，与它串联或者间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。之则增大。 2、口诀法、口诀法1、程序法、程序法灯变亮A灯变暗B灯变亮C（11北京北京17 ）如图所示电路，电源内阻不可忽略）如图所示电路，电源内阻不可忽略.开关开关S闭合后，在变阻器闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（的滑动端向下滑动的过程中（ ）A. 电压表与电流表的示数都减小电压表与电流表的示数都减小B. 电压表与电流表的示数都增大电压表与电流表的示数都增大C. 电压表的示数增大

23、，电流表的示数减小电压表的示数增大，电流表的示数减小D. 电压表的示数减小，电流表的示数增大电压表的示数减小，电流表的示数增大. P129例例1A例例2 2（1111上海上海1212 ）如图所示电路中，闭合电键）如图所示电路中，闭合电键S S，当滑动，当滑动变阻器的滑动触头变阻器的滑动触头P P从最高端向下滑动时从最高端向下滑动时( )( )A.A.电压表电压表V V读数先变大后变小，电流表读数先变大后变小，电流表A A读数变大读数变大B.B.电压表电压表V V读数先变小后变大，电流表读数先变小后变大，电流表A A读数变小读数变小C.C.电压表电压表V V读数先变大后变小，电流表读数先变大后变

24、小，电流表A A读数先变小后变大读数先变小后变大D.D.电压表电压表V V读数先变小后变大，电流表读数先变小后变大，电流表A A读数先变大后变小读数先变大后变小一、变阻器电阻改变引起的变化一、变阻器电阻改变引起的变化C 电流表电流表A读数变读数变大大上R下R例例2 2（1111上海上海1212 ）如图所示电路中，闭合电键）如图所示电路中，闭合电键S S，当滑动，当滑动变阻器的滑动触头变阻器的滑动触头P P从最高端向下滑动时从最高端向下滑动时( )( )A.A.电压表电压表V V读数先变大后变小，电流表读数先变大后变小，电流表A A读数变大读数变大B.B.电压表电压表V V读数先变小后变大，电流

25、表读数先变小后变大，电流表A A读数变小读数变小C.C.电压表电压表V V读数先变大后变小，电流表读数先变大后变小，电流表A A读数先变小后变大读数先变小后变大D.D.电压表电压表V V读数先变小后变大，电流表读数先变小后变大，电流表A A读数先变大后变小读数先变大后变小一、变阻器电阻改变引起的变化一、变阻器电阻改变引起的变化A例例3(06上海上海11) 在如图所示电路中，闭合电键在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变，当滑动变阻器的滑动触头阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和和U

26、3表示，电表表示，电表示数变化量的大小分别用示数变化量的大小分别用I、U1、U2和和U3表示表示下列比值正确的是下列比值正确的是 ( )（A）U1/I不变，不变，U1/I不变不变（B）U2/I变大，变大，U2/I变大变大 （C）U2/I变大，变大，U2/I不变不变（D）U3/I变大，变大，U3/I不变不变 一、变阻器电阻改变引起的变化一、变阻器电阻改变引起的变化111IUR 11IU222IUR 22IU一、变阻器电阻改变引起的变化一、变阻器电阻改变引起的变化 l U U2l= l U Ur+ U U1l一、变阻器电阻改变引起的变化一、变阻器电阻改变引起的变化由上面的分析可知，如果由上面的分析

27、可知，如果R是变化是变化的电阻，那么推论的电阻，那么推论 中的中的R并并不是指变化电阻本身，而是指闭合不是指变化电阻本身，而是指闭合回路中除电压表所测外电路以外的回路中除电压表所测外电路以外的其它支路的定值电阻之和。其它支路的定值电阻之和。IUR例例3(06上海上海11) 在如图所示电路中，闭合电键在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变，当滑动变阻器的滑动触头阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和和U3表示，电表表示，电表示数变化量的大小分别用示数变化量的大小分别用I、U1、U2和和

28、U3表示表示下列比值正确的是下列比值正确的是 ( )（A）U1/I不变，不变，U1/I不变不变（B）U2/I变大，变大，U2/I变大变大 （C）U2/I变大，变大，U2/I不变不变（D）U3/I变大，变大，U3/I不变不变 一、变阻器电阻改变引起的变化一、变阻器电阻改变引起的变化ACD5电阻非线性变化的滑动变阻器电阻非线性变化的滑动变阻器R2接入图接入图1的电路中，的电路中，移动滑动变阻器触头改变接入电路中的长度移动滑动变阻器触头改变接入电路中的长度x（x为图中为图中a与触头之间的距离），定值电阻与触头之间的距离），定值电阻R1两端的电压两端的电压U1与与x间间的关系如图的关系如图2，a、b、

29、c为滑动变阻器上等间距的三个点，为滑动变阻器上等间距的三个点，当触头从当触头从a移到移到b和从和从b移到移到c的这两过程中，下列说法的这两过程中，下列说法正确的是正确的是( )A电流表电流表A示数变化相等示数变化相等B电压表电压表V2的示数变化不相等的示数变化不相等C电阻电阻R1的功率变化相等的功率变化相等D电源的输出功率均不断增大电源的输出功率均不断增大 A 市一统市一统 第第5题题二、光敏电阻或热敏电阻阻值改变引起的变化二、光敏电阻或热敏电阻阻值改变引起的变化例例4.如图甲所示是火警报警器的部分电路示意图，其中如图甲所示是火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，电

30、阻为半导体热敏材料制成的传感器，电阻R2随温度随温度t变化的变化的图线如图乙所示电流表为值班室的显示器图线如图乙所示电流表为值班室的显示器a、b之间之间接报警器，当传感器接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的所在处出现火情时，显示器的电流电流I I和报警器两端的电压和报警器两端的电压U的变化情况是的变化情况是 ( )AI I变大，变大，U变大变大 BI I变大，变大，U变小变小CI I变小，变小，U变大变大 DI I变小，变小，U变小变小D 先闭合先闭合S0，再闭合，再闭合S，两电表示数如何变化？，两电表示数如何变化？S0SRR0Er三、开关的闭合与断开引起的变化三、开关的闭合与断开

31、引起的变化例例5. 如图所示，电动势为如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关和三个电阻相接，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，三个灯泡都能正常工作，如果再合上如果再合上S2，则下列表述正确的是（，则下列表述正确的是（ ）AL3 亮度不变亮度不变 BL1上消耗的功率增大上消耗的功率增大C通过通过R1上的电流增大上的电流增大 D通过通过R3上的电流增大上的电流增大若若R1=0，结果有何不同？，结果有何不同？L3L3C A C 四、用电器的断路或短路引起的变化四、用电器的断路或短路引起的变化S0SRR0rEP131分组训练分组训练1如图

32、所示，电源的电动势为如图所示，电源的电动势为E，内电阻为，内电阻为r，两电表，两电表均可看做是理想电表闭合开关，使滑动变阻器的滑片均可看做是理想电表闭合开关，使滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动，在此过程中由右端向左端滑动，在此过程中()A小灯泡小灯泡L1、L2均变暗均变暗B小灯泡小灯泡L1变暗，变暗，L2变亮变亮C电流表电流表A的读数变小，电压表的读数变小，电压表V的读数变大的读数变大D电流表电流表A的读数变大，电压表的读数变大，电压表V的读数变小的读数变小 BD P131分组训练分组训练2如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是向右端移动时，下面说法中正确的是()A电压表电压表V1的读数减小，电流表的读数减小，电流表A1的读数增大的读数增大B电压表电压表V1的读数增大，电流