第七章电路的基本规律及应用

1、一、电源一、电源1电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成 的装置的装置2电动势：电动势： 搬运电荷所做的功跟搬运电荷搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值，电量的比值，E ，单位：，单位：V.电势能电势能非静电力非静电力3电动势的物理含义：电动势表示电源内部非静电力电动势的物理含义：电动势表示电源内部非静电力做功本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路做功本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的时两极间的 4在闭合电路里电动势等于内、外电压之和，即在闭合电路里电动势等于内、外电压之和，即E 5电动势是电动势是 量，需注意电动势不是电压量，需

2、注意电动势不是电压电压电压U内内U外外标标二、欧姆定律二、欧姆定律1表达式：表达式：I .2适用条件：适用条件：适用于金属导体导电和电解质溶液导电，适用于金属导体导电和电解质溶液导电，用于用于 电路电路3伏安特性曲线伏安特性曲线(IU图线图线)(1)线性元件：伏安特性曲线为直线的电学元件，适用欧线性元件：伏安特性曲线为直线的电学元件，适用欧姆定律姆定律(2)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律用欧姆定律纯电阻纯电阻三、闭合电路欧姆定律三、闭合电路欧姆定律1内容：内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成闭合电路的电流跟电源的电动势成

3、，跟内、，跟内、外电路的电阻之和成外电路的电阻之和成 正比正比反比反比3路端电压路端电压U与电流与电流I的关系的关系(1)关系式：关系式：U .(2)UI图象如图图象如图721所示所示图中直线的斜率表示图中直线的斜率表示 大小，大小，直线与纵轴的交点的纵坐标表示电直线与纵轴的交点的纵坐标表示电源源 的大小的大小当当r0(理想电源理想电源)时，路端电压不随电流的变化而变化，时，路端电压不随电流的变化而变化，此时此时U外外E.EIr电源内阻电源内阻电动势电动势四、串、并联电路四、串、并联电路1特点对比特点对比串联串联并联并联电流电流强度强度 I I电压电压 U U电阻电阻 RI1I2InU1U2U

4、nR1R2RnI1I2InU1U2Un2两个有用的结论两个有用的结论(1)串联电路的总电阻串联电路的总电阻 电路中任意一个电阻，电路中任电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻值变大或变小时，串联的总电阻意一个电阻值变大或变小时，串联的总电阻 (2)并联电路的总电阻并联电路的总电阻 电路中任意一个电阻，任意一个电路中任意一个电阻，任意一个电阻值变大或变小时，电路的总电阻变大或变小电阻值变大或变小时，电路的总电阻变大或变小大于大于变大或变小变大或变小小于小于特别提醒特别提醒无论电阻怎样连接，电路中消耗的总功率无论电阻怎样连接，电路中消耗的总功率一定等于各个电阻消耗的电功率之和一定等于各个电阻消耗的

5、电功率之和五、电流表和电压表的改装五、电流表和电压表的改装改装为电压表改装为电压表改装为大量程电流表改装为大量程电流表原理原理 电阻分压电阻分压 电阻分流电阻分流改装改装原理图原理图串联串联并联并联改装为电压表改装为电压表改装为大量程电流表改装为大量程电流表分压电阻分压电阻或分流电或分流电阻阻 UIg(RRg) 所以所以RIgRg(IIg)R 所以所以R改装后电改装后电表内阻表内阻RV RgRA RgRgR1( (多选多选) )如图如图722所示，甲、乙所示，甲、乙 为两个独立电源的路端电压与通过为两个独立电源的路端电压与通过 它们的电流它们的电流I的关系图线，下列说法的关系图线，下列说法中正

6、确的是中正确的是 ()A当路端电压都为当路端电压都为U0时，它们时，它们 的外电阻相等的外电阻相等B电流都是电流都是I0时，两电源的内电压相等时，两电源的内电压相等C电源甲的电动势大于电源乙的电动势电源甲的电动势大于电源乙的电动势D电源甲的内阻小于电源乙的内阻电源甲的内阻小于电源乙的内阻解析：解析：根据欧姆定律可知外电阻根据欧姆定律可知外电阻R、路端电压、路端电压U与电流与电流I的的关系为关系为R ，在，在UI图线中甲、乙两图线的交点坐标图线中甲、乙两图线的交点坐标为为(I0，U0)，说明两电源的外电阻相等，选项，说明两电源的外电阻相等，选项A正确正确图线与图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大

7、小，与轴交点的坐标值表示电动势的大小，与I轴交点轴交点的坐标值表示电路中的短路电流，图线的斜率大小表示的坐标值表示电路中的短路电流，图线的斜率大小表示电源内电阻的大小电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值电动势与短路电流的比值)，由图线，由图线可知，甲与可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势；甲与势大于乙的电动势；甲与I轴交点的坐标值比乙的小，表轴交点的坐标值比乙的小，表明甲的短路电流小于乙的短路电流；图线甲的斜率大于明甲的短路电流小于乙的短路电流；图线甲的斜率大于答案：答案：AC图线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，可见选项图

8、线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，可见选项C正确，选项正确，选项D错误错误电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即即U内内Ir，因为甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流，因为甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流都为都为I0时，甲电源的内电压较大，选项时，甲电源的内电压较大，选项B错误错误答案：答案：B3在电源一定的电路里，下面说法正确的是在电源一定的电路里，下面说法正确的是 ()A外电阻增加一倍，路端电压也增加一倍外电阻增加一倍，路端电压也增加一倍B电源电动势等于内电压与外电压之和电源电动势等于内电压与外电压之和C外电路短路时，路端电压等于

9、电源电动势外电路短路时，路端电压等于电源电动势D路端电压一定大于内电压路端电压一定大于内电压答案：答案：B4如图如图723所示，电路两端的电压保持不变，当滑动所示，电路两端的电压保持不变，当滑动变阻器的滑动触头变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡的亮度变化向右移动时，三个灯泡的亮度变化情况是情况是 ()AL1变亮，变亮，L2和和L3均变暗均变暗BL1变暗，变暗，L2不能确定，不能确定，L3变暗变暗CL1变暗，变暗，L2和和L3均变亮均变亮DL1和和L2均变亮，均变亮，L3变暗变暗解析：解析：当滑动触头当滑动触头P向右移动时，滑动变阻器的电阻向右移动时，滑动变阻器的电阻减小，电路总电阻减小，由

10、于电路两端的电压保持不减小，电路总电阻减小，由于电路两端的电压保持不变，因此变，因此IL1增大，灯增大，灯L3两端电压减小，两端电压减小，IL3减小，再减小，再由由IL2IL1IL3，可知，可知IL2增大，故灯增大，故灯L1、L2变亮，变亮，L3变暗，选项变暗，选项D正确正确答案：答案：D5（多选）（多选）如图如图724所示，甲、乙两个电路都是由一所示，甲、乙两个电路都是由一 个灵敏电流表个灵敏电流表G和一个变阻器和一个变阻器R组成的，下列说法正确组成的，下列说法正确 的是的是 ()A甲表是安培表，甲表是安培表，R增大时量程增大增大时量程增大B甲表是安培表，甲表是安培表，R增大时量程减小增大时

11、量程减小C乙表是伏特表，乙表是伏特表，R增大时量程增大增大时量程增大D乙表是伏特表，乙表是伏特表，R增大时量程减小增大时量程减小解析：解析：甲表是安培表，甲表是安培表，R增大，增大，R的分流作用减小，的分流作用减小，故安培表量程减小，故安培表量程减小，A错误，错误，B正确；乙表为伏特表，正确；乙表为伏特表，R增大，增大，R的分压作用增大，故伏特表的量程增大，的分压作用增大，故伏特表的量程增大，C正确，正确，D错误错误答案：答案：BC6如图如图725(甲甲)为一测量电解液电阻率的玻璃容器，为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设为电极，设a1 m，b0.2 m，c0.1 m，当里，当里面

12、注满某电解液，且面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其加上电压后，其UI图线图线如图如图(乙乙)所示，当所示，当U10 V时，求电解液的电阻率时，求电解液的电阻率是多少？是多少？答案：答案：40 m典例启迪典例启迪例例1如图如图726所示，直线所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系是电源的路端电压和电流的关系图线，直线图线，直线B、C分别是电阻分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源若将这两个电阻分别接到该电源上，则上，则 ()AR1接在电源上时，电源的效率高接在电源上时，电源的效率高BR2接在电源上时，电源的效率高接在电源上时

13、，电源的效率高CR1接在电源上时，电源的输出功率大接在电源上时，电源的输出功率大D电源的输出功率一样大电源的输出功率一样大思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两个方面：解答本题时应注意以下两个方面：(1)电源的电源的UI图线与电阻的图线与电阻的UI图线的意义图线的意义(2)电源的输出功率和效率与外电路电阻大小的关系电源的输出功率和效率与外电路电阻大小的关系答案答案A归纳领悟归纳领悟P出出与与R的关系如图的关系如图727所示所示题组突破题组突破1(2010新课标全国卷新课标全国卷)电源的效率电源的效率定义为外电路电阻定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电源电动势和消耗的功率与电源的总

14、功率之比在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图内电阻的实验中得到的实验图线如图728所示，所示，图中图中U为路端电压，为路端电压，I为干路电流，为干路电流，a、b为图线上的为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为两点，相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知由图可知a、b的值分别为的值分别为 ()答案：答案：D2如图如图729所示的电路中，所示的电路中，两平行金属板两平行金属板A、B水平放置，水平放置，两板间的距离两板间的距离d40 cm.电源电源电动势电动势E24 V，内电阻，内电阻r1 ，电阻，电阻R15 .闭合开关闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从，待电路稳定后，

15、将一带正电的小球从B板小孔以初板小孔以初速度速度v04 m/s竖直向上射入板间若小球带电荷量为竖直向上射入板间若小球带电荷量为q1102 C，质量为，质量为m2102 kg，不考虑空气阻，不考虑空气阻力那么，要使小球恰能到达力那么，要使小球恰能到达A板，滑动变阻器接入电板，滑动变阻器接入电路的阻值和此时电源的输出功率为路的阻值和此时电源的输出功率为(取取g10 m/s2)()A8 、23 W B32 、8 WC8 、15 W D32 、23 W答案：答案：A典例启迪典例启迪例例2在如图在如图7210所示的所示的电路中，电路中，E为电源电动势，为电源电动势，r为为电源内阻，电源内阻，R1和和R3

16、均为定值电均为定值电阻，阻，R2为滑动变阻器当为滑动变阻器当R2的的滑片在滑片在a端时合上开关端时合上开关S，此时，此时三个电表三个电表 、 和和 的示的示数分别为数分别为I1、I2和和U.现将现将R2的滑的滑片向片向b端移动，则三个电表示数的变化情况是端移动，则三个电表示数的变化情况是 ()AI1增大，增大，I2不变，不变，U增大增大BI1减小，减小，I2增大，增大，U减小减小CI1增大，增大，I2减小，减小，U增大增大 DI1减小，减小，I2不变，不变，U减小减小思路点拨思路点拨解答本题时可按以下思路进行：解答本题时可按以下思路进行：答案答案B归纳领悟归纳领悟 分析直流电路的动态问题时，一

17、般按照分析直流电路的动态问题时，一般按照“局部局部整整体体局部局部”的思路进行，同时要灵活应用的思路进行，同时要灵活应用I总总I1I2，U总总U1U2，UIR，UEIr等关系，做到每一步推等关系，做到每一步推导都要有确切的依据导都要有确切的依据题组突破题组突破3在某控制电路中，需要连成如图在某控制电路中，需要连成如图7211所示的电路，所示的电路，主要由电动势为主要由电动势为E、内阻为、内阻为r的电源与定值电阻的电源与定值电阻R1、R2及电位器及电位器(滑动变阻器滑动变阻器)R连接而成，连接而成，L1、L2是红、绿两是红、绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针个指示灯，当电位器的触

18、头由弧形碳膜的中点逆时针滑向滑向a端时，下列说法中正确的是端时，下列说法中正确的是 ()AL1、L2两个指示灯都变亮两个指示灯都变亮BL1、L2两个指示灯都变暗两个指示灯都变暗CL1变亮，变亮，L2变暗变暗 DL1变暗，变暗，L2变亮变亮解析：解析：当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串、并联电路特时，电位器接入电路的电阻减小，根据串、并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，路电流增大，内阻分担电压增大

19、，路端电压减小，L1灯灯变暗，通过其电流减小；由变暗，通过其电流减小；由U1I2R1及及I2II1可知可知R1分分担电压增大，担电压增大，L2及及R2两端电压减小，两端电压减小，L2功率减小而变暗，功率减小而变暗，选项选项B正确正确答案：答案：B4如图如图7212所示是一位同学设所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示计的防盗门报警器的简化电路示意图门打开时，红外光敏电阻意图门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源门关闭时会遮蔽红外线源(红外线红外线源没有画出源没有画出)经实际试验，灯的经实际试验，灯的亮灭的确能反映门的开、关状态

20、门打开时两灯的发光亮灭的确能反映门的开、关状态门打开时两灯的发光情况以及情况以及R2两端电压两端电压UR2与门关闭时相比与门关闭时相比 ()A红灯亮，红灯亮，UR2变大变大 B绿灯亮，绿灯亮，UR2变大变大C绿灯亮，绿灯亮，UR2变小变小 D红灯亮，红灯亮，UR2变小变小答案：答案：D典例启迪典例启迪例例3如图如图7213所示，电源电所示，电源电动势动势E10 V，内阻，内阻r1 ，R13 ，R26 ，C30 F.(1)闭合开关闭合开关S，求稳定后通过，求稳定后通过R1的的电流电流(2)然后将开关然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和流过断开，求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电量的

21、总电量(3)如果把如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在换成一个可变电阻，其阻值可以在010 范围范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率消耗的最大电功率思路点拨思路点拨开关开关S由闭合到断开，流过由闭合到断开，流过R1的总电量也的总电量也就是电容器就是电容器C上的电量变化量上的电量变化量答案答案(1)1 A(2)4 V1.2104 C(3)6.25 W 归纳领悟归纳领悟含容电路分析技巧含容电路分析技巧(1)简化电路时可以把电容器处电路作为断路，简化电简化电路时可以把电容器处电路作为断路，简化电路时可以去掉，在求电荷量时在相应位置补上路时可以去

22、掉，在求电荷量时在相应位置补上(2)电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线(3)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充放电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充放电若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电电若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电可由压降低，电容器将通过与它连接的电路放电可由QUC计算电容器上电荷量的变化计算电容器上电荷量的变化(4)在含容电路中，当电路发生变化时，除了要判断和在含容电路中，当电路发生变化时，除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须要判断电容器极计算电容器两端的电压外，还

23、必须要判断电容器极板上极性的变化，判断是否出现电容器先放电后反板上极性的变化，判断是否出现电容器先放电后反向充电的现象向充电的现象题组突破题组突破5如图如图7214所示的电路中，所示的电路中，在开关刚闭合到电路中电流稳在开关刚闭合到电路中电流稳定的这段时间内，下列关于各定的这段时间内，下列关于各元件上电流或电压的说法中正元件上电流或电压的说法中正确的是确的是()AR1和和R2上的电流一直增大，上的电流一直增大，R3上的电流一直减小上的电流一直减小BR1和和R2上电流一直减小，上电流一直减小，R3上电流一直增大上电流一直增大C三个电阻上的电流都一直增大三个电阻上的电流都一直增大D三个电阻上的电流

24、都一直减小三个电阻上的电流都一直减小答案：答案： B解析：解析：在开关刚闭合时，电容器充电，电容器对电流的在开关刚闭合时，电容器充电，电容器对电流的阻碍作用很小，通过电阻阻碍作用很小，通过电阻R1、R2的电流较大，通过电阻的电流较大，通过电阻R3的电流为零，电路中电流稳定时，电容器充电完毕，的电流为零，电路中电流稳定时，电容器充电完毕，电容器相当于断路在开关刚闭合到电路中电流稳定的电容器相当于断路在开关刚闭合到电路中电流稳定的这段时间内，这段时间内，R1和和R2上的电流一直减小，上的电流一直减小，R3上的电流一上的电流一直增大，直增大，A、C、D错误，错误，B正确正确6如图如图7215所示的电

25、路中，电源所示的电路中，电源电动势电动势E6 V，内阻，内阻r1 ，电阻，电阻R16 ，R25 ，R33 ，电，电容器的电容容器的电容C2105 F若将开若将开关关S闭合，电路稳定时通过闭合，电路稳定时通过R2的电的电流为流为I；断开开关；断开开关S后，通过后，通过R1的电荷量为的电荷量为q.则则 ()AI0.75 A BI0.5 ACq2105 C Dq1105 C答案：答案：AD电路故障问题的分析方法电路故障问题的分析方法1故障特点故障特点(1)断路特点：电路中某一部分发生断路表现为电源电压断路特点：电路中某一部分发生断路表现为电源电压不为零，而电流强度为零不为零，而电流强度为零(2)短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现为有电短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零流通过电路而该电路两端电压为零2故障的分析方法故障的分析方法(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联