第一章直流电路基础知识

1、第二部分电工基础第一章直流电路基础知识考纲引领：1、理解电位、电压、电流、电动势概念和单位的换算2、掌握电阻定律、欧姆定律、电功、电功率和最大功率，能熟练进行计算 3、了解库仑定律，和其库仑力的计算知识网络:直流电路的基础知识电流、电压基本物理量耳电位、电动势、电功、电功率 库仑定律电阻定律欧姆定律L最大功率输出定律考情分析：本章主要介绍了直流电路基础知识，概念性很强，考题多数出现在单项选择题和填空题中，所占比例不轻。因而复习时重在基础知识的理解和记忆。最近三年本章考试题型、分值分布页型年份单项选择题填充题实验题计算题合计20128分9分0分0分17分20118分12分0分0分20分20103

2、分4分0分0分7分、直流电路基础知识1、电路(1) 电路：用电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。(2) 电源：把其他形式的能量转化为电能的装置。(3) 用电器：把电能转变成其他形式能量的装置。(4) 状态：通路、开路、短路。(5) 电路图：用规定符号表示电路连接情况的图。2、电流（1）概念：电荷的定位移动形成电流。（2）形成条件自由移动电荷导体两端必须保持一定的电位差（电压）（3）大小和方向大小（即电流强度）：单位时间内通过导体横截面的电量（公式：I -）t方向：规定正电荷定向移动方向为电流方向。在外电路中，电流方向由高电位指向低电位；在电源内部，电流方向由电源负极到正极。（4）单位：安

3、塔（A ）。1安塔=1X103毫安=1X106微安3、电压、电位、电动势电压与电位比较见表1,电压与电动势比较见表2表1电压与电位比较物理量概 念与参考点关系单位电位电场中某点对参考点的电压，即Va=U AB （ B为参考点）相对值，与参考点有关伏特（V）电压电场中两点间的电位差，即 Uab = Va Vb绝对值，与参考点无关伏特（V）表2电压与电动势比较物理量概念方向单位电压衡量电场力做功能力大小的物理量，存在于电源的内、外部由高电位指向低电位伏特（V）电动势反映电源力做功能力大小的物理量，存在于电源内部由电源负极指向正极伏特（V）4、电功、电功率（1）电功（电能）电功：电场力作用下电荷定向

4、移动形成电流所做的功定义式：W= UIt常用公式：W Pt u2t |2Rt （只适用于电阻电路）R单位：焦耳（J）常用单位：度（KWh ）1 度= 3.6 >106 焦耳（2）电功率:A、电功率：电流在单位时间内所做的功WB、定义式：P t常用公式：P UI UR I2R （只适用于纯电阻电路）C、单位：瓦特（w）常用单位：千瓦（Kw）、直流电路基本定律1、库仑定律：（1）内容：在真空中，两个点电荷间的作用力与两个点电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比（2） 表达式：F Kqiq2 F单位：牛顿（N）r（3）静电恒量：K = 9> 10 N?tf /c2（4）

5、 注意点：库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力。库仑定律求点电荷间相互作用力时，不用把“+”、“一”符号代入公式中，计算过程可用绝对值计算，其结果可用正、负电荷确定作用力为引力或斥力以和作用力的方向。2、焦耳定律（1） 内容：电流流过导体所产生的热量与电流强度平方，导体的电阻和通电时间成正比。（2）表达式：Q=l2Rt Q单位：焦耳（J）（3） 注意点：纯电阻电路：电功等于电热（W=Q ）非纯电阻电路：电功远远大于电热（W >>Q ）电流的热效应应产生电热3、电阻定律：（1）内容：在常温下，导体的电阻，与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，并与材料的性质有关。（2）表

6、达式：R - R的单位：欧姆（？）S（3）注意点：条件：常温下（20C 25 C）电阻率（P：其单位是“ ?m ”（欧米），p值越大，导电性能愈差。p值与导体的几何形状无关，而与导体材料的性质和导体所处的条件（如温度）有关。4、欧姆定律（1）部分电路欧姆定律：内容：电路中电流与电阻两端的电压成正比，与电阻的阻值成反比表达式：I uRU 、UU注意点：欧姆定律表达形式：I或U = IR,但不能用R 表达，R RII只是计算某个量值所引用的公式（3）全电路闭合电路欧姆定律内容：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻成反比表达式： IR r注意点：U外 E I r，当R增大时，I减小，

7、I r减小，U外增大。当（断路），It0，贝U U #=E，断路时端电压等于电源电动势。当R减小时，I增大，则U外减小，当R= 0,贝U U外=0,这种情况叫短路。此时，|，由于r很小，所以短路电流I很大，可能烧毁r电源，甚至引起火灾。为此电路中必须有短路保护装置。5、负载获得电大功率的条件（最大功率输出定理）(1)内容：当负载R和电源内阻r相等时，负载获得最大功率（电源输出功率最大）(2)表达式：当R= r时，PomaxE2 E24R 4r（3） 注意点：R指的是负载，指的是研究对象典型例题 例1 :将一只电炉的电阻丝剪成长度相等的两段，并联后接到原来的电源上（设电源电压保持不变），功率将变

8、为（）A、原来2倍B、原来的4倍 C、原来的一半D、原来的1/4倍答案：BR分析：设原电炉的电阻丝电阻为R,剪成长度相等的两段后，每段电阻阻值为R ，并联后2R的电阻为，当电源电压不变时，由4P U：得 PU244p，即为原功率的误区：剪成两段，长度变了，可能想到面积也变，导致后来的阻值为多少，却算不正确。例2:电路如图所示。已知：以 0点为参考点，Va= 10V, Vb = 5V, Vc=5V,。（ 1）求Uab、Ubc、Uac（2）若以B点为参考点，求各点电位和电压答案：（1） U ab=V a-Vb=10-5=5VUbc=V b-Vc=5-(-5)=10VUac=Va-Vc=10-(-5

9、)=15V(2)若以B点为参考点，贝U Vb= 0Uab、Ubc、UacVa=U ab=5VVc=U cb=-V bc=-10VU ab=V a-Vb=5-0=5VUbc=Va-Vc=0-(-10)=10VUac=Va-Vc=5-(-10)=15V分析：解本题的关键是要明确电压与电位的关系，即Uab=Va-Vb,Va=Uab+Vb误区：电位是相对的，电压是绝对的容易混淆例3、如图所示，当可调电阻R的触点左移时，电流表和电压表的读数将（）A、电流表读数将增大，电压表读数将增大B、电流表读数将下降，电压表读数将增大C、电流表读数将增大，电压表读数将下降D、电流表读数将下降，电压表读数将下降答案：c

10、分析:当负载电阻R和电源内阻r相等时，电源输出功率最大，冋时负载获得最大功率PomE；4RE24(R1 r)误区:形容对象是错。Rp, 即卩Rp是(负载R),则内阻不仅仅是 r，而是R+r，学生们常常搞分析：根据全电路欧姆定律 I冇，E和是电源本身的特性，不会随外电路发生改变的。当可调电阻 R的触点左移时，即电阻 R接入电路部分阻值减小，分母减小，电流增大,再根据Ur=e- Ir可知，Ur减小。误区：学生会直接应用Ur= i?r的概念去判断 Ur的变化。其答案是猜出来的。忽略了Ur=E Ir的公式例4:如图所示电路中，电源参数E = 20V, r = 1? , Ri= 3? , Rp为可调电阻

11、，问 Rp的阻值为多少时，它可以获得最大功率?Rp消耗的最大功率为多少答案:当 Rp= Ri+r = 1+3 =4?时,Rp获得最大功率,Pom2024R25w例5:某校教学大楼有教室 24间，每间教室装有“ 220V , 40W ”白炽灯6只,(1) 求引入大楼照明线中的电流；(2) 若平均每日用电 3小时，每月以30天计，每月耗电多少度？答案:(1 )每个教室用电的功率是P=40W X6=240W全楼用电的总功率 P总=P >24=5.76Kw又因为P总刃，所以1总总務26-2A(2) 全楼月耗电量 W=P 总 t=5.76 X3X30=518.4kw?h=518.4 度分析:可由P

12、=UI和并联电路中1=1 1+12+求出大楼照明线中的电流 I,可由W=Pt求耗电量误区:单位换算不统一，造成结果错误例6:如图所示中，提供一只安培表，两个已知电阻R1, R2和一只单刀双掷 S。(1)试将图a连接成一个可根据全电路欧姆定律测量来知电源电动势E和内阻r的电路；(2)用安培表测量出的电流值与已知电阻R1、R2,写出电动势E和内阻r的表达式E - r答案：实验电路如图（b）所示电动势E和内阻r的表达式为IiER-ir11 Ri12R2I2 IiER2 rE Ii(R11 RiI 2R2)I2(R2I 2R2)-7VB、7VC、13VD、-13V5、用一内阻为0.5?,电动势为6V的

13、直流电源向电阻值为 5.5?的负载供电，则电源端电压为6VB、5.5VC、5V6、将“ 220V，60W ”的白炽灯接入36V的安全电源使用，则此灯A、能正常工作B、亮度暗些C、会烧坏D、不能用分析：测电源电动势和内阻的方法比较多，根据图提供的实验器材，是用安培表和定值电阻测量电源电动势和内阻，应用公式E=l（R+r）测量2次即测得E和r误区：知道方法，但在整理公式时，答案很难变正确【同步训练】单项选择题1、 “i2V,6W”的灯泡，接入6V电路中，通过灯丝的实际电流是（）A、0.25AB、0.5AC、iAD、2A2、 我们常说“负载大”是指用电设备的（）A、电压大B、电阻大C、电流大D、电能

14、大3、 若5S内通过导体横截面的电量为i0C，则导体中电流强度为（）A、i0AB、5AC、2AD、0.5A4、已知:Va=iOV, Vb=-3V，则b，a两点电压 Uba等于7、“220V，40W”的电灯泡甲与“ 36V，40W”的电灯泡乙通电各1小时，则耗电多的是()A、甲灯多B、乙灯多C、甲、乙一样多D、无法判断&一台直流电动机，运行时消耗功率为2.8KW，每天运行 6小时，30天消耗的能量为()9、30度B、60 度C、 180 度已知真空中的两个点电荷Q1和Q2,D、 504 度相互间吸引力是 F, Qi=3Q2，若将它们的距离变为原来的2倍，则它们的相互作用力是10、11、1

15、2、1F4B、3F4电阻两端加 15V电压时，通过1AB、3A4F3D、 4F3A电流，若在两端加18V电压时，通过它的电流3.6AD、5A若某电源开路电压为120V，短路电流为2A，则负载从该电源获得的最大功率为60WB、240WC、400WD、600W如图所示电路中，要使 R2获得最大功率,RoB、 R1C、R1+R0D、R1 R0R2的值应为等于2:3,则它们电阻之比是13、有两根同种材料电阻丝，长度之比为1:2，横截面积之比为B、2: 3C、3:14、一直电源,开路时测得其端电压为6V ,短路时测得其短路电流为30A，则该电源的电动势E和内阻r分别为A、6V , 6?B、6V , 30

16、?C、6V , 0.2?D、6V, 0.6?15、某一电路中,当负载电阻增大到原来的2倍，电流变为原来的3/5,则该电路原来内外电阻之比为A、3/5B、1/2C、5/316、某直流电源在端部短路时，消耗在内阻上的功率是400W，则此时电流能供电给外电路的最大功率是A、100WB、200WC、300WD、400W17、如图所示电路中，电源输出最大功率时，电阻R2 的值为（ ）A 、 5?B、 10?C、18、电压的正方向是A、高电位指向低电位C、没有方向19、电路中两点间的电压高，则说明A、这两点间的电位都高C、这两点间的电位都大于零20、在电路中，电压与电动相同的是A、物理意义相同C、单位相同

17、15? D 、 20?（）B、低电位指向高电位D 、无法确定（）B、这两点间的电位差大D、与这两点的电位无关（）B、方向相同D、存在的地方相同21、电源电动势为 3V ，内阻为 0.1? ，当外电路断开时电路中的电流和电源端电压分别为（）A、0A、 3AB、 3A，1VC、 0A，0VD、 30A ， 0V22、 与导体电阻值的大小无关的因素是（ ）A、导体的材料B、导体的工作温度C、导体的几何形状D、导体的外加电压23、把一根阻值为 R 的电阻经两次对折后，作为一根导线使用，则电阻变为 （）A、 1/16RB、 1/4R C、 4R D、 16R24 、 有 些 丰 导 体 材 料 具 有

18、负 温 度 系 数 ， 当 环 境 温 度 升 高 时 ， 其 电 阻 值 将 （）A、增大B 、减小C、不变D 、无法确定25、有一未知电源，测得其端电压V=16V ，内阻r=2? ，输出的电流 I=2A ，则该电源的电动势为（）A、16VB 、 4VC、 220VD 、 20V26、在全电路中，负载电阻增大，端电压将（）A、增大B 、减小C、不变D、不确定27 、 如 右 图 所 示 ， 当 可 调 电 阻 R 的 触 点 上 移 时 ， 电 流 表 和 电 压 表 的 读 数 将A、电流表读数将增大，电压表读数将增大B、电流表读数将下降，电压表读数将增大C、电流表读数将增大，电压表读数将

19、下降D、电流表读数将下降，电压表读数将下降（）A、负载在额定功率下的工作状态B、负载低于额定功率的工作状态C、负载高于额定功率的工作状态D、负载无能量消耗的工作状态28、在电路中，常说的过载情况是指29、一台电动机的额定输出功率是10KW，这表明该电动机正常工作时（）A、每秒钟消耗电能 10KWB、每秒钟对外做功 10KWC、每秒钟电枢绕组产生 10KJ的热量D、每秒钟对外做功10KJ30、白炽灯 A为“ 12V，12W”，白炽灯B不“6V，12W”，白炽灯 C为“ 9V，12W”，它们都在各自的额定电压下工作,以下说法正确的是A、 3个白炽灯一样亮B、3个白炽灯电阻相同C、3个白炽灯的电流相

20、同D、白炽灯C最亮980,这说明他家里用电已经消耗了31、如右图所示，已知电流I=2A，电压 U=12V，贝U A和B两个网络的功率情况是（）A、A是发出功率，B是吸收功率B、A是吸收功率，B是发出功率C、A、B都是发出功率D、A、B都是吸收功率 32、一位同学家里的新电表用了几个月后的读数是（）A、980J的电能B、980KW?h的功率C、980W的电功D、980度的电能二、填充题1、某电流表满偏量程是 10mA，已知一个电阻两端的电压为8.0V时，通过的电流为 2mA。如果将这个电阻加上 50V的电压，此时电阻上的电流大小是（），（）（填“能”2、按电阻率的大小不同，物质可分为（）、（或“

21、不能”）再用这个电流表去测量通过该电阻的电流。3、 电流通过导体使导体发热的现象称为（）。4、有一条长为2000m，横截面积是2mm2的铜导线（电阻率为 P铜=1.75 乂0-8?岔），由电阻定律可求得其阻值 R= （） o5、 某导体两端的电压是 6V，在2min内通过该导体任一横截面的电量是15C，则该导体的电阻为（）o6、 有一个包括电源和负载电阻简单闭合电路，当外电阻的值增加到原来的2倍时，通过该 电阻的电流变为原来的 2/5，则内外电阻值之比 r： R= （ ）o7有一个“ 400? , 0.25W”的电阻器，允许加在这个电阻器上的最大电压是（）V，允许通过的最大电流是（），给这个电

22、阻器加上 8V的电压时，它消耗的功率是（）W o8、额定值为“ 220V , 0.25W ”的白炽灯，灯丝的热态电阻的阻值为（），如果把它接到110V的电源上，它实际消耗的功率为（）9、 甲乙两电炉，额定电压都是220V，但甲的功率是 1000W，乙的功率是 2000W，那么，其中（）电炉的电阻较大。10、电功的国际单位是（）,电功率的国际单位是（）o11、 发电机是把（）能转变成（）能的设备；电动机是把（）能转化为（）能的设备。12、在无线电技术中，把负载电阻等于电源内阻的状态称为（）o13、 有一个表头，满偏电流Ig=100吩，内阻rg=1K?,若要将其改装成量程为1A的电流表，需要并联（

23、）欧姆的分流电阻。14、 两个点电荷相互之间的作用力为F,如果两个点电荷的电量都变为原来的两倍，而距离也变为原来的两倍，则它们之间的相互作用力将是原来的（）倍。15、如下图：两个电阻的伏安特性贝U Ra 比 Rb （）o Ra= （）, Rb=（）第15题第16题16、电路如图所示，将电路处于表中的所列状态下的电压值填入表中所示电压S1、S2断开S1合上，S2断开S1、S2合上UabUbcUcDU da二、实验题1、电路如图所示.E1"r i G.c2(1 )、M是()表，B点接表的()接线柱；N是( )表，D点接表的()接线柱。(2) 如已知电压表的读数为11V，电流表读数为0.5

24、A，电源电阻 为2 ,则电阻R的阻值为多少？(3) 若电源不变，已知电阻 R的阻值为10，贝U M表和N表的 读数分别为多少？2、测量一个电源的电动势 E和内阻r实验器材：安培表、伏特表、滑动变阻器Rp、单刀单掷开关(1 )连接实验原理图(2) 简要写出实验步骤(3) 写出计算电动势 E和内阻r的表达式四、计算题1、有一导线，通过 4A的电流，两端电压为 2V，若把导体拉长到原来长度的 3倍，并以相同的电流，求两端的电压为多少？2、如图所示，已知 R=10?，当开关断开时，电压表的读数为的读数为40V，试求：电源电动势和内阻值。50V，3、如图所示电路，已知电源电动势 E=30V，内电阻不计，

25、外电路电阻 Ri=10? , R2=R3=40?，求(1)S打开时，AB间的电压、Ri上消耗的功率;电流、Ri上2S内产生的热量。(2)S闭合时，AB间的电压，R2上的4、如图所示，已知： Ri=3?，打在2位置时，电压表的读数为1小时后，耗电多少度?5、一个“ 220V，1KW ”的电热器，接在 220V的电源上，求通电产生热量多少焦耳?6、在电路中，已知某用电器的额定功率为2.2KW，额定电压为 220V，问应不应该选用熔断电流为6A的熔丝？为什么？7、如图所示，已知电源电动势E=12V，内电阻r=6? , R仁4?，当可变电阻 R为某一个值时，电流表的读数为 0.4A，求：（1）此时可变

26、电阻R的阻值和它消耗的功率；（2） R为何值时，R消耗的功率最大？最大消耗功率为多少？此时，电源的输出功率是 多少？（3） 若要使电源的输出功率最小，R又应该是何值？电源的最大输出功率是多少？（4）当电源的输出功率为最大时，R上消耗的功率又是多少?8、有一台直流发电机，其端电压V=237V，内阻r=0.6?，输出电流l=5A。求：（1）发电机的电动势 E和此时的负载电阻 R；（2）各项功率大小，并写出功率平衡式。9、一台电动机，线圈电阻为0.5?，额定电压为220V，额定电流为4A，在额定条件下工作30min。求：（1）电动机的额定功率；（2）电流通过电动机所做的功；（3）电动机发热消耗的功率

27、；（4）电动机产生的热量；（5）有多少电能转化成了机械能。【历年高考试题】-、单项选择题1在国际单位制中，电阻的基本单位为（）（2008年高考题）A、欧姆B、安培C、西门子D、库仑2、某具有内阻的直流电源与负载电阻构成的简单供电网如右图，当开关Sa打开闭合时，电压表的读数分别为 12V、10V，Rl=20?； 若在Sa闭合时，电路中M、N二点间发生短路，则该短路电流为100V，在 a、b（）（2008年高考题）A、 3AB、 30AC、25AD、无法计算3、0.03mA= () pA =()A。（）（2008年咼考题 ）A、55 X10-5B、5X1025 X10-5C、505 X10-5D、5X1035 X10-54、如右图所示方框 A为有源二端网络，在a、b间接入电压表时，其读数为间接10电阻时，测得电流为 5A，那么a、b两点间的开路电压为（阻为（）。（）（2009年高考题）A、100V10?B、200V10?C、100V20?D、 200V20?5、关于电位的概念，下列说