高二物理电路欧姆定律知识精讲

1、高二物理电路欧姆定律知识精讲W本周4育内容欧姆定律、电阻定律、超导及其应用、电功和电功率、电热、串、并联电路“知识总结归纳（一）部分电路基本规律：.电流强度：Q7E乂式 I = 一 t决定式I =U （在闭合电路中I =-一）RR外 + r注：（1）电流有方向，但电流强度无方向，是一个标量。（2）欧姆定律适用金属和液体导电，对气体导电不适用。（3） I-U图象，伏安特性曲线。.电阻R定义式： R = !I决定式：R = PS注：（1） P：电阻率，跟材料种类和温度有关，金属电阻率随温度升高而增大。当温度降到绝对零度，P = 0 ,这种现象称超导。.电功、电热W = U I t 9适用于任何电路

2、Q = I 2RtC 2U 2纯电阻电路 W =Q = I Rt =UIt = t非纯电阻电路I =U, WQ, E苴它=WQR.电功率、电热率：P 电二UI上适用于任何电路P热=I 2r十收2 U2纯电阻电路，欧姆定律成立，P电=P热=UI = I 2r =-非纯电阻电路，P电- P热，P其它=P电- P热串、并联电路（1）串联电路的基本特点，如图 1所示 I = | 1 = I 24=Riu2r2IR R =Ri R2U =Ui U2 R = RiP2R2(2)并联电路的基本特点：如图2所示Ii Rn-u2uU图2,111 I = I112 U = U1 = U 2R RR2 L = RI

3、2R12=色P2R1应注意：并联电阻的总值小于任意一个电阻，并联电阻越多总电阻越小，但不是并联 电阻越大总电阻越小，两个电阻并联，其中一个电阻增大，并联总电阻应是增大而不是减 小。亘高*点拨豆题区展三二例1.图3所示电路由无限多个电阻组成，每个电阻的阻值均为R=1G , A、B两点间的电阻Rab =。 AB-_图3解析：可以认为A、B间的电阻为R与Rx并联后与R串联的总电阻，等效电路如图4。Rab 二 R RRxRRxRx22Rab = Rx ,有 Rx = R + R , Rx - RRx - R = 0 ,求出 Rx = 1.62 R = 1.62Q。R Rx点评：本题要求求出无数多个电阻

4、的总电阻，初看起来，无法求解。但对电路结构的 特点进行分析后画出等效电路，此题也就迎刃而解了。显然，正确使用等效电路的方法是 解决电路问题的重要方法。例2. 一辆电瓶车质量为 500kg由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V的电压使车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为 5A,设车受的阻力为车重 的0.02倍，则此电动机的内阻是（）A. 48JB. 3.2?C. 1611 D. 0.4l,1解：电动机输出机械功率 = Fv = 002 mgv = 80W电动机消耗电功率 P电=UI =120W2电动机损耗热功率 P热=P电- P机=I r，r = 1.6C ,选

5、C例3.如图5中，AB和A配长度均为2km,每km阻值为1。的两根输电线，今发现在距离A和A等远的两点C和C间发生漏电，相当于两点间连接了一个电阻。现用电动势为90V,内阻不计的电源接在 AA间时，测得 BB间电压为72V。把此电源接在 BB间, 测得AN间电压为45V,试确定A与C间的距离以及漏电的等效电阻值。解析：已知AB、A B间两根导线长均为 2km,每km阻值为1。,则AB、A B旬电阻 分别为2C,二根导线的总电阻为 4C。设AC间的距离为xm,则AC间的电阻为xQ , AC 间的电阻也为xC, CB、CB间电阻为（2x）C。当将电动势e=90V,内阻不计（r = 0）的电源接在

6、AA间时，等效电路如图6所示。 电压表的电阻可视为无限大，再串联上CB、CB间导线几欧的电阻仍为无限大，对电路结构没有影响。 RCB、RCB,、在图中未画出，图中 R为漏电处电阻。以漏电处电阻R为研究对象，列部分电路欧姆定律方程,有I =匕；以导线ac和AC为对象列欧姆定律方程,同理，将电源接在有I =三11 ；串联电路电流强度处处相等,2xBB间，电压表接在 AA间时等效电路如图则有7所示,R 4 -2x名=90/, U1=72V, U2=45V 代入上式,可解得Ui ；-UiR 2x同法可列出方R = 3.2建，x =04C,即AC间的距离为0.4km,漏电的等效电阻为 3.2。画不出等效

7、电点评：这是路，无从求解。解答此题需要注意以下二点。其一是如何实现导线的长度和导线电阻间的相互转化。由于每km导线阻值为1复，则长为x km的导线阻值为xQ。其次，通常电压表电阻几 kQ , 与几夏的导线串联，电压表支路上的电阻仍是几kC ,仍可认为是断路，从而可画出等效电路图6和图7。例4.在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约 0.8m,直径小于1mm,电阻在5Q左右。实验步骤如下：L。在金属导线三个不同的位(1)用米尺测量金属导线的长度，测三次，求出平均值 置上用 测量直径，求出平均值 do(2)用伏安法测量金属导线的电阻Ro试把图8中所给的器材连接成测量R的合适的线路。图中电流表的量

8、程为0.6A,内阻接近1建；电压表的量程为 3V,内阻为几千欧；电源的电动势为6V;变阻器的阻值为020C。在闭合开关前，变阻器的滑动触点应处于正 确位置。L、直径(3)用上面测得的金属导线长度P =算出所测金属的电阻率。解析：(1)用螺旋测微器测量直径。(2)电路图及实物连线图分别如图9所示:d和电阻 R,可根据电阻率的表达式金属导线电阻约为5G, 接。图9与电流表内阻接近， 而远小于电压表内阻， 故应采用电流表外,2 二d -(3)：=R4L例5.如图10所示的电路，S闭合后灯泡A、B均正常发光，忽然，灯?B变暗而灯泡A 变亮，试判断电路发生了什么故障（设只有一处故障）。图10解析：电路发

9、生故障时，电路结构发生变化，电流、电压、电功率等物理量也随之改 变，一般情况下，发生故障的电路元件位置不变，出现短路或断路现象。可以通过欧姆定UU 2律I =U、电功率公式 P =1 2R = J 等规律找出发生故障的原因。RR对题目进行分析后得知， 发生故障后灯B变暗、灯A变亮，即灯A两端电压U a变大、 通过灯A的电流增加，同时灯 B两端电压U B变小、通过灯 B的电流减少。如果故障发生在电源或 R1处，所引起的变化对两灯是相同的。如R1断路，则外电路电阻减小，总电流加大，IA、IB将同时增加，两灯同时变亮，可以排除电源、电阻R1发生A B1故障的可能。故障一定发生在R2或R3处。若R2

10、（或R3）短路，不会有电流通过灯 A （或灯B）,灯A （或灯B）不亮。题目所 述故障现象为灯 B变暗灯A变亮，即两灯都亮只是亮度变化，电功率改变，故障不是电阻 短路。若R2断路而R3不变，则灯A、灯B所在支路的电阻变为 R= Ra + （Rb R3），比原（Rb R3）来增大。其结果是外电路总电阻加大、电压 U升高，总电流I减小。对于灯 A来说，支路两端总电压升高，灯 A在支路中的电压分配比例 UA也增大，所以UA升高，PA变大，灯 UA变亮，对于灯B来说，总电流变小，灯 B与R3的电流分配比例不变，所以IB减小，PB 减小，灯B变暗。同理可证，若R2不变而R3断路，会出现灯 A变暗而灯B变

11、亮现象，该电路故障为 R2断路。/实战模拟_.甲、乙两根由同种材料制成的保险丝，直径分别为0.5mm和1mm,熔断电流分别为2A和6A,把以上两根保险丝拉直后并联接入保险盒内，允许通过的最大电流是()R3上无电流通过，已知电 )A. 6.0A B. 7.5A C. 8.0A D. 10A.如图11所示，六个电阻的阻值均相同，由于对称性，电阻 阻R6所消耗的功率为1W,则六个电阻所消耗的总功率为(C. 3W D. 2WA. 6W B. 5W图11.传感器是一种采集信息的重要器件。如图 12所示，是一种测定压力的电容式传感器, 当待测压力作用于可动薄片电极上时，可使薄片产生形变，使极板间距离发生变

12、化而引起 电容的变化。将此电容器、灵敏电流计和干电池串接成闭合电路，那么(1)当向上压薄片电极时，电容将减小(2)当向上压薄片电极时，电容将增大(3)若电流计有示数，则压力发生变化(4)若电流计有示数，则压力不发生变化A.(1)(3)B.(1)(4)C.(2)(3)D.(2)(4)固定电极薄片电极图124.在许多精密的仪器中，如果需要较精确地调节某一电阻两端的电压，常常采用如图13所示的电路。通过两只滑动变阻器电和2对一阻值为500建左右的电阻R0两端电压进行粗调和微调。已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200Q和10C。关于滑动变阻器R、R2的联接关系和各自所起的作用，下列说法正确的是()A

13、.取R =2000, R =10Q ,调节R1起粗调作用B.取R1 =10C, R2 =20g ,调节R起微调作用C.取R =2000, R2 =10C ,调节R2起粗调作用D.取R =10G, R2 =2000 ,调节R1起微调作用图135.照明供电线路和路端电压基本上是保持不变的。可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些。这是因为此时（）A.总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B.总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C.总电阻比深夜时小，干路电流大，每盏灯的电压小.白炽灯的灯丝断了，重新搭接上后再接入原来的电源上，关于灯的亮度的描述，以下 说法正确的是（）A.灯比原来亮B.灯比原来暗C.灯和原来一样亮D.条件不足，不能确定.如图14所示，R1、R2表示输电体对地的绝缘电阻，电源电压 U=600V, R0为负载 电阻，将开关K接到“ 1”时，电压表示数为 -300V ；开关S接到“ 2”时，电压表示数为 +120V,已知电表内阻Rv =200kC ,求电阻Ri、R2的值。4-图14http:/BD提示：R3无电流通过，则电路结构为C1提示：上压，则板间距 d减小，由Ch ,电谷将增大，电流计有小数，说明电谷器d所带电量发生变化，由于电容器始终与电源相连，电压不变，则必须是电容发生变化，则 压力发生变化。BC提示：R1大，R