第二节电路的基本规律及应用

第二节电路的基本规律及应用第1页，课件共51页，创作于2023年2月第2页，课件共51页，创作于2023年2月一、电源的电动势1．定义：非静电力把正电荷从电源负极移送到正极所做的功和移送①

的比值。2．公式表达：E＝3．物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从②

移送到③

所做的功。电荷量负极正极第3页，课件共51页，创作于2023年2月1．关于电动势，下列说法中正确的是()A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多第4页，课件共51页，创作于2023年2月【解析】

电源是将其他能量转化为电能的装置，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加，因此选项A正确。电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能本领大小的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，被移送的电荷量越多，所以选项C正确。【答案】

AC第5页，课件共51页，创作于2023年2月

二、欧姆定律1．内容：导体中的电流跟导体两端的电压成④

，跟导体的电阻成⑤

。2．公式表达：⑥

3．适用条件：适用于金属导体导电和电解质溶液导电，用于⑦

电路。正比反比纯电阻第6页，课件共51页，创作于2023年2月2．已知某导体的伏安特性曲线为直线，若加在该导体两端的电压变为原来的时，导体中的电流减少了0.4A。如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？【答案】

2.0A第7页，课件共51页，创作于2023年2月三、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路(1)组成(2)内、外电压的关系：E＝⑪

。2．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成⑫

，跟内、外电路的电阻之和成⑬

。电源内部内电压电源外部îïíïì内电路：⑧的电路，内电阻所降落的电压

称为⑨。外电路：⑩的电路，其两端电压称为外电

压或路端电压。U外＋U内

正比反比第8页，课件共51页，创作于2023年2月(2)公式3．路端电压与外电阻的关系(1)一般情况：根据可知，当R增大时，U⑯

。(2)特殊情况

ER＋rU外＋U内îïíïìI＝⑭(只适用于纯电阻电路)E＝⑮(适用于任何电路)EErîïíïì外电路断路时，R为无穷大，I＝0，U＝⑰外电路短路时，R＝0，U＝0，I＝⑱。增大第9页，课件共51页，创作于2023年2月E－Ir电源内阻电动势总功率外电路第10页，课件共51页，创作于2023年2月3.如右图所示，是测定两个电源的电动势和内阻实验得到的电流和路端电压图线，则应有()A．当I1＝I2时，电源总功率P1＝P2B．当I1＝I2时，外电阻R1＝R2C．当U1＝U2时，电源输出功率P出1＜P出2D．当U1＝U2时，内电阻消耗的功率P内1＜P内2第11页，课件共51页，创作于2023年2月【答案】

ACD第12页，课件共51页，创作于2023年2月四、串、并联电路1．串、并联电路的特点相等相等倒数倒数电阻第13页，课件共51页，创作于2023年2月2.几个有用的结论(1)串联电路的总电阻

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

。(2)并联电路的总电阻

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。○29○30○31大于变大或变小小于第14页，课件共51页，创作于2023年2月4．某实验小组用三只相同的小灯泡连接成如图所示的电路，研究串并联电路的特点。实验中观察到的现象是()A．K2断开，K1与a连接，三只灯泡都熄灭B．K2断开，K1与b连接，三只灯泡亮度相同C．K2闭合，K1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同D．K2闭合，K1与b连接，三只灯泡都发光，L3的亮度小于L2的亮度第15页，课件共51页，创作于2023年2月【解析】

K2断开，K1与a连接时三只灯泡串联，三只灯泡应该亮度相同，A错误；K2断开，K1与b连接时L1、L2两只灯泡串联，L3被断开没有接入电路，B错误；K2闭合，K1与a连接时只有L2亮，L1和L3被短路，C错误；K2闭合，K1与b连接时，L1和L3并联，然后与L2串联，此时三只灯泡都发光，L3的亮度与L1的亮度相同，都小于L2的亮度，D正确。【答案】

D第16页，课件共51页，创作于2023年2月五、电流表和电压表的改装1．小量程电流表(表头)(1)工作原理：主要由磁场和放入其中可转动的

组成。当线圈中有电流通过时，线圈在

作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，从表盘上可直接读出电流值。(2)三个参数：满偏电流Ig，表头内阻Rg，满偏电压Ug，它们的关系：Ug＝

。线圈安培力IgRg○32○33○34第17页，课件共51页，创作于2023年2月串联并联

Ig(R＋Rg)

(I－Ig)R

Rg＋R

2．电压表、电流表的改装第18页，课件共51页，创作于2023年2月第19页，课件共51页，创作于2023年2月三种图像的比较第20页，课件共51页，创作于2023年2月

某导体中的电流随其两端电压的变化，如右图所示，则下列说法中正确的是()A．加5V电压时，导体的电阻约是5ΩB．加11V电压时，导体的电阻约为1.4ΩC．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小【解题切点】

搞清I­U图象中的点以及斜率的物理意义。第21页，课件共51页，创作于2023年2月【解析】

对某些导电器材，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值，本题中给出的导体在其两端加5V电压时，值为5，所以此时电阻为5Ω；当电压增大时，值增大，即电阻增大，综合判断可知B、C项错误。【答案】

AD【发散思维】

(1)导体的伏安特性曲线不是直线的，即电流和电压不成正比的电学元件，称为非线性元件，如气体导体、二极管等。(2)在作导体的伏安特性曲线时，由于坐标轴标度的选取是任意的，因此利用图线求导体阻值大小时，不能用tanθ，必须利用U和I的比值计算。第22页，课件共51页，创作于2023年2月1．(2011·宁波模拟)如下图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I­U关系曲线图。(1)为了通过测量得到图甲所示I­U关系的完整曲线，在图乙和图丙两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：________；(已知电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100Ω)第23页，课件共51页，创作于2023年2月(2)在图丁电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω。由热敏电阻的I­U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻R2的阻值为________Ω；(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子：__________________。【解析】

(1)用实验探究半导体热敏电阻的I­U关系的完整曲线时，一般要求电路的电压从0V调到所需电压，调节范围应大些。所以应选择的电路图是图乙，因为图丙不能测得0V附近的数据；第24页，课件共51页，创作于2023年2月【答案】

见解析第25页，课件共51页，创作于2023年2月电源的有关功率及效率第26页，课件共51页，创作于2023年2月

第27页，课件共51页，创作于2023年2月第28页，课件共51页，创作于2023年2月三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5V、1.5V和2.5V，它们的额定电流都为0.3A。若将它们连接成如下图甲、乙所示的电路，且灯泡都正常发光。(1)试求图甲所示电路的总电流和电阻R2消耗的电功率；(2)分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。【解题切点】

R2消耗的功率为其电流与电压的乘积，电压值须据电源和其他的外阻分压求出。第29页，课件共51页，创作于2023年2月【解析】

(1)由题意，在图甲所示电路中：电路的总电流I总＝IL1＋IL2＋IL3＝0.9AU路端＝E－I总r＝2.55VUR2＝U路端－UL3＝0.05VIR2＝I总＝0.9A电阻R2消耗的功率PR2＝IR2UR2＝0.045W(2)图甲中电源提供的电功率P总＝I总E＝0.9×3W＝2.7W图乙中电源提供的电功率P总′＝I总′E′＝0.3×6W＝1.8W第30页，课件共51页，创作于2023年2月由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而P总′＜P总，所以，图乙所示电路比图甲所示电路节能。【答案】

(1)0.9A0.045W(2)P

甲＝2.7WP乙＝1.8W图乙所示电路更节能2．关于闭合电路的性质，下列说法正确的是()A．外电路断路时，路端电压最大B．外电路短路时，电源的功率最大C．外电路电阻变大时，电源的输出功率变大D．不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变第31页，课件共51页，创作于2023年2月【解析】

由闭合电路欧姆定律可知：E＝U外＋U内，当外电路断路时，即I＝0，此时U外＝E，路端电压最大；外电路短路时，电路中电流最大，此时，电源的功率也最大；电源的输出功率，即外电路消耗的功率，只有当R＝r时，电源的输出功率最大，故A、B、D正确，C错误。【答案】

ABD第32页，课件共51页，创作于2023年2月电路的分析1．动态电路的分析(1)程序法①基本思路：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→变化支路。②判定总电阻变化情况的规律a．当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。b．若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。第33页，课件共51页，创作于2023年2月c.在如右图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联，另一段与并联部分串联。设滑动变阻器的总电阻为R0，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R，则分压器的总电阻为：由上式可以看出，当R减小时，R总增大；当R增大时，R总减小。(2)“并同串反”规律，所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间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。第34页，课件共51页，创作于2023年2月所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间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。则(3)极限法；即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。2．含容电路的分析(1)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。(2)电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线。第35页，课件共51页，创作于2023年2月(3)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；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。可由ΔQ＝CΔU计算电容器上电荷量的变化。(4)在直流电路中，如果串联或并联了电容器应该注意，在与电容器串联的电路中没有电流，所以电阻不起降低电压作用，但电容器两端可能出现电势差；如果电容器与电源并联，电路中有电流通过。电容器两端的充电电压不是电源电动势E，而是路端电压U。(5)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板上极性的变化，防止出现电容器先放电后反向充电的现象。第36页，课件共51页，创作于2023年2月3．电路故障的分析方法电路故障一般是短路或断路，常见的情况有：导线断芯，灯泡断丝、灯座短路，变阻器内部断路，接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：(1)电压表检测方法：如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路。如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路。(2)用多用电表的欧姆挡检测要对检测的电路切断电源，逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在。第37页，课件共51页，创作于2023年2月(2011·临沂模拟)在某控制电路中，需要连成如下图所示的电路，主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2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滑向a端时，下列说法中正确的是()A．L1、L2两个指示灯都变亮B．L1、L2两个指示灯都变暗C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2变亮第38页，课件共51页，创作于2023年2月【解析】

当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，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路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L1灯变暗，通过其电流减小；由U1＝I2R1及I2＝I－I1可知R1分担电压增大，L2及R2两端电压减小，L2功率减小而变暗，选项B正确。【答案】

B第39页，课件共51页，创作于2023年2月3.(2011·重庆理综)某电容式话筒的原理示意图如右图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板。对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中，()A．P、Q构成的电容器的电容增大B．P上电荷量保持不变C．M点的电势比N点的低D．M点的电势比N点的高第40页，课件共51页，创作于2023年2月【解析】

由C＝可知PQ间距离d增大时电容C减小，A项错误。电容减小将放电，电荷量减小，故B项也错。放电时电流从M点经R到N点，说明M点电势高于N点电势，所以C项错误D项正确。【答案】

D第41页，课件共51页，创作于2023年2月第42页，课件共51页，创作于2023年2月【解析】

P向右移动，RP↓，则R总↓；由I＝，I↑，由U1＝IR1知，U1↑，L1变亮，由U3＝U－U1知U3↓，L3变暗，I3↓，而I2＝I－I3知I2↑，L2变亮，选D。【答案】

D1．如图所示，电路两端的电压保持不变，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡的亮度变化情况是()A．L1变亮，L2和L3均变暗B．L1变暗，L2不能确定，L3变暗C．L1变暗，L2和L3均变亮D．L1和L2均变亮，L3变暗第43页，课件共51页，创作于2023年2月2.如右图所示，电源内阻不可忽略，已知R1为半导体热敏电阻，热敏电阻的阻值随温度的升高而变小，R2为锰铜合金制成的可变电阻，当发现灯泡L的亮度逐渐变暗时，可能的原因