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1、高中物理竞赛电路知识点讲解一知识网络或概要1、电流强度：；I=nqvS2、电阻定义式：（R是由导体本身的因素决定，与加在导体两端电压及通过导体的电流强度无关）。3、电阻定律：4、电阻率与温度的关系： （a为电阻率的温度系数，温度t变化不大）5、欧姆定律：（此式只适用于金属导电和均匀分布的电解液导电，对非线性元件（如灯丝、二极管等）和气体导电就不适用了。6、电功和电热： 焦耳定律：7、串联电路和并联电路：（1）串联电路：特点： 等效总电阻： 电流分配规律： 功率分配规律： （2）并联电路：特点： 等效总电阻： 电流分配规律： 功率分配规律： 8、含源电路的欧姆定律当导体内部有电源时，其电流与电压
2、的关系服从另一规律，称为含源电路欧姆定律。RbaE1 r1E2 r2I如图所示，电路中每一点都有稳定的电势，任意两点间都有稳定的电势差。假定电流方向为从a到b，则经过E1后，电势降低E1；经过E2后，电势升高E2。得含源电路的欧姆定律为：注意：（1）就是表示从a到b电势降低的值。（2）电路元件上的电势降的正、负符号规定。当支路上电源电动势的方向（规定从电源的负极指向电源正极）和走向一致时，电源的电势降为电源电动势的负值（电源内阻视为支路电阻），反之取正值。9、闭合电路欧姆定律若图中的a、b两点用导线相连，则此电路称之为闭电路。按上述方法得：上式说明在电路中的任意一个闭合回路上，电势降的代数和等
3、于零。符号规定同上，只不过前述两点间的走向要改为闭合回路的绕行方向。10、电动势电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，用表示，其大小定义为非静电力把单位正电荷从电源负极移到正极所做的功，即，单位为伏（V）。在闭合电路中，电源的电动势等于外电压（路端电压）与内电压之和。11、输出功率电源的输出功率是指通过外电路的电流强度I与路端电压U的乘积，即P出=IU。，当R=r时，P出有最大值即。 电源的效率是电源的输出功率与电源的总功率之比。，因此当R增大时，提高，当R=r时，电源有最大输出功率，但效率仅为50%。12、电池组把n个电动势都是、内阻都是r的电池串联起来，所得串联电池组的电动势
4、和内阻分别为串=n，r串=nr。当用电器的额定电压高于单个电池组的电动势时，可以用串联电池组供电。但这时全部电流要通过每个电池，所以用电器的额定电流必须小于单个电池允许通过的最大电流。把n个电动势都是、内阻都是r的电池并联起来，所得的并联电池组的电动势和内阻分别为：并=，r并=r/n。当用电器的额定电流比单个电池允许通过的最大电流大时，可以采用并联电池组供电。但这时用电器的额定电压必须低于单电池的电动势。若上述两种情况都不满足，可用混联电池组。13、叠加原理若电路中有多个电源，通过电路中任一支路的电流等于电路中各个电动势单独存在时在该支路上产生的电流之代数和。这与力学中常用的“力的独立作用原理
5、”极为相似。应用时要注意，当单独考虑某一电源的作用时，将其他电压源的电动势用内电阻代替，若电源为理想电压源（即内阻等于零），则将电源短路；同时，若电源为电流源，则将电流源开路用内阻代替，若为理想电流源（其内阻无限大），将电流源开路即可。14、惠斯通电桥R1R2R3RxGAB用欧姆表测电阻，虽然很方便，但不够准确；而用伏安法测电阻，电表引起的系统误差又难以消除。在实验室里比较准确地测量电阻，常用惠斯通电桥。如图所示是惠斯通电桥的原理图。R1、R2、R3、Rx四个电阻是电桥的四个臂，其中Rx是待测电阻，G是灵敏电流计。测量时，调节R3使电流计G中的电流为零时，A，B两点等势，电桥平衡，易得如下关系
6、式：R1Rx=R2R3RRxABGCDKL1L2惠斯通电桥的精确决定于已知电阻的准确度和电流计G的灵敏度。采用惠斯通电桥法测电阻，既避免了电流表分流、电压表分压的影响，又能消除电源电动势和内阻变化对测量的影响。惠斯通电桥有多种形式，中学实验室里常用的是滑线式电桥，如图所示。CD为1m长的均匀电阻线，B是滑动触头，可沿CD移动。当电桥平衡时，可得：RABGCDsx2115、补偿电路补偿电路是一种比较精确地测量电压、电动势、电阻、电流的仪器，用于测电动势、电压时叫电势差计。如图是用补偿法测量电动势的原理电路图，其中x是被测电源，s是标准电池，是工作电源。AC是一段均匀电阻丝，G是灵敏电流计。先将开
7、关K掷于1方，调节触头B使电流计电流为零。这时D与B点等电位，故（I是流过AB的电流）再将开关掷于2方，因一般Sx，调节滑动触头至另一点B以重新达到平衡。同理有因两种情况下G都无电流，故I=I，则有：其中LAB及LAB分别为AB及AB段的长度。测出LAB和LAB，利用S的已知值便可由上式求得x。用电势差计测量电动势的最大优点是它不影响被测电路的工作情况。因此在精确测量中经常用到。二、重点难点解析1各种功率的区别(1) 与电源相关的几种功率电源的功率：P = IE；电源内部消耗的功率：P内 = I2r电源的输出功率：P出 = IU端 ；三种功率间的关系：P = P内 + P出 电源的最大输出功率
8、：当R= r时，电源有最大输出功率(2) 实际功率和额定功率用电器在额定电压下的功率叫做额定功率：P额 = I额U额 用电器在实际电压下的功率叫做实际功率：P实 = I实U实 实际功率并不一定等于额定功率“用电器在额定电压下”是实际功率与额定功率相等的情况用电器在不使用时，实际功率是0，而额定功率仍然是它的额定值(3) 电功率和热功率电功率：P电 = IU；热功率：P热 = I2R在纯电阻电路中，电功率和热功率相等：在非纯电阻电路中，电功率和热功率不相等：P电P热 (4) 输电线路上的损耗功率和输电功率输电功率：P输 = IU输 ；热功率：P线 = I2R 2动态电路的分析方法对于电路的动态变
9、化问题，按局部全局局部的逻辑思维进行分析推理一般步骤：确定电路的外电阻，外电阻R外总如何变化；根据闭合电路欧姆定律，确定电路的总电流如何变化；由，确定电源的内电压如何变化；由，确定电源的外电压（路端电压）如何变化；由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化；确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化3电路的简化和识别(1) 电路化简原则无电流的支路化简时可去除；等电势的各点化简时可合并；理想导线可任意长短、变形；理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路；电压稳定时电容器可认为断路(2) 常用等效化简方法电流分支法：a先将各结点用字母标上；b判定各支路元件的电流方向（
10、若电路原无电流，可假设在总电路两端加上电压后判断）；c按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；d将画出的等效图加工整理等势点排列法：a将各结点用字母标上；b判定各结点电势的高低（若原电路未加电压，可先假设加上电压）；c将各结点电势高低自左到右排列，再将各结点之间支路画出；d将画出的等效图加工整理一般可将以上两种方法结合使用，效果更好4含容电路的分析（1）解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定中间变化过程（2）只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路（3）电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻电
11、压6电路的故障分析电路出现的故障有两个原因：（1）短路；（2）断路（包括接线断路或者接触不良、电器损坏等情况）一般检测故障用电压表如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通过，则可能电压表所在支路有断路，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1、有如图所示的电阻网络，求A、B之间的电阻RAB分析：要求A、B之间的电阻RAB按照电流分布法的思想，只要设上电流以后，求得A、B 间的电压即可。2、有n 个接线柱，任意两个接线柱之间都接有一个电阻R求AB两个接线柱之间的电阻。3、如图所示的电路是一个单边的线型无限网络，每个电阻的阻值都是R，
12、求A、B之间的等效电阻RAB .4、如图所示是一个无穷方格电阻丝网络的一部分，其中每一小段电阻丝的阻值都是R求相邻的两个结点A、B之间的等效电阻。分析：假设电流I从A点流入，向四面八方流到无穷远处，根据对称性，有I/4电流由A点流到B点。假设电流I经过无限长时间稳定后再由四面八方汇集到 B点后流出，根据对称性，同样有I/4电流经A点流到B点。5、如图所示，R1、R2、R3为定值电阻，但阻值未知，Rx为电阻箱.当Rx为时，通过它的电流时，通过它的电流则当时，求电阻 6、下图为用补偿原理测电池电动势Ex的电路图，Es标准电池的电动势，且已知，内阻r未知，R1、 R2为两只标准电阻箱，当K1、K2合
13、上时，调节电阻箱2为一定阻值R2， 调节电阻箱1为一定阻值R1 时，检流计G指零。再调节电阻箱2为R2 ，调节电阻箱1为一定阻值R1时，检流计G指零。求待测池电动势Ex？12、分析：从图3中可以看出，整个电阻网络相对于AB的电流流入、流出方式上具有上下对称性，因此可上下压缩成如图所时的等效减化网络。从如图4所示的网络中可以看出，从A点流到O电流与从O点到B电流必相同；从A1点流到O电流与从O点到B1电流必相同。据此可以将O点断开，等效成如图5所示的简单网络，使问题得以求解。解：根据以上分析求得RAB=5R/4813、分析：要求A、B之间的电阻RAB按照电流分布法的思想，只要设上电流以后，求得A
14、、B 间的电压即可。解：设电流由A流入，B流出，各支路上的电流如图所示。根据分流思想可得I2=I-I1 I3=I2-I1=I-2I1A、O间的电压，不论是从AO看，还是从ACO看，都应该是一样的，因此I1(2R)=(I-I1)R+(I-2I1)R 解得I1=2I/514、分析：粗看本题根本无法求解，但是能充分利用电桥平衡的知识，则能十分方便得求解。解：如图20所示，设想本题求两接线柱A、B之间的等效电阻，根据对称性易知，其余的接线柱CDE- 中，任意两个接线柱之间的电阻无电流通过，故这些电阻都可以删除，这样电路简化为:A、B之间连有电阻R，其余（n-2）个接线柱之间仅有电阻分别与A、B两点相连，它们之间没有电阻相连。即1/RAB=1/R+1/2R/(n-2)所以 RAB=2R/n15、解：因为是“无限”的，所以去掉一个单元或增加一个单元不影响等效电阻即RAB应该等于从CD往右看的电阻RCDRAB=2R+R*RCD/(R+RCD)=RCD 整理得 RCD2-2RRCD-2R2=0解得：RCD=（1+31/2）R= RAB16、分析：假设电流I从A点流入，向四面八方流到无穷远处，根据对称性，有I/4电流由A点流到B点。假设电流I经过无限长时间稳定后再由四面八方汇集到 B点后流出，根据对称性，同样有I/4电流经A点流到
