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1、1.电动势(1)非静电力定义:非静电力是指电源把正电荷(负电荷)从负极(正极)搬运到正极(负极)的过程中做功的力,这种非静电力做的功,使电荷的电势能增加。非静电力实质:在化学电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能。(2)电动势定义:非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫作电源的电动势。公式:E=Wq。电动势是电池的重要参数,电动势取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质,跟电池的大小无关。2.串联电路和并联电路的特点电路内容串联电路并联电路电路连接把几个导体元件依次首尾相连的方式把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路的方式电路图两个基
2、本特点电压U=U1+U2+U3U=U1=U2=U3电流I=I1=I2=I3I=I1+I2+I3三个重要性质电阻R=R1+R2+R31R=1R1+1R2+1R3电压UR=U1R1=U2R2=U3R3IR=I1R1=I2R2=I3R3功率PR=P1R1=P2R2=P3R3PR=P1R1=P2R2=P3R33.电流表、电压表的改装(1)小量程电流表(表头)主要部分:永久磁铁和可转动线圈。(2)改装原理:小量程的电流表改装成大量程的电流表应并联一小电阻;小量程的电流表改装成大量程的电压表应串联一大电阻。(3)改装方法:如果改装后电流表量程扩大n倍,则并联一个阻值为Rgn-1的电阻;如果改装后电压表量程
3、扩大n倍,则串联一个阻值为(n-1)Rg的电阻。4.闭合电路欧姆定律(1)描述闭合电路的基本物理量内阻:内电路的电阻,也叫电源的内阻。内电压:当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫内电压,用U内表示。外电阻:外电路的总电阻。外电压:外电路两端的电压叫外电压,也叫路端电压,用U外表示。(2)闭合电路的欧姆定律内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。表达式:I=ER+r,其中R为整个外电路的等效电阻。适用条件:外电路为纯电阻的闭合回路。(3)路端电压与负载的关系:U=E-Ir。1.(2018宁夏西吉一中期末)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸
4、尘部件进行吸尘清扫。图示为“iRobot”扫地机器人,已知其电池容量为2000 mAh,额定工作电压为15 V,额定功率为30 W,则下列说法正确的是()。A.扫地机器人的电阻是10 B.题中“mAh”是能量的单位C.扫地机器人正常工作时的电流是2 AD.扫地机器人充满电后一次工作的时间约为4 h答案C2.(2019衡水中学开学考试)如图所示的电路中,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,移动滑片C时,电路的总电阻发生变化,以下情况正确的是()。A.C向左滑动,总电阻变小B.C向右滑动,总电阻变小C.C滑动到最左端时,总电阻为R0D.C滑动到最右端时,总电阻为零答案A3.(2018山西大同联考)(多
5、选)如图所示的电路中,通过电阻R1的电流I1是()。A.UR1B.U1R1C.U2R2D.U1R1+R2答案BC4.(2018河北唐山10月模拟)磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由于线圈的导线很细,允许通过的电流很弱,所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头,内阻Rg=30 ,满偏电流Ig=5 mA,要将它改装为量程03 A的电流表,所做的操作是()。A.串联一个570 的电阻B.并联一个570 的电阻C.串联一个0.05 的电阻D.并联一个0.05 的电阻答案D5.(2018吉林市一中期末)如图所示的U-I图象中,直线为某电源的路端电压与电流的关系,直线为某
6、一电阻R的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知()。A.R的阻值为1.5 B.电源电动势为3 V,内阻为0.5 C.电源的输出功率为3.0 WD.电源内部消耗的功率为0.5 W 答案A1.(2016全国卷,17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图甲所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()。甲A.25B.12C.35D.23解析当开关S断开时,等效电路如图乙所示,电容器C两端的电压U=15E,所带的电荷量Q1=CU=15CE;当开关S闭合时,等效电路如图丙所示
7、,电容器C两端的电压U=13E,所带的电荷量Q2=13CE,所以Q1Q2=35,C项正确。答案C2.(2016江苏卷,8)(多选)图甲所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 ,四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有()。甲A.路端电压为10 VB.电源的总功率为10 WC.a、b间电压的大小为5 VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A解析设四个电阻的等效电阻为R路,由1R路=115+5+15+15得R路=10,由闭合电路欧姆定律知,I=ER路+r=1A,设路端电压为U,则U=IR路=10V,A项正确;电源的总功率P=EI=12W,B项错误;设电源负极电势为0V
8、,则a点电势a=0.55V-0=2.5V,b点电势b=0.515V-0=7.5V,则a、b两点的电势差Uab=a-b=2.5V-7.5V=-5V,所以a、b间电压的大小为5V,C项正确;当将a、b两点用导线连接后,由于导线没有电阻,此时a、b两点电势相等,其等效电路图如图乙所示,其中一个并联电路的等效电阻为3.75,显然总电阻为9.5,电流I=ER总1.26A,故D项错误。乙答案AC见自学听讲P140一公式E=Wq的理解和应用1.公式E=Wq是电动势的定义式,是比值法定义的量,E的大小与W、q无关。2.由公式E=Wq变形可知W=qE,因此若已知电源的电动势和移动电荷的电荷量,就可以计算非静电力
9、做功的大小,即把其他形式的能转化为电能的多少。例1由某种金属材料制成的圆柱体导体,将其两端与电源连接,会在导体内部形成匀强电场,金属中的自由电子会在电场力的作用下发生定向移动形成电流。已知自由电子的电荷量为e,电源电动势为E,且内阻不计,求:(1)求电源从正极每搬运一个自由电子到达负极的过程中非静电力所做的功W非。(2)从能量转化与守恒的角度推导:导体两端的电压U等于电源的电动势E。解析(1)由E=W非q可知,W非=eE。(2)由能量转化与守恒定律可知,电场力做功等于非静电力做功,即W电=W非。设电路中的电流为I,则在t时间内W电=UIt,W非=EIt,所以有UIt=EIt,即U=E。答案(1
10、)eE(2)见解析电动势和电势差的比较电势差电动势意义表示电场力做功将电势能转化为其他形式的能的本领大小表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领大小定义UAB=WABq,数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体一端移动另一端电场力所做的功E=Wq,数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源负极移动到正极非静电力所做的功单位伏特(V)伏特(V)决定因素由电源及导体的电阻和连接方式决定仅由电源本身决定测量方法将电压表并联在被测电路两端将内阻很大的电压表并联于电源两端,且外电路断开二串、并联电路的规律及应用1.串、并联电路的特点(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。(2)并联电路的总电阻小
11、于其中最小的电阻。(3)若n个相同电阻并联,总电阻等于一个电阻的1n。(4)当并联的支路增多时,总电阻将会减小。(5)无论是串联还是并联,若其中一个电阻增大(或减小),则总电阻随之增大(或减小)。(6)两个电阻并联,总电阻R=R1R2R1+R2,如果R1+R2=恒量,则当R1=R2时,并联电阻最大;R1与R2的差值越大,总电阻越小。例2(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 ,R2=120 ,R3=40 ,另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计,则()。A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 C.当ab两端接通测试电源
12、时,cd两端的电压为80 VD.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V解析当cd端短路时,R2与R3并联后再与R1串联,ab之间的等效电阻R=R1+R2R3R2+R3=40,A项正确;当ab端短路时,R1与R3并联后再与R2串联,cd之间的等效电阻R=R2+R1R3R1+R3=128,B项错误;当ab两端接通测试电源,cd两端断开,R1与R3串联,cd两端的电压为R3的电压,则U3=R3R1+R3U=80V,C项正确;当cd两端接通测试电源时,ab两端断开,R2与R3串联,ab两端的电压为R3的电压,则U3=R3R2+R3U=25V,D项错误。答案AC2.电路的简化(1)基本原则:
13、电势相等的点可合并可拆分;导线可任意长短;无电流的支路可去除;理想电流表可视为短路,理想电压表可视为断路;电路稳定时电容器可视为断路。(2)基本方法:等电势法。首先找出各等势点,并用同一字母标注,不同电势点用不同字母标注,并按电势高低排列各点,最后将所有元件画在相应的位置。独立分支法。先将各结点用字母标上,判定各支路元件的电流方向,按电流流向确定各独立支路,然后加工整理即可。例3在图示的电路中,电阻R1=R2=R,电流表、的示数分别为I、2I,则R3等于()。A.2RB.RC.R2D.R4解析由电路图可知,三电阻并联,电流表测R2和R1支路的电流之和,电流表测干路电流,电流表、的示数分别为I、
14、2I,则通过R3的电流I3=2I-I=I,因为并联电路中各支路两端的电压相等,则通过R2的电流I2=I2,根据欧姆定律可知,R3R2=I2I3=I2I=12,则R3=R2,C项正确。答案C明确电路的简化原则以及电路简化的方法,突破电路简化中的几种障碍,如:(1)“分断法”突破滑动变阻器的障碍(2)“滑移法”突破电压表的障碍(3)“替代法”突破电流表的障碍3.电流表、电压表的改装项目小量程电流表改装成大量程电压表小量程电流表改装成大量程电流表电路结构R的作用串联电阻R,分压并联电阻R,分流扩大量程的计算U=Ig(R+Rg)R=UIg-Rg=(n-1)Rg其中n=UIgRgIgRg=(I-Ig)R
15、R=IgI-IgRg=Rgn-1其中n=IIg电表的总内阻RV=Rg+RRA=RRgR+Rg使用并联在被测电路中,“+”接线柱接电势较高的一端串联在被测支路中,电流从“+”接线柱流入例4将满偏电流Ig=300 A、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对。(1)利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势E=4 V ):先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,保持R不变,调节R,使电流表指针偏转到满刻度的23,读出此时R的阻值为200 ,则电流表内阻的测量值Rg= 。(2)将该表改装成量程为3 V的电压表,需(选填“串联”或“并联”)阻值R0= 的电阻。解析(1)S2闭合,Rg和R并联,电压相等,各支路电流之
