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1、恒定电流 复习与巩固 【知识网络】【要点梳理】一、电路涉及的物理概念电流：定义式，微观表达式 qItInqSv电压：定义式，导体两端电压，是产生电流的必要条件之一。WUqUIR电阻：定义式， 决定式（电阻定律）URILRS电动势：，维持电路两端的电压WEq非电功：纯电阻电路中WUIt2 2UWI RttR电功率：纯电阻电路中WPUIt2 2UWI RR电热：由焦耳定律计算，在纯电阻电路中电热等于电功：2QI RtQW意义：反映电源把其它形式的能转化为电能的本领 量值：电源开路时的路端电压 单位：伏（V）电源的总功率：PEI总电源的输出功率：2 2 2()EPUIPI RRRr出出纯电阻电源的消
2、耗功率：2PI r内关系：PPP总出内效率：PUR PERr出总纯电阻闭合电路中的功率逻辑关系：输入端全为“1”时，输出端才为“1”符号：1ABY&ABY“与”门：“或”门：逻辑关系：输入端只要有“1” ，输出端就是“1”符号：逻辑关系：输入端为“1”输出端一定为“0”输入端为“0”输出端一定为“1”“非”门：符号：1AY逻辑电路二、电路的特点三、基本规律焦耳定律：,适用于电流通过任何用电器发热的计算。2QI Rt四、电路实验描绘灯泡的伏安特性曲线 测定金属的电阻率测定电源的电动势和内阻 多用电表的使用五、需要注意的问题1电流的计算其难点在于对于任取的一个截面计算在一段时间 内通过该截面的电量
3、，其技巧在于一段时间tQ的选取。如一个做匀速圆周运动的电荷对应的等效环形电流的计算，取最好确定通过某截面的ttT 电量。2对闭合电路中能量转化所涉及的诸多概念的理解例如电源非静电力做的功，表示时间 内其它形式的能转化为电能的多少。=WqEEItt是电源的总功率，表示在一个具体电路中电源将其它形式的能转化为电能的快慢。WPEIt总则表示电场力做功将电能转化为其它形式能的快慢。P UI3在焦耳热的计算中不能随意地用Q W在焦耳热的计算中不能随意地用，只有保证焦耳定律的形式不变，才能用于任何Q W2QI Rt电路中电热的计算。如果将写成，只能用于纯电阻电路电热的计算。Q2UQ UIttR4闭合电路欧
4、姆定律与其它关系的区别必须引起注意例如仅适用于纯电阻电路，而则适用于任何电路。是能的转化和EIR rE U U内E U U内守恒定律在电路中的必然结果，所以它具有更广泛的适用性。5电路的简化是电路计算的关键环节除了电路整形，等势点合并分离外，电表的理想化、电表的等效、电容电路的处理必须理解和掌 握。6对电路进行动态分析是电路知识的综合运用必须熟练地掌握动态分析的顺序，理解各电路量变化的原因。7电源的输出功率存在极值当时，可以将视为等效电源内阻以便解决更广泛一些的问题。应当明确，电源Rr2max24EPrr输出的功率最大，并非电源功率最大，也并非电源的效率最高。8伏安法测电阻时电流表内外接法的判
5、断不可片面要在比较与、的关系后得出结论，不可只做与的比较后就决定电流表的接法。 xRARVRxRAR9滑动变阻器的限流式和分压式接法各有妙用弄清它们各自接法的特点和区别选择使用。10测定电源电动势和内阻的多种方法 主要仪器 原理 电路图 误差分析 电压表 电流表 变阻器 1122+EUI rEUI r 电动势和内阻均偏小 电压表 变阻箱 1 1 12 2 2UEUrRUEUrR 电动势和内阻均偏小 电流表 变阻箱 111222EI RI rEI RI r 电动势无偏差，内阻偏大 一只电压表 （粗测） VVERURr（） VRrUE:电动势偏小 两只电压表 1 12 1 1VVUEUUrRUEU
6、rR 无误差 11用电流表和电压表测定电源电动势和内阻的误差分析 （1）偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作图象时描点不很准确。UI（2）系统误差：来源于电压表的分流作用。导致电流表示数比干路电流略小。中是通过电源的电流，而本实验用图甲所示的电路是存在系统误差的，这是由于电UE IrI压表分流，使电流表示数小于电池的输出电流。VII测I 因为，而，越大，越大：趋于零时，也趋于零。所以它们的关系VIII测V VUIRUVIUVI可用图乙表示，测量图线为，真实图线为ABA B由图线可看出和的测量值都小于真实值。，.rErr 测EE 测要点诠释：外电路短路时，电流表的示数等于干路电流的真实
7、值，所以图乙中、两图线交于短 1I测ABA B路电流处。当路端电压为时，由于电流表示数小于干路电流，所以、两图线出现了图示 21UI测I ABA B的差异。（3）伏安法测、还可接成如图所示实验线路。Er由于电流表的分压作用，因为，为电流表的内阻，这样在图 AAUUUUIR测测ARUI线上对应每一个应加上一修正值，由于很小，所以在很小时，趋于零，增大，IAUI R ARIUI也增大，理论与测量值的差异如图丁所示。U由图可知：，（内阻测量误差非常大） 。EE测rr 测要点诠释： 一般电源的内阻都较小，与电流表的内阻相差不大，而电压表的内阻远大于内阻，也远大于测量 电路中的外电阻，所以为减小误差，我
8、们采用如图甲所示的电路，而不采用如图丙所示的电路。 【典型例题】 类型一、直流电路的功率计算例例 1.一直流电动机线圈的内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为时，0.3 V 电流为松开转轴，在线圈两端加电压为时，电流为，电动机正常工作求0.3 A2 V0.8 A 该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？【答案】【解析】电动机不转动时，在电路中起作用的只是电动机线圈的电阻，可视为纯电阻电路，1.6 W 0.96 W由欧姆定律得电动机线圈内阻电动机转动时，消耗的电能大部分要转化为机械能，还有一小0.3=10.3UrI部分要在线圈的电阻上转化为内能其输入的电功
9、率为：，110.8 2 W 1.6 WPI U电动机的机械功率：22 1(1.60.81) W 0.96 WPPI r【变式】如图，滑动变阻器的总电阻，负载电阻，间的电压为，且60R60XR AB18VU 保持不变，先断开电键，移动触片，使电压表读数为，然后闭合，则通过的电流强度SP9VSXR是？【答案】【解析】当先断开电键，移动触片，使电压表读数为时，滑动变阻器的部分的阻值为0.12ASP9VAP；然后闭合，间的总阻值为。总电流为：通过的电流为30SAB5018A0.36A50I XR1 18A0.12A3 50xI 类型二、直流电路中的极值问题例 2 如图所示电路中，电阻，电源电动势，内阻
10、求：19R 215R 12 VE1r（1）当电流表示数为时，变阻箱的阻值多大？（2）当阻值多大时，它消耗的电功率最0.4 A3R3R大？（3）当阻值多大时，电源的输出功率最大？3R【答案】 （1） （2） （3）【解析】由电路图可知，与并联后再与串联，电流表是测量通过30602R3R1R电阻的电流，根据串并联电路的特点以及闭合电路欧姆定律可求出该题的答案2R（1）设干路电流为，根据并联电路的分流原理： I3 2 23RIIRR外电路的总电阻 由闭合电路欧姆定律得 由式求得23 1 23R RRRRREIRr330R （2）设阻值为时，它消耗的功率最大为，此时外电路总电阻为3R3P23 1 32
11、R RRRRR干路电流 。 ， EIRr2 3 23RIIRR2 333PIR由式得：当=6 时，消耗的功率最大22 3 32 333 33636 3625(12 36)25(12)RPRRRR3 336RR（3）设阻值为时，电源输出功率最大为，当外电路的总电阻时，电源输出3R mP2mEPRRrRr功率最大因，所以，当越接近时输出功率最大故只有当时，接近时电源输出功率最大Rr Rr30R Rr类型三、含电容电路问题 例例 3如图所示的电路中，电容器的电容为 C，当开关 S 由闭合状态断开时，下列说法正确的是（ ）A电容器电量减小 B电容器电量不变 C电容器电量不增多 D开关不管是闭合还是断开
12、，电容器极板上均无电荷 【答案】C【解析】开关闭合时，两电阻串联，电压表并联在 R2两端；而断开开关后，电容器直接接在电源两端，其电压为电源的电动势；因电容器的电压增大，则由 Q=CU 可知，电容器的电量增大。 【变式】如图所示的电路中，电阻，电容器的电容10VU 13R 22R 35R 、求：（1）当闭合时间足够长时，和所带的电量各是多少？（2）然后14FC 21FC K1C2C把打开，打开后通过的电量是多少？ KK2R【答案】 （1） （2）【解析】 （1）关键是计算电容器两端的电压。16C10C26C, ， .1210=A=2A3 2UIRR224VUIR112=4 4C=16CQCU，
13、 .122 (3 2)V=10VUI RR 221 10C 10CQC U （2）两个电容放电的电量都要经过 R2，且最终两电容的带电量均为零，故通过的电量. 2R26CQ类型四、电路故障问题例例 4某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。实验中由于电路发 生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零） ，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障 原因是（ ）A短路 B短路 C断开 D断开3RPR3R2R【答案】BD【解析】根据四个选项逐一代入检查，分析哪种情况中两电压表测量哪部分电压，示数是否相同，再进行选择A ：若短路时，由于电流表内阻看作零，两电压表都被短路，
14、示数都为零，3R与题不符，故 A 错B： 短路时，两电压表都测的电压，示数相同，而且都不为零，故选项 B 正确PR2RC：断开时，由于电压表内阻看作无限大，电压表测的电压，电压表测和串联的电压，电压表3R2VPR1VPR2R的示数大于电压表的示数，故选项 C 错误D：断开时，电路的总电阻增大，总电流减小， 中电流为1V2V2RPR零，两电压表都测的电压示数相同，而且都不为零，故选项 D 正确 3R【变式】两地间铺有通讯电缆，长为，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常ABL 称为双线电缆，在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间漏电，相 当于该处电缆的两导线间接了一个电阻，检查人员经过下面的测量可以确定损坏的位置：（1）令端的双线断开，在处测出两端间的电阻；（2）令端的双线断开，在处测出双线两端间BAARAB的电阻 BR（3）在端的双线间加一已知电压，在端用内阻很大的电压表测出两线间的电压。试由以AAUBBU上测量结果确定损坏处离的距离。 A【答案】【解析】设单位长度电缆电阻为，故障处的电阻 为，则 2AABABABARUULRRUU R0RXR， 根据题意，02AXRRL XR 02BXRRXR0,2BAAB XA XXAAUUUURRRRL X RRU又因为，AXBXRRL X XRR 2AABABABARUUL XLRRUU R类型
