第六章第二单元电路教材

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1、第六章第二单元电路综合导学(一)知识要点PLQ1电阻：R。电流：I =St2.电压：导体两端的电势差就是电压，即UAB = UA UB，电路上A、B两N点间的电压等于在电场力作用下将单位正电荷由A搬运至B所做的功量，即w静电力U 二q电压表达了该段电路上将电能转化为其他形式的能的能力，电压也是该导体中产生电流的必要条件。3电动势：电动势是表达电源将其他形式的能转化为电能的能力的物理量，它相当于用非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部搬运到电源正极所做的功，即w非静电力4电功、电热：电流所做的功叫电功，电流做功的结果是将电能转化为其他形式的能，在 一段电路中，电功计算式为W = IUt。在

2、纯电阻电路中，电流做功的结果是使电能转化为内能，即产生热效应，计算式为W = l2Rt。5.电功率：P= IU。6部分电路欧姆定律及串并联、混联电路知识。学习指导1 .建立电流概念时要注意哪些？(1) 在导体中形成持久的电流要同时满足两个条件：一是导体中要有能自由移动的电 荷，例如金属导体中的自由电子，电解液中的正、负离子，导电气体中的自由电子、正负离 子等都是；二是在导体两端要有电压存在。(2) 在规定了正电荷定向移动方向为电流方向后，要特别注意在金属导线中真正做定向移动的不是正电荷， 而是带负电的自由电子。 从等效的角度看，金属导线中的电流方向恰 好与自由电子定向移动的方向相反。(3) 设

3、金属导线中自由电子的体密度为n,e,导线横截面为s,则很容易可从电流的定义式n eSv。自由电子定向移动速率为 v，电子带电量为i =Q中推导出电流的微观表达式，即丨=2. 建立电阻概念时要注意哪些?PL(1) 电阻是导体对电流的阻碍作用。由定义式R可知，导体的电阻与导体的材S料有关(p),与导体的几何形状有关 (L、S),也就是说导体的电阻与导体本身的特性有关， 而与加在导体两端的电压及通过导体的电流无关。(2) 金属导体的电阻，除了与 p、L、S有关之外，还与导体的温度有关。当温度升高时，金属导体的电阻要变大，当温度降低时，金属导体的电阻会跟着变小。我们在考虑一些实际问题时，有时要顾及这一

4、点。例如，一个白炽灯泡的电阻在不加说明时，我们常把它处理为一个恒定不变的电阻。而实际的情况是，白炽灯正常工作时的电阻要比它不工作时的电阻要大得多。(3) 某些金属等材料，在温度降低至接近绝对零度时，其电阻率会突然减小到零，这 种现象叫超导现象。材料处在超导态时，会呈现出许多异常的性质。超导现象在现代科学技 术中有着广泛的应用。(4) 在一般的电路中，元件之间的连接导线不会很长，这些连接导线的电阻可视为零，这些导线被称为无阻导线。电路中的电阻，通常都认为主要是集中在电阻元件，或者一些主要的非电阻性的元件中的附加内电阻成分上，如电动机、发电机等都有内电阻； 当电流通过电阻器(包括通过内电阻) 时，

5、电能转化为内能，并在电阻上产生一个电压降，如是内电阻，则产生一个内压降。 而在无阻导线上，不存在电能的转化问题， 在无阻导线两端也不产生电 压降，所以，无阻导线一定是等势的。 至于在远距离输电问题中，导线的电阻不能再不考虑，为方便起见，我们仍可把长输电导线的电阻用一等效电阻去替代它，仍把导线视为无阻的，这样，计算时方便些。3. 段纯电阻电路工作时有什么特点?由I =U可知，当R 一定时，电流与电压成正比，若电压为零时电流必为零，反之也R一样，当电阻中无电流通过时，该电阻两端的电压必为零，此时该电阻为一等势体，可知电阻两端有电压是产生电流的必要条件。在电阻电路中，电流一定是从高电势处流向低电势处

6、。电流通过一个纯电阻电路时，电能将全部转化为内能。当电路中还有非电阻性元件时， 才会有电能转化为内能以外的能。 例如，若电路中有一个有内阻的电动机，则在这段电路中,电能的一部分在内阻上转化为内能，其他部分则转化为机械能。4. 部分电路欧姆定律适用范围是什么?实验证明，金属和电解液都 能很好的符合欧姆定律， 即它们 的伏安特性是一直线如图（a） 所示，该直线斜率的倒数即为该 导体的电阻。是说它们的伏安线不成线性关系，如图（b）所示。但是气体或非线性元件在任一状态下至于气体导电，或非线性元件（如真实状态下的电灯）工作时，不符合欧姆定律，也就的比值仍可定义为电阻，即对于任一状态R = U还是成立的。

7、该图象还告诉我们，气体导I电或非线性元件工作时，对于加以不同电压时，呈现出的电阻是不同的。5. 对串联电路进行计算时，有哪些有用的推论?串联电路中的比例关系:电压和电阻成正比，U _Ui U2 U3 ，进一步推论，UiRiU。RRiR2R3 R电功率和电阻成正比，p p P2J3“2，进一步推论，RiR! P。RRiR2R3i R电功率和电压成正比，pp P2 P3 I，进一步推论，P 比P。UUiU2U3i v R两个电阻串联电路时的总电阻的特点是越串越大”但不会大过其中大电阻的两倍。6。对并联电路进行计算时，有哪些有用的推论?并联电路中的比例关系：电流和电阻成反比，IR = I1R1 =

8、R2= bR3= U ,。 电功率和电阻成反比， PR= P1R1= P2R2= P3R3= U2。p p p2 p3I电功率和电流成正比，一=U，进一步推论， P =p。I I 1 I 2 I 3 I两个电阻并联电路时的总电阻的特点是越并越小”但不会小过其中小电阻的二分之一；当一个很大电阻与很小的电阻并联时，总电阻约等于小的电阻；当一个电阻与一根无阻导线并联时，总电阻为零。7。怎样求解一个真实灯泡的工作电流和电压?一个真实灯泡的电阻不再是一个恒量，如果有该灯的i u图线，则我们就可以利用图象近似地求出该灯的工作电流和电压。8。滑动变阻器在电路中大致上可起哪些作用?滑动变阻器按图接入时，大致上

9、起分流作用。当干路电流大于用 电器的额定电流时，通过滑动变阻器可分掉部分电流，使用电器正常 工作，调节时为安全起见，R开始时应放在阻值最小处，再慢慢调大,直到合适为止。按图所示方法接入的变阻器，主要可起到限流作用，这种接 法，主要用来限制流过 R0的电流；同时也能起到一定的分压作用（但R0上电压不能从零开始调节）。按图所示方法接入的变阻器，则偏重于分压作用，它可使用电 器R0获得从0到U之间的任一电压。9。在一段电阻电路中某一电阻的阻值变化，与整段电阻的 阻值变化之间有什么关系？先来考察下面简单情况，如图所示，若是串联电路由R = R1 + R2若是两个电阻组成的并联电路，如图所示，RiRi可

10、知，其中一个电阻的阻值变大（或变小）将使总电阻变大（或变 小）。可知，其中一个电阻的阻值变大（或变小），同样也会使总电阻变大（或变小）。很容易证明，在由串、并联组成的混联电路中，任一电阻阻值的变大（或变小），都将引起总电阻的变大（或变小）。这个结论对电路分析是很有用的。疑难解析例1有三个电阻分别为10Q、20Q、30Q的电阻，把它们按不同的方式连接后，接到电压不 变的直流电源上。（1）总电路中可能获得的最大电流和最小电流之比是多少？（2）对20Q电阻来说，在各种连接方式中能使它获得最大功率的连接方式有几种？能使它获得最小功率的有几种？分别画出这些连接方法，并求最大功率和最小功率之比是多少？解析

11、：（1）I =U 可知，在保持 U不变时，总电阻 R最小时总电流I最大，而总电阻最大R时，总电流最小。由串、并联知识很快就可以知道，当三个电阻并联时，总电阻最小，而三个电阻串联时，总电阻最大，设 R1 = 10Q, R2 = 20Q, R3= 30Q，分另U可求得R 串=R1 + R2+ R3= 60 Q。第#页共29页第#页共29页进而可求出也诗。imR串 所以，比值为应二电二卫串二。I minUR并60R串11（2）三个电阻的串、并联的不同连接方式并不多，这使我们有可能列举出所有连接法，再。现作出所有电路图加以考察（这种 穷举法”在数量少时，往往是可取的解决问题的方法）如图所示。CO(d)

12、(a)(h)第#页共29页第#页共29页由P = 或P= I2R可知，要使R2获得最大功率的条件是 R2上所加电压最大或通过的电R流最大，分析上述各电路图，可知图（b）和图（g）所示的电路可以满足要求，这时Pmax20第#页共29页第#页共29页而要使R2获得功率最小的条件是 R2上所加电压最小或通过的电流最小，在上述各电路图中,图（C）所示的电路能满足要求，这时加在R2上电压为U2R1R2 uRiR2R3RR210 20U 10 202U10 2010 203011第#页共29页第#页共29页所以,PminR2所以，比值为2Pmax帀丿1212Pmin4 U4121 20例2在如图所示的电路

13、中， 电源电动势为E,电源内阻和电流表 A 的内阻均不计，滑动变阻器的最大阻值为 R0，定值电阻R1 = R0, 当变阻器的滑动端 P从a端滑向b端的过程中，电流表 A的示数变化规律是()(A ) 一直减小。(C)先减小后增大。(B) 直增大。(D )先增大后减小。E。无法确定。解析 设RPb = x，则RPb = R0 x。对于电路中的两个并联支路，因电压相等有 IA (R0+ x ）= IRR（I 总一IA ） R。由本式可解出RR0x RR0 -xR R0xRdx R代入上式，整理后可得IaER2Ro 2R Ro -x分析本式可知IA随着RaP，的增大而单调增大。选项B正确。有些同学在解

14、本题时，不善于仔细、认真地作上面的分析，只是凭无根据的猜想来决定选项, 这显然是不科学的。例3 :如图所示，输入电压 Uab = 200V，可变电阻Ro标有“150莒 负载电阻R标有“50Q 2A”，贝U UAB的变化范围是？解析：本题的结果受到多方面的条件制约，这是解题时要加以注意 的。设A、B间电阻大小为 RAB，由题设有Uab_ Ro _RabRUaB由此式可知，Uab受Rab的制约，注意到 Ro最大工作电流为 3A，由此可知Rab的最小值为=66.67门，而Rab最大值等于Ro的最大值，即150Q,可知Rab的取值范围为66。I67 150 Q。又注意到电阻R的最大工作电流为 2A，由此可算出R上所加电压不得超过l00V，亦即Uab 最大值不应超过l00V。再由Rab的最小值，可算出 U曲的最小值。Sb 二 Ro _RabRU AB = 75V由此可得：75VWU ab 100V在此范围内，可兼顾 Ro和R的安全工作。例4如图所示，两只相同的白炽灯L1的灯丝断了，经搭丝后与 的亮度与灯丝未断时比较(L1和L2串联接在电压恒定的电路中。若L2。