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1、焦耳定律 电阻的串并联及应用（导学案）一、电功、电功率 1电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功WUIt，电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.2电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI3焦耳定律:电流通过一段只有电阻元件的电路时，在 t时间内的热量Q=I2Rt纯电阻电路中WUIt=U2t/R=I2Rt，P=UI=U2/R=I2R非纯电阻电路WUIt，P=UI4电功率与热功率之间的关系(1)纯电阻电路中，电功率等于热功率，非纯电阻电路中，电功率只有一部分转化成热功率(2)纯电阻电路：电路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉子等(3)非纯电阻电
2、路：电机、电风扇、电解槽等，其特点是电能只有一部分转化成内能3、电动机的几个“功率”（1）、输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定，（2）、输出功率：电动机做有用功的功率，（3）、热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率，其中为电动机的效率。二、串并联电路特点（一）、串联电路电路中各处电流相同I=I1=I2=I3=串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.U=U1+U2+U3串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即R=R1R2Rn串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即（二）、并联电路并联电路中各支路两端
3、的电压相同U=U1=U2=U3并联电路子路中的电流等于各支路的电流之和I=I1I2I3=并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。=+，当并联电路是由n个相同的电阻R并联而成时，总电阻R总= ；当并联电路只有两个支路时，则总电阻为R总= 并联电路中通过各个电阻的电流踉它的阻值成反比，即I1R1I2R2=InRn= U并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比，即P1R1=P2R2=PnRn=U2（三）、画等效电路常用的两种方法(1)、顺电流法对各元件的连接点（节点）注明字母，让电流从外电路上高电势点流出，在不重复经过同一元件原则下流向低电势点，有几条路就有几条独立支路。未包含在独立支
4、路内剩余元件将按照它在电路中的位置来确定该元件的接法。下图中，以图（a）的等效电路为例：把视为断路，得图（b）。设电势A高于B，可这样选择独立支路，电流从A、电流从(两条独立支路)，得图（c）。再将接在D、E间，将接在A、D间得得图（d）(2)、等电势点法对较复杂但有一定走向的电路可用等势点法简化。上图中以图甲的等效电路为例。把视为短路，得图乙，设A的电势高，B的电视低。从A点开始，与A点等势的没有，由此向右到C点，E点与C点等势可连在一起，如图丙。再向右到D、F，B点与D、F点等势可也可连在一起，最后的串联在C、E间，得等效电路为图丁。必要时，以上两种方法可交替使用。三、电表的改装(1)灵敏
5、电流表（也叫灵敏电流计）：符号为，用来测量微弱电流，电压的有无和方向其主要参数有三个：内阻Rg满偏电流Ig：即灵敏电流表指针偏转到最大刻度时的电流，也叫灵敏电流表的电流量程满偏电压Ug：灵敏电流表通过满偏电流时加在表两端的电压以上三个参数的关系Ug= Ig Rg其中Ig和Ug均很小，所以只能用来测量微弱的电流或电压(2)电流表：符号，用来测量电路中的电流，电流表是用灵敏电流表并联一个分流电阻改装而成如图所示为电流表的内部电路图，设电流表量程为I,扩大量程的倍数n=I/Ig，由并联电路的特点得：IgRg=(IIg）R, 内阻,由这两式子可知，电流表量程越大，Rg越小，其内阻也越小.(3)电压表：
6、符号，用来测量电路中两点之间的电压电压表是用灵敏电流表串联一个分压电阻改装而成，如图所示是电压表内部电路图设电压表的量程为U，扩大量程的倍数为n=U/Ug，由串联电路的特点，得： U=UgIgR, Ig =Ug /Rg, 电压表内阻,由这两个式子可知，电压表量程越大，分压电阻就越大，其内阻也越大（4）半值分流法（也叫半偏法）测电流表的内阻，其原理是：当S1闭合、S2打开时：当S2再闭合时：,联立以上两式，消去E可得： 得： 可见：当R1R2时， 有：（5）非理想电表对电路的影响不能忽略，解题时应把它们看作是能显示出本身电压或电流的电阻器.用电压表测得的电压实际上是被测电路与电压表并联后两端的电
7、压，由于电压表内阻不可能无限大，因此测得的电压总比被测电路两端的实际电压小，表的内阻越大，表的示数越接近于实际电压值.用电流表测得的电流，实质上是被测量的支路(或干路)串联一个电阻(即电流表内阻)后的电流.因此，电流表内阻越小，表的示数越接近于真实值.四、典例精析【例1】一台直流电动机额定电压为100 V，正常工作时电流为20 A，线圈内阻为0.5 ，那么在1 min内（ ）A电动机线圈产生的热量为1.2104 J 电动机消耗的电能为1.2104 JC电动机对外做功1.2105 J D电源输入给电动机的功率为2.0 kW练习1、有一内电阻为4.4的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯炮串联后
8、接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )A.电解槽消耗的电功率为120W B.电解槽的发热功率为60WC.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗的总功率为60W【例2】额定电压都是110 ，额定功率PA100 W，PB0 W的A、两个灯，接在220 的电路中，使电灯都正常发光，又使电路消耗的电功率最小的连接方式是图1中的 （ ）练习2一个标有“200 V 60W”的白炽灯泡，当用多用电表的欧姆档去测量它的电阻时，其阻值接近于807 B接近于3.7 C明显大于807 D明显小于807 【例3】如图所示，将A、B两端接到输出电压为9 V的电源上时，已知通过R1的电流I12 A，R2
9、2 电阻R3上消耗的功率为P315 W，则R1_，R3_ 例3 图 练习3 图练习3、如图所示电路，电压U保持一定，将同一用电器连接在距电源较近的A、B两端时，消耗功率为9 W，接在较远的C、D两端时消耗功率为4 W，求导线AC与BD间消耗的功率【例4】有三个电阻，其阻值分别为10 、20、30，现在它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压，问：（1）在总电路上可能获得的最大电流和最小电流之比为多少？（2）对20电阻来说，在各种可能连接方式中能使它获得最大功率的，有哪些连接方式？获得最小功率的有哪些连接方式？（只要求画电路图表示）【例5】图中的 A为理想电流表，V1和V2为理想电压表，R1为
10、定值电阻，R2为可变电阻，电池E内阻不计，下列说法中不正确的是（ ） AR2不变时，V2读数与A读数之比等于R1 BR2不变时，V1读数与A读数之比等于R1 CR2改变一定量时，V2读数的变化量与V1读数变化量之和一定为零 DR2改变一定量时，V2读数的变化量与V1读数变化量之和不一定为零【例6】图中所示电路由8个不同的电阻组成，已知R1=12 ，其余电阻阻值未知，测得A、B之间总电阻为4。今将R1换成6的电阻，则A、B间的总电阻变为 。R1 练习4、由5个1电阻连成的如图4所示的电路，导线的电阻不计，则A、B间的等效电阻为_。【例7】电流一电压两用电表的电路如图所示已知图中S是双刀双掷开关，
11、a, b,c、d,e、f为接线柱双刀双掷开关的触刀掷向a,b,e与a接通，f与b接通；掷向c, d, e与c接通，f与d接通电流表G的量程是0. 001 A,内阻是100,电阻R1的阻值为9900, R2的阻值是1.0l ,(1)触刀掷向a,b时，此两用表是什么表？量程是多大？(2)触刀掷向c, d时，此两用表是什么表？量程是多大？【例8】如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，则安培表A1的读数 安培表A2的读数；安培表A1的偏转角 安培表A2的偏转角；伏特表V1的读数 伏特表V2的读数；伏
12、特表V1的偏转角 伏特表V2的偏转角；（填“大于”，“小于”或“等于”） 达标练习1图1中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是 （ ）A甲表是电流表，R增大时量程增大B甲表是电流表，R增大时量程减小 C乙表是电压表，R增大时量程减小 D上述说法都不对2. 图2所示的电路中，R1=1,R2=2,R3=3，那么通过电阻R1、R2、R3的电流强度之比I1:I2:I3为（ ）A1：2：3 B3：2：1 来源:学科网ZXXK C2：1：3 D3：1：23.滑动变阻器的最大电阻为R1=200,R2=300,
13、AB间电压为UAB=10V,当开关S断开时，移动滑片P，R2两端可获得电压值的范围_,流过R2的电流范围是_;当开关S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得电压值的范围_,流过R2的电流范围是_。来源:Z+xx+k.Com4. 如图所示电路，当A、B两端接入150V的电压时，C、D两端电压为50V.当C、D两端接入150V电压时，A、B两端电压为100V,求R1：R2：R3第4题图 第5题图5如图所示，线路电压U=220V,每条输电线的电阻,电路A的电阻，求(1)电炉A的电压和它消耗的功率。(2) 如果在并联一个阻值相同的电炉B，两个电路上的电压和电路消耗的功率各是多少？来源:学#科#网Z#X#X
14、#K6有一个电流表G,内阻=10，满偏电流=3mA,要把它改装为量程03V的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？来源:Zxxk.Com来源:学科网ZXXK来源:Z|xx|k.Com7.有一个电流表的内阻为=10，满偏电流=3mA, 要把它改装为量程00.6A的电流表，需并联的电阻为多少？来源:学|科|网Z|X|X|K 来源:学。科。网巩固与提高1.一个电流表的电阻为0.18，最大量程为10A,刻度盘分为100个刻度。现将其量程扩大为100A,需要_联一个_的电阻，此时刻度盘每个刻度表示_A;新的电流表的内阻是_.2电流表的内阻是Rg=200，满刻度电流值是Ig=500，现欲把这电流表改装成量程为1.0V的电压表，正确的方法是 ( ) A应串联一个01的电阻
