物理教学讲义电路基础.doc

物理 第七讲 电路基础【知识要点】一、电流1电荷的定向移动形成电流规定正电荷定向移动的方向为电流的方向2形成电流的必要条件：(1)要有能自由移动的电荷(2) 导体两端有电压3电流的定义式：i=q/t电流的微观表达式：二、电源和电动势1电源：电源是通过非静电力做功把其它形式能转化为电势能的装置2电动势：如果移送电荷q时静电力所做的功为w，那么电动势表示为w/q 3电源电动势的大小等于断路电压三、电阻定义：r=u/i 注意：电阻由导体本身决定，与u或i无关。电阻定律：四、部分电路欧姆定律1内容：通过某段电路的电流跟导体两端的电压成正北，跟导体本身的电阻成反比2公式：i=u/r3用图像表示：iu图像中，是过原点的一条直线，直线的斜率k=i/u=1/r；在ui图像中，也是过原点的一条直线，直线的斜率k=u/i=r4适用条件：纯电阻电路（把电能全部转化为热能的电路）.五、串、并联电路的特点1串联电路（1）电流关系： （2）电压关系：（3）电阻关系： （4）功率关系：p1/p2 = u1/u2 =r1/r2 2并联电路（1）电流关系： （2）电压关系：（3）电阻关系： （4）功率关系：p1/p2=i1/i2= r2/r1 六、电路化简原则（1）无电流的支路化简时可去除； （2）等电势的各点化简时可合并； （3）理想导线可任意长短； （4）电压稳定时电容器认为断路（5）理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路； 七、电功和电功率1电功：实际是电场力做功，是电能转化成其它形式能（如热、磁、机械、光）的过程。 适用于一切电路； 适用于纯电阻电路。2电功和电热：当电流通过一段纯电阻电路时，电能全部转化为内能，电功等于电热w=q即uit=i2rt当电流通过一段非纯电阻电路（电动机、电解槽、蓄电池等）时，电能的一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能，故电功w=uit 大于电热q=i2rt，3 电功率：（1）p=w/t=ui ( 适用于一切电路 )（2）p=i2r=u2/r ( 适用于电热 )题型一：电流的理解与应用例1导线中的电流是1.0a，导线的横截面积为1mm2，试问：（1）在1s内，有多少个电子通过导线的横截面（电子电量 e1.610-19 c）？（2）自由电子定向移动的平均速率是多大（设导体每立方米内有8.51028个自由电子）？（3）自由电子沿导线移动1cm，平均要多少时间？例2有一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流强度为i；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为（ ）anvs t bnvt c d 题型二：电动势的理解与应用例3以下说法中正确的是（ ）a在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流b静电力和非静电力都可以使电荷移动所以本质上都是使电荷的电势能减少c在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力d静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加题型三：串并联电路的理解与应用例4两个用电器的额定电压都是6v ，额定电流分别是 0.1a 和 0.3a （1）把这两个用电器并联后接在电压为8v 的电路中，要使它们正常工作，应附加多大电阻怎样连接？（2）如果把它们串联后接在 12v 的电路上，要使它们正常工作应该怎样做？题型四：等效法处理混联电路例5（1）在图(a)所示的电路中，r1 = r2 = r3 = r4 = r5 = r ，试求a、b两端的等效电阻rab ，！（2）试对图(b)所示电路图进行简化，并指出电流表测量的对象图(b)图(a)例6图中，r1=1，r2=8，r3=8，r4=4，a、b间电压为3v，求电流表a1、a2的读数各是多少？题型五：电路故障的分析例7图示为一电路板的示意图， a、b、c、d 为接线柱， a、d 与220v 的交流电源连接， ab 间、bc 间、cd 间分别连接一个电阻现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d 两点间以及 a、c 两点间的电压均为220v 由此可知（ ）aab 间电路通，cd 间电路不通bab 间电路不通，bc 间电路通 cab 间电路通，bc 间电路不通dbc 间电路不通， cd 间电路通 题型六：电功和电功率例8如图所示的电路中，电阻r=10，电动机线圈电阻r=1，电路两端电压u=100v，电流表的示数为30a，问通过电动机的电流为多少？通电1分钟，电动机做的有用功是多少？maur电动机例9电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3v电压时，通过的电流为0.3a，此时电动机没有转动。当加上3v 电压时，电流为1a，这时候电动机正常工作。求电动机正常工作时，产生的机械功率和发热功率。题型七：分压电路和限流电路例10用最大阻值为 28 的滑动变阻器控制一只“6v，3w”灯泡的发光程度，分别把它们连成限流和分压电路接在 9v 的恒定电压上，通过计算回答以下问题 （1）两种电路中灯泡的电流、电压调节范围（2）两种电路中要求滑动变阻器的最大允许电流以及电路中消耗的最大功率【经典练习】1若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动，则其角速度= ；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流 i= （已知电子的质量为 m ，电荷量为e，静电常量用 k 表示）2两根材料相同的均匀导线 x 和 y , x 长为 l ，y长为 2l ，串联在电路中沿长度方向电势变化如图示，则导线的横截面积之比为( ) a2：3b1：3c1：2d3：13如图示，假如考虑温度对电阻率的影响，能较正确反映通过灯泡的电流 i 与灯泡两端电压 u 关系的图线是图中的（ ）4图示电路，滑动变阻器r0标有“150 3a”，电阻 r 标有“50 2a”，当输人电压uab=200v 时，为保证各电阻均不损坏，滑片上下移动过程中输出电压 ucd 的变化范围是 5已知如图，两只灯泡l1、l2分别标有“110v，60w”和“110v，100w”，另外有一只滑动变阻器r，将它们连接后接入220v的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？( )6如图示，电路由 8 个不同的电阻组成，已知r1= 12，其余电阻阻值未知，则得 ab 之间的总电阻为4，今将r1换成6的电阻，则 ab 间的总电阻变为 7一个t型电路如图所示，电路中的电阻,.另有一测试电源，电动势为100v，内阻忽略不计。则( )a当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40b当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40c当ab两端接通测试电源时， 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 v8如图所示a、b两点间电压为18v，r1=0.2，电动机m的内阻也是0.2，线路中的电流是25a，则此电路中电能转化为机械能的效率是（ ）a.72 b.28 c.55.6 d.44.49图示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使 a灯 变暗， b 灯变亮，则故障可能是 （ ） ar1短路br2断路 cr3 断路dr4短路10（上海高考）一根长为 lm 的均匀电阻丝需与一“