电压、电阻、电流、电功、电功率、电热__的主要规律.doc

电压、电阻、电流、电功、电功率、电热 的主要规律 电压、电阻、电流、电功、电功率、电热 的主要规律串联并联定义把元件逐个顺次连接起来的电路把元件并列的连接起来的电路特征电路中只有一条电流路径，一处段开所有用电器都停止工作。电路中的电流路径至少有两条，各支路中的元件独立工作，互不影响。开关作用控制整个电路干路中的开关控制整个电路。支路中的开关控制该支路。电路图实例装饰小彩灯、开关和用电器家庭中各用电器、各路灯一、1、识别电路串、并联的常用方法：(选择合适的方法熟练掌握)电流分析法：在识别电路时，电流：电源正极各用电器电源负极，若途中不分流用电器串联；若电流在某一处分流，每条支路只有一个用电器，这些用电器并联；若每条支路不只一个用电器，这时电路有串有并，叫混联电路断开法：去掉任意一个用电器，若另一个用电器也不工作，则这两个用电器串联；若另一个用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联。节点法：在识别电路时，不论导线有多长，只要其间没有用电器或电源，则导线的两端点都可看成同一点，从而找出各用电器的共同点观察结构法：将用电器接线柱编号，电流流入端为“首”电流流出端为“尾”，观察各用电器，若“首尾首尾”连接为串联；若“首、首”，“尾、尾”相连，为并联。经验法：对实际看不到连接的电路，如路灯、家庭电路，可根据他们的某些特征判断连接情况。2、欧姆定律的内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。3、数学表达式 I=U/R 4、说明：适用条件：纯电阻电路（即用电器工作时，消耗的电能完全转化为内能）I、U、R对应 同一导体或同一段电路，不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用，应加角码区别。三者单位依次是 A 、V 、 同一导体（即R不变），则I与U 成正比 同一电源（即U不变），则I 与R成反比。RSL 是电阻的定义式，它表示导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。 RU/I 是电阻的量度式，它表示导体的电阻可由U/I给出，即R 与U、I的比值有关，但R与外加电压U 和通过电流I等因素无关。5、解电学题的基本思路认真审题，根据题意画出电路图；在电路图上标出已知量和未知量（必要时加角码）；选择合适的公式或规律进行求解。二、串联电路的特点：1、电流：文字：串联电路中各处电流都相等。 字母：I=I1=I2=I3=In2、电压：文字：串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。 字母：U=U1+U2+U3+Un 可见，串联的电阻能分去一部分电压。3、电阻：文字：串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和。 字母：R=R1+R2+R3+Rn理解：把n段导体串联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都大，这相当于增加了导体的长度。 特例: n个相同的电阻R0串联，则总电阻R=nR0 .4、分压定律：文字：串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比。字母：U1/U2=R1/R2 U1:U2:U3:= R1:R2:R3:如果电压表串联在电路中，相当于阻值无穷大的电阻，将从电源“分得”绝大多数的电压。三、并联电路的特点：1、电流：文字：并联电路中总电流等于各支路中电流之和。可见并联的电阻分得部分电流。 字母： I=I1+I2+I3+In2、电压：文字：并联电路中各支路两端的电压都相等。 字母：U=U1=U2=U3=Un3、电阻：文字：并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。 字母：1/R=1/R1+1/R2+1/R3+1/Rn理解：把n段导体并联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都小，这相当于导体的横截面积增大。 特例: n个相同的电阻R0并联，则总电阻R=R0/n .R1R2R1+R2 求两个并联电阻R1、R2的总电阻R=4、分流定律：文字：并联电路中，流过各支路的电流与其电阻成反比。字母：I1/I2= R2/R1 四、测量电阻的几种方法：伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一，也是历年中考重点考查的内容，但电阻的测量方法不局限于伏安法，具有一定的灵活性、技巧性、多样性，归纳总结近年考查题型，测量电阻（设电阻不受温度的影响）的方法主要有以下几种。一、伏安法例1. 有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线，你如何测出一个电阻器R的阻值？解析：1. 按图1所示电路图连接实验电路；图12. 闭合开关，三次改变R的值，分别读出两表示数；3. 算出三次R的值，求平均值。说明：这种方法的优点为：可多次测量求平均值，以减小测量误差。缺点是：因为电压表的分流作用，测量结果偏小。二. 分压法（一）电压表和定值电阻替代法例2. 有一个阻值已看不清楚的电阻器R，我们要测出它的阻值，但手边只有一个电池组，一个电压表，一个已知阻值的电阻器R0和几根导线，你有办法测出R的阻值吗？说出你的办法和理由。解析：1. 如图2所示，将被测电阻R与已知电阻R0串联接入电路，先把电压表并联接在R两端，测出电阻R两端的电压U1。图22. 将电压表拆下，与R0并联接入电路测出电阻R0两端的电压U2。3. 求解：由，得。说明：这种方法的缺点为：需要进行两次电压表连接，实验时间加长。优点为：测量较为准确，元件使用较少。（二）电压表和滑动变阻器替代法例3. 给你以下器材：一个电源（其电压未知），一个标有“20，1A”的滑动变阻器，导线若干，一个开关，一只电压表，一个待测电阻Rx。请你设计一个能测出Rx电阻值的电路。要求：1. 画出你所设计的电路图（电压表连入电路后位置不可变动）。2. 简要写出实验操作步骤。3. 根据你所测出的物理量写出表达式Rx_。解析1：电路如图3所示。图32. 如图3所示连接电路，将滑片移到阻值为零的位置，记下电压表示数U1。将滑片移到阻值最大位置，记下电压表示数U2。3. 求解：说明：该方法的优点为：使用电器元件少，连接简单。缺点是：因为电压表的分流作用，测量结果偏小，且不能进行多次测量求平均值以减小误差。（三）电压表和开关替代法例4. 给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R0、两个开关及几根导线，请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻的阻值，画出电路图，写出实验步骤及未知电阻的表达式。解析：1. 如图4所示连接好电路，闭合“替代开关”S，记下电压表示数U1；图42. 断开“替代开关”，记下电压表示数U2；3. 求解：因为，所以。说明：该方法的优点为：使用电器元件少，连接简单。缺点是：由于没有使用滑动变阻器，电路中的电压表应该接在较大的量程上，所以测量结果误差较大。三. 分流法（一）电流表和定值电阻替代法例5. 现有电池组、电流表、开关、导线和一个已知阻值的定值电阻R0，没有电压表，你如何测出被测电阻的阻值？解析：1. 如图5所示，将被测电阻R与定值电阻R0并联接入电路，用电流表测通过被测电阻R的电流I1；图52. 将电流表拆下，与定值电阻串联接入电路，测出通过定值电阻R0的电流I2；3. 求解：由得。说明：这种方法的缺点为：需要进行两次电流表连接，实验时间加长。优点为：测量较为准确，元件使用较少。（二）电流表和滑动变阻器替代法例6. 现有电池组、电流表、已知最大阻值的滑动变阻器、导线及开关，你如何测出被测电阻的阻值？解析：方法一：1. 如图6所示，将被测电阻与变阻器并联接入电路，滑片位于阻值最大位置，先用电流表测出通过变阻器电路I1；图62. 将电流表拆下，与定值电阻串联接入电路中，测出通过被测电阻的电流I2；3. 求解：因为，所以说明：该方法的定值电阻等效于一个定值电阻，其缺点为：需要进行两次电流表连接，实验时间加长。优点为：测量较为准确，元件使用较少。方法二：1. 如图7所示连接电路，滑片位于阻值最小的位置，记下电流表示数I1；图72. 滑片位于阻值最大的位置，记下电流表示数I2；3. 求解：因为所以。说明：这种方法优点为：使用元件少，操作简单；缺点是：不能进行多次测量以减小误差。（三）电流表和开关替代法例7. 有一个阻值看不清的电阻，我们要测它的阻值，但手边只有一只电流表，一个已知阻值的定值电阻，二个开关和几根导线：1. 画出实验电路图。2. 写出实验步骤。3. 用测出量和已知量写出未知电阻的表达式。方法一 解析：因题中只有电流表可测出电流，而无法测知电压，故可根据并联电路电流分配规律求解（并联电路中电流的分配跟电阻成反比）。（1）实验原理图如图8。图8（2）实验步骤：按图8连接好电路将电路瞬时接通，进行试触，若电流表指针偏转，不至过大，再接通电路。先闭合断开，测出通过的电流；再断开，闭合，测出通过的电流。根据并联电路的分流规律进行计算：即：所以说明：该方法的优点为：使用电器元件少，实验操作简单。缺点是：由于没有使用滑动变阻器，电路中的电流表应先进行试触选择量程或接在较大量程上，所以测量结果误差较大。方法二 1、按图连接电路RxAR0S2S12、 闭合S1和S2 ，可将Rx短路，测出I13、断开S2从电流表读出I24、Rx= (I1-I2)R0/ I2物理实验不仅能激发同学们学习物理的兴趣，巩固所学的物理概念和规律，更是培养动手能力和运用所学知识解决实际问题能力的重要手段。随着新课标的实施，对实验能力的要求越来越高，测量电阻方法上的创新对拓展同学们运用所学知识解决实际问题的能力是相当有益的。纵观以上测量电阻的几种方法，可归纳为：1. 测电阻两端电压；2. 测流过该电阻的电流；3. 利用求出电阻。利用这几种方法不仅可以测出未知电阻，还可以在电学计算中用此方法计算电阻。五、电功（W）3、规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。4、计算公式：W =UIt = UQ =Pt（适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：W = I2Rt= U2t/R串联电路中常用公式：W = I2Rt W 1: W 2: W 3:W n=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式：W = U2t/R W 1: W 2= R2:R1无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功 常用公式W = W 1+ W 2+W n 5、单位：国际单位是焦耳（J）常用单位：度（kwh） 1度=1千瓦时=1 kwh=3.6106J六、电功率(P)1、定义：电流在单位时间内所做的功。2、物理意义：表示电流做功快慢的物理量 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。通常我们认为一个用电器的电阻值是不变的，所以求得它的阻值很有用。当一个用电器两端的电压改变时，依 P=UI=U2/R 知，用电器的功率 P就会改变。在U一定时，若用电器的 R变大时，P会变小。 当一个用电器流过的电流改变时，依 P=UI=I2R 可见，用电器的功率就会改变。1、U、I、R 中已知任意两个量，就能求得 P2、U、I、R、P 四个量中若已知其中两个量，就可以算出另外两个。 3、要想求P实 ，一般先要知道 用电器的R，再依 P=U2/R 或 P=I2R 求得。所以要充分挖掘隐含条件，如额定电压和额定电流。两个用电器串联时，只能让额定电流小的正常工作；两个用电器并联时，只能让额定电压小的正常工作3、电功率计算公式：P=UI= W /t（适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：P= I2R= U2/R串联电路中常用公式：P= I2R P1:P2:P3:Pn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式：P= U2/R P1:P2= R2:R1无论用电器串联或并联。计算总功率 常用公式P= P1+P2+Pn 4、单位：国际单位 瓦特（W） 常用单位：千瓦（kw）5、额定功率和实际功率： 额定电压：用电器正常工作时的电压。额定功率：用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0.11A 灯丝阻值U2额/。 当U实 =U额时，P实=P额 用电器正常工作（灯正常发光） 当U实U额 时，P实P额 用电器不能正常工作（灯光暗淡）,有时会损坏用电器P实 P额 U2 额U2实实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得PRU2n 21n 21根据P=U2/R如果U 减小为原来的1/n 则P=如：U实 = 1 2U额 P实 = 1 4P额 当U实 U额 P实 P额 长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈) P实= 0 用电器烧坏(灯丝烧断) 灯L1“220V 100W”， 灯L2“220V 25W”相比较而言，L1灯丝 粗短 ，L2灯丝 细长。判断灯丝电阻口诀：“大（功率）粗短，小细长”（U额 相同时） 两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮。判断哪个灯亮要比较实际功率大小，口诀：“串小（功率）并大” （U额 相同时）“1度”的规定：1kw的用电器工作h消耗的电能。W / t 可使用两套单位：“W、J、s”、“kw、 kwh、h”七、 电热1、实验：目的：研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？ 原理：根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。 实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体 2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。3、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：Q =UIt= U2t/R= W =Pt串联电路中常用公式：Q= I2Rt 。Q1:Q2:Q3:Qn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q= Q1+Q2+Qn分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2t/R=Pt经验1、导线与电炉丝相比电阻小，依Q=I2Rt 知，在 I、t 相同时，电炉丝R越大，发热越多。