第二章简单直流电路学案

1、江苏省扬中中等专业学校 电工基础学案 编写：蓝婷第二章 简单直流电路 学案考纲要求：1熟练掌握部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律。2了解电路的几种工作状态（通路、开路、短路），掌握在每一种状态下电路中电流、电压和功率的计算。3熟练掌握电阻串、并联的特点和作用，掌握简单混联电路的分析和计算。4了解万用表的基本原理，并能正确熟练地使用万用表。5掌握电路中各点电位及两点间电压的分析和计算，并掌握其测量方法。6负载获得最大功率的条件7了解电阻的两种测量方法：伏安法和惠斯通电桥法。第一节 闭合电路欧姆定律一、电动势（课前完成）1.定义：_2.符号：_3.单位：_4.注意点（1）_（2）_课堂练习：判断1

2、电动势的规定方向为自正极通过电源内部到负极的方向。 （ ）2电源的电动势等于电源两极间的电压。 （ ）3电源的电动势是由电源本身的性质决定的，与外电路无关。 （ ）二、闭合电路的欧姆定律1.请画出最简单的闭合电路图并对电路进行说明（课前完成）2.根据电路图推导电动势与电流、电阻的关系（课前完成）结论：闭合电路内电流，跟 成正比，跟 成反比。3. 电动势、端电压和内电压三者的关系在表达式 E = IR + IR0 中， IR 是外电路上的电压降称为 ，用符号 U 表示，即U = IR ；IR0是内电路上的电压降称为 ，用符号 U表示，即U = IR0 ；所以上式可写成 E = + ，即电源的电动

3、势等于内、外电压降之和。例：如图，若电动势E=24V，内阻R0=4W，负载电阻R=20W，试求：（1）电路中的电流；（2）电源的端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。课堂练习1：电源电动势为1.5V，内电阻为0.12W，外电路电阻为1.38W，求电路中的电流和端电压。课堂练习2：电动势为3.6V的电源，与8W 的电阻接成闭合电路，电源两极间的电压为3.2V，求电源的内电阻。三、端电压1. 请同学们思考：当外电阻发生变化时，端电压会产生怎样的变化呢？2端电压与外电阻的关系分析：保持R0不变 （1）当R 增大时，由于 ，U ；（2）当R 减小时，由于 ，U 。综上：在保持电源内阻

4、不变的条件下，电源端电压随外电阻的改变而改变，外电阻增大，端电压 ； 外电阻减小，端电压 。3. 深入探究（1）外电阻增大，端电压增大,那如果外电阻增加到无穷大时，端电压又如何？（2）外电阻减小，端电压减小,那如果外电阻减小到趋近于0，端电压又是多少?例：在下图中，已知电阻R1=14,R2=9。当开关S打在位置1时，电流表读数为I1=0.2A ；当开关打在位置2时，电流表读数为I2=0.3A，试求图中电源的电动势E和电源内阻R0。课堂练习：有一简单闭合电路，当外电阻加倍时，通过的电流减为原来的2/3，求内阻与外阻的比值。思考题：如下图所示，已知电阻R=1。当开关S打在位置1时，电压表的读数为6

5、V；当开关打在位置2时，电流表读数为3A，试求（1）电源的电动势E和电源内阻R0；（2）当开关S打在位置3时，流过电阻R的电流。四、电源向负载输出的功率P01电源向可变电阻输出功率的最大值Pomax推导过程：（1）可变电阻获得最大功率的条件是： ；（此时叫做 与 匹配）（2）电源向可变电阻输出功率的最大值Pomax= ；（3）此时电路的效率= 。例：如图所示，已知E=6V，R0=4，求可变电阻R可以获得最大功率。课堂练习：如图所示，R1=8，电源电动势E=80V，内阻R0=2，R2为可变电阻器，要使R2获得的功率最大，R2应该多大?这时R2消耗的功率为多少？2电源的输出功率P0与外电阻R的变化

6、关系R变化时，P0如何变化？3固定电阻的最大功率分析例：如图所示，已知E=10V，r=5，R2=2，求各量为何值时有最大功率，最大功率是多少？（r是电源内阻）（1）当R1= 时，端电压最大为 ；（2）当R1= 时，R1的功率最大为 ；（3）当R1= 时，R2的功率最大为 ；（4）当R1= 时，r的功率最大为 ；（5）当R1= 时，电源产生的功率最大为 。§2.1 闭合电路的欧姆定律 课后练习一、填空题1不接用电器时，电源两级间电压的大小是由 决定的，与 无关。2电动势的符号为 ，单位为 ，规定的方向为 。3闭合电路内电流，跟 成正比，跟 成反比。电流表达式为I= 。4闭合电路中，在保

7、持电源内阻不变的条件下，电源端电压随外电阻的改变而改变： 外电阻增大，端电压 ； 外电阻减小，端电压 。 5闭合电路中，可变电阻获得最大功率的条件是： ；电源向可变电阻输出功率的最大值Pomax= ；此时电路的效率= 。二、判断题1闭合电路内的电流，跟电动势成正比，跟外电阻成反比。 （ ）2闭合电路中端电压随负载的增大而减小。 （ ）3电源输出功率最大时，电路的效率也同时达到最大值。 （ ）三、计算分析题1. 某电动势为2V的电源，与9 W的电阻接成闭合电路，电源两级间的电压为1.8V，试求此时电路中的电流为多少?电源的内阻为多少？2. 在下图中，已知电阻R=2。当开关S打在位置1时，电压表的

8、读数为6V；当开关打在位置2时，电流表读数为2A，试求图中电源的电动势E和电源内阻R0。3.如下图所示，若电动势E =30 V，内电阻 R0 =4 W， 负载电阻R = 26 W，试求：（1）电路中的电流、内电压和外电压；（2）电源产生的总功率、内阻损耗的功率和输出功率。4.某电路所示，E=12V，r=10，R1=8，则R2为多大时，R2上获得最大功率，最大功率是多少？；R2为多大时，电源的输出功率最大，最大功率是多少？当R2为多大时，电源的输出电压最大，最大电压时多少？当R2为多大时，R1能获得最大功率，最大功率是多少？自评项目 非常好基本满意一般般比较差课前预习课堂听课课堂笔记学习目标作业

9、复习【自我评价】【课后作业】1.补充完善学案，完成作业；2.预习： 电池组电阻的串联、并联、混联第二节 电池组一、电池的串联（课前完成）1.设n个相同的电池串联，每个电池参数均为E、R0，则有：E串= R0串= 2.应用场合：当 时，可以用串联电池组供电，但用电器的额定电流必须 单个电池允许的最大电流。3.思考：若串联电池的电动势方向不相同，如何求电流呢？例：用若干“1.5V，1A”的干电池为额定电压为6V，额定电流为1A的用电器供电，该如何实现？（不考虑电池的内阻）二、电池的并联（课前完成）1.设n个相同的电池并联，每个电池参数均为E、R0，则有：E并= R0并= 2.应用场合：当 时，可以

10、用并联电池组供电，但用电器的额定电压必须 单个电池允许的最大电压。例：用若干“1.5V，1A”的干电池为额定电压为1.5V，额定电流为2A的用电器供电，该如何实现？（不考虑电池的内阻）三、电池的混联（课前完成）当电池的电动势和允许通过的最大电流都小于用电器的额定电压和额定电流，可以混联若干电池组以达到要求。例：用若干“1.5V，1A”的干电池为额定电压为6V，额定电流为2A的用电器供电，该如何实现？课堂练习1：有3个电池串联，若每个电池的电动势E = 1.5 V，内阻R0 = 0.2 W，求串联电池组的电动势和内阻。课堂练习2：有5个相同的电池，每个电池的E = 1.5 V，R0 = 0.02

11、 W，将它们串联后，外接电阻为2.4 W，求电路的电流及每个电池两端的电压。自评项目 非常好基本满意一般般比较差课前预习课堂听课课堂笔记学习目标作业复习【自我评价】【课后作业】1.补充完善学案，完成作业；2.预习： 电阻的串联、并联、混联第三节 电阻的串联一、串联电路及其特点（课前完成）1请画出两个电阻串联的电路图2.根据电路图写出串联电路的特点电压 _电流 _电阻 _二、电流分配（写出推导过程）I1= _I2= _例：有个电阻串联，其中R1 = 20 W，R2 = 15 W，R3 = 10 W，R4 = 10 W，接在110 V的电压上。求（1）电路的总电阻及电流；（2）R1电阻上的电压。（

12、课前完成）课堂练习：有一盏弧光灯，额定电压U1=40V，正常工作时通过的电流I=5A，应该怎样把它接入U=220V的照明电路中？三、功率分配（写出推导过程）P1= _P2= _例：R1R2为两个串联电阻，已知R1 = 4 R2，若R1上消耗的功率为1 W，求R2上消耗的功率。课堂练习：两根同材料的电阻丝，长度之比1：5，横截面积之比2：3，它们的电阻之比为 ；将它们串联时，它们的电压之比为 ；电流之比为 ；功率之比为 思考题：标明“100，4W”和“100，25W”的两个电阻串联时，允许通过的最大电流为 ，允许加的最大电压 。四、串联电路的分压作用的应用-电压表量程的扩大1电压表的结构2电压表

13、量程的扩大例：一只表头Ig=100A，Rg=1K，欲改制成一个量程为3V的电压表，怎么办？课堂练习：某内阻为1.8 KW的一伏特表，若要将其量程扩大到原来的10倍，则应 联 KW的电阻。【自我评价】自评项目 非常好基本满意一般般比较差课前预习课堂听课课堂笔记学习目标作业复习【课后作业】1.补充完善学案，完成作业；2.预习： 电阻的并联§2.3 电阻的串联 课后练习1已知R1 = 2R2,当两者串联时，若R2的功率为60W，则R1的功率为 。2有一伏特表量程为50V，内阻为2kW，若要将其量程扩大到300V，则应( )的电阻。A串联10k B串联12k C并联10k D并联12k3有一

14、表头的满偏电流为25mA，内阻为2kW，若要将其量程扩大到200V，则应怎么办？4有一表头，它的满刻度电流 Ig=50µA，内阻为Rg= 3 kW，若改装成量程为15 V的电压表，应串联多大的电阻？5图示某万用表的直流电压表部分，它有5个量程，分别是U1=2.5V，U2=10V，U3=50V，U4=250V，U5=500V，表头参数Rg=3K，Ig=50A，求各分压电阻。第四节 电阻的并联一、并联电路及其特点（课前完成）1.请画出两个电阻并联的电路图2.根据电路图写出并联电路的特点电压 _电流 _电阻 _例：5个25W的电阻并联，总电阻为多少？二、参照串联电路的电压分配分析并联电路的

15、电流分配（写出推导过程）（课前完成）I1= _I2= _例：已知两个电阻并联，R1 =24 W，R2 = 8W，U=12V，求总电阻及各电阻上的电流。课堂练习：两只电阻并联，其中R1为100W，通过R1的电流I1为0.4A，通过整个并联电路的电流I为1A，求R2和通过R2的电流I2。三、参照串联电路的功率分配分析并联电路的功率分配（写出推导过程）（课前完成）P1= _P2= _例：两根同材料的电阻丝，长度之比2：3，横截面积之比1：3，它们的电阻之比为 ；将它们并联时，它们的电压之比为 ；电流之比为  ；功率之比为 。课堂练习：线路电压为220V，每根输电导线的电阻R1=W，电路中并

16、联了100盏220V、40W的白炽灯。求：（1）只打开其中10盏白炽灯时，每盏白炽灯的电压和功率； （2）100盏白炽灯全部打开时，每盏白炽灯的电压和功率。四、并联电路的分流作业的应用-电流表量程的扩大1.电流表的结构2.电流表量程的扩大例：一只表头Ig=100A，Rg=1K，欲改制成一个量程为01A的直流电流表，应 联一个阻值为 的电阻。课堂练习：某内阻为0.1 KW的一电流表，若要将其量程扩大到原来的10倍，则应 联 _ KW的电阻。§2.4 电阻的并联 课后练习1. 已知R1 = 2R2,当两者并联时，若R1的功率为60W，则R1的功率为 。2. 在240V的线路上并接15W、

17、30W、40W电热器各一个，求（1）各电热器上的电流；（2）总电流及总电阻；（3）总功率及各电热器消耗的电功率。3. 有一表头满偏电流10mA，内阻2k，欲改装成量程为1A的电流表，应怎么办？4.已知Ig=10A，Rg=1K，当闭合K1时，电流表量程为Ix=0.1A，当闭合K1、K2时，电流表量程为Iy=1A，当闭合K1、K2、K3时，电流表量程为Iz=5A，求各电阻值。自评项目 非常好基本满意一般般比较差课前预习课堂听课课堂笔记学习目标作业复习【自我评价】【课后作业】1.补充完善学案，完成作业；2.预习：电阻的混联第五节 电阻的混联一、看图，这是什么电路？（课前完成）混联电路的定义：_二、思

18、考：如何求复杂的混连电路中任一之路的电流或任一元件的端电压？例1：（1）求下图中的等效电阻；（2）已知R=10，电源电动势E=6V，电源内阻RO=0.5 ，求电路上的总电流。分析:1_2_3_等电位法a在电路中给每一个连接点标注一个字母，将电路中电位相同的用一个字母表示；b由电路等效端的一个端点出发，按电流的方向将与该端点相连的各元件画出；c将所画出的各元件中另一端符号相同者调整到一起，并将相同符号对应元件的端点连接在一起；d最后画出简洁的等效电路图。2 3 6 练习1：如图电路，ab间的等效电阻Rab为_。例2：如图所示电路，A、B间的等效电阻为_。练习2：求Rab= 。练习3：在图中，U=

19、20V， R1=3，R2=3， R3=6，R4=7，R5=10。求电路中的总电流I、U4。 【自我评价】自评项目非常好基本满意一般般比较差课前预习课堂听课课堂笔记学习目标作业复习【课后作业】1.补充完善学案，完成作业；2.预习： 万用表的基本原理§2.5 电阻的混联 课后练习1求下列电路的等效电阻。2. 如图所示电路，A、B间的等效电阻为_。3. 如图所示电路（1）S1、S2打开时，a、b间的等效电阻为_。（2）S1闭合S2打开时，a、b间的等效电阻为_。（3）S1、S2闭合时，a、b间的等效电阻为_。4. 如图所示电路，e、f间的等效电阻为_。第六节 万用表的基本原理一、表头（课前

20、阅读）1简述表头原理。2表头的参数：Ig满偏电流；Rg表头内阻。二、直流电压的测量（参照电压表量程扩大，自学）画出电路图1I=_I正比于U，可以用来测量电压。2分压电阻的计算R=_3多量程的电压表例：图示某万用表的直流电压表部分，它有5个量程，分别是U1=2.5V，U2=10V，U3=50V，U4=250V，U5=500V，表头参数Rg=3K，Ig=50A，求各分压电阻。三、交流电压的测量1补充：二极管的单向导电性通断条件（二极管图） _2阐述工作原理_四、直流电流的测量（自学）1利用并联分流原理（画出电路图）I=_2多量程的电流表五、电阻的测量1mA 满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表R 调

21、零电阻2调零红、黑表笔_，调R，使Ig=则指针满偏，红、黑笔间电阻为_。3测量接入电阻Rx，则I=_ 随Rx变化，I也变化，每个Rx对应一个I。4注意（1）刻度_；（2）测量随电池内阻r的变化有影响，_。六、使用万用表的注意事项1了解性能及各符号字母的含义，会读数，了解各部件作用及用法。2观察表头指针是否处于_。3测量前选择正确的_：量程选择：应使表头指针偏倒满刻度_左右。无法估算测量值时可从_量程当逐渐减少到合适量程。4读数（1）对有弧形反射镜的表盘，应使_。（2）估读_小数。（3）了解每一刻度的值。5被测位_要分清。6测电流要_。7测电压时要_在被测电路两端。8测电阻时不可_测量。9测量过

22、程中不允许_选择量程。10使用结束后，要置于_。自评项目 非常好基本满意一般般比较差课前预习课堂听课课堂笔记学习目标作业复习【自我评价】【课后作业】1.补充完善学案，完成作业； 2.预习： 电阻的测量类 型内 容内接法外接法电路图 实际值与测量值的关系适用场合第七节 电阻的测量一、伏安法基础知识（预习并完成表格）二、电桥法1惠斯通电桥（1）电路平衡条件： （2）平衡时电路的分析: 2滑线试电桥（画出电路图并分析电路）3平衡电桥的重要应用：求等效电阻。§2.7 电阻的测量 课后练习1.电阻的测量，以下的说法正确的（ ）A电桥法比伏安法精度高 B.内接法比外接法精度高C.万用表直接测量发

23、比电桥法精度高 D.内接法适宜测量小阻值的电阻2.用电表内接法测得待测电阻为R1，用安培表外接法测得待测电阻阻值为R2，若待测电阻的真实值为R0，则（ ）A.R1>R2>R0 B.R1=R2<R0C.R1>R0>R2 D.R2>R0>R13.伏安法测电阻有两种方法：（1）外接法，适用于_，测量结果比真实值偏_。（2）内接法，适用于_，测量结果比真实值偏_。4.实际测量中，安培表内阻应尽可能的_，而伏特表内阻应尽可能的_。5.在图所示电路中，如果伏特表内阻为1K，其读数为10V。安培表读数为0.11A，则待测电阻R的真实值为_。6.在图所示电路中，如果伏特表的读数为10V，安培表的读数为0.1A，安培表内阻为0.2，则待测电阻R的真实值为_。7.如图所示电路中RAB=_。第八节 电路中电位的分析计算一、基本概念1零电位： 2电位差： 3电位：