十三直流电路 欧姆定律文档格式.docx
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图像斜率的意义___________________________
与部分电路欧姆定律U—I曲线的区别________
_________________________________________
【典型例题】
一、电路的动态变化分析:
(1)开关的断开、闭合引起
1.如图所示,闭合开关S,电流表和电压表的示数变化情况是()
A.电流表示数增大,电压表示数减小.
B.电流表示数减小、电压表示数增大.
C.两表示数同时增大
D.两表示数同时减小.
2.如图所示电路中,当开关S闭合时,电流表和电压表读数的变化是()
A.两表读数均变大
B.两表读数均变小
C.电流表读数增大,电压表读数减小
D.电流表读数减小,电压表读数增大
(2)滑动变阻器变化
1.如图,电源有一定内阻,当变阻器滑片向上移动时,则()
A.电压表示数将变大,灯L将变暗
B.电压表示数将变大,灯L将变亮
C.电压表示数将变小,灯L将变暗
D.电压表示数将变小,灯L将变亮
2.如图所示的电路中,A、B、C、D是四只相同的灯泡.当滑动变阻器的滑动片向下滑动时,下列说法正确的是
A.A灯变亮B.B灯变亮
C.C灯变亮D.D灯变亮
3.如图所示,当电路里滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时()
A.电容器C两极板间的电场强度增大
B.电压表的读数减小
C.R1消耗的功率减小
D.R2消耗的功率增大
4.如图所示的电路中,当变阻器R3的滑动头P向b端移动时()
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
二、电容器有关
1.如图所示的电路中,电源电动势为10V,R1=4Ω,R2=6Ω,电容C=30μF,电源内阻忽略不计。
求:
(1)闭合开关S,稳定后通过电阻R1的电流;
(2)将开关S断开,再次稳定后,求通过R1的总电荷量
2.如右图所示,A、B两点间接一电动势为4V,内电阻为1Ω的直流电源,电阻R1、R2、R3的阻值均为4Ω,电容器的电容为30μF,电流表的内阻不计,求:
(1)电流表的读数;
(2)电容器所带的电荷量;
(3)断开电源后,通过R2的电荷量。
三、U-I图线问题
1.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象,则下列说法中正确的是
A.电动势E1=E2,短路电流I1>
I2
B.电动势E1=E2.内阻r1>
r2
C电动势E1>
E2,内阻r1<
D.当两电源的工作电流变量相同时,电源2的路端电压变化较大
2、如图6所示,直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线,直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线,用该电源与电阻R组成闭合电路,电源的内电阻和电阻R分别是()
A.2Ω;
1ΩB.1Ω;
2ΩC.0.5Ω;
1ΩD.0.5Ω;
2Ω
3.图(a)为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知。
两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这根曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻)
(1)若把三个这样的电灯串联后,接到电动势为12V的电源上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻.
(2)如图(b)所示,将两个这样的灯并联后再与10Ω的定值电阻串联,接在电动势为8V的电源上,求通过电流表的电流值以及每个灯的电阻值.
四、电路故障问题
1.如图所示,电源电动势E=6V,当开关S闭合后,小灯泡L1和L2都不亮.现用一电压表检测故障,已测得Uac=Uad=Uae=6V,Uab=0,那么以下判断正确的是( )
A.含L1的ab段电路断路,其他部分无问题
B.含L2的bc段电路断路,其他部分无问题
C.含R的cd段电路断路,其他部分无问题
D.ab段和bc段电路可能都是断路的
2.如图所示的电路中,电源电动势为6V,当开关S接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可判定()
A.L1和L2的灯丝都烧断了B.L1的灯丝烧断了
C.L2的灯丝烧断了D.变阻器R断路
3.如图所示的电路,电阻R3=4Ω,电流表A和电压表V均为理想电表.闭合开关S后,电流表示数为0.75A,电压表示数2.0V.由于某种原因,电路有一只电阻发生断路现象,使电流表示数变为0.8A,电压表示数为3.2V.试回答下列问题:
(1)分析判断哪一个电阻发生了断路.
(2)求电阻R1、R2的值.
(3)求电源的电动势E和内电阻r.
一、电功
1.实质:
电流做的功,实质上是移动电荷做的功。
2.表达式:
设加在一段电路两端的电压为U,流过电路的电流强度为I,则t时间内流过电路的电荷量Q=,电场力移动电荷做的功W=,t时间内电流做功W=。
3.单位:
1度=kw.h=J
4.意义:
二、电功率
1.定义:
2.公式:
P=
3.单位:
4.物理意义:
三、焦耳定律
1.纯电阻电路:
只含白炽灯、电炉等电热元件的电路。
(在纯电阻电路中,电场力做功几乎全部转化为内能(热能))
2.焦耳定律:
(电热)
3.热功率:
四、电功和电热的比较
对于任何电路而言:
电流做功W=UIt,电流产生的热Q=I2Rt.
1.在纯电阻电路中,由于U=IR,因此,UIt=I2Rt,即电流做的功全部转化为电热。
2.在非纯电阻电路中(含电动机,电解槽的电路),电流做的功只有很少一部分转化为电热,绝大部分转化为其他形式的能。
因此,W>
Q,即UIt>
I2Rt,根据能的转化和守恒定律知:
在非纯电阻电路中满足UIt=I2Rt+E(其他)。
即电功W=Q+E
五、明确电源的几个功率
电源的总功率:
;
电源的热功率:
电源的输出功率:
电源的效率:
。
1、有一台“220V,1OOW'
’的洗衣机,由于使用不当,造成电动机卡死,电动机由于温度升高而被烧坏,已知这台电动机内的线圈阻值为2欧,则这台洗衣机正常工作时的输出功率多大?
2min消耗多少电能?
电动机被卡死时,电动机的发热功率是多大?
2min产生多少热量?
2、一台接在220V电压的电路中正常工作的电风扇,通过风扇电动机的电流为0.455A,测得风扇电动机线圈电阻为5Ω,试求
(1)电风扇的输入功率多大?
(2)电风扇每分钟消耗电能多少?
(3)风扇的电动机每分钟产生的电热多少?
产生机械能多少?
3.如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机绕组的电阻R0=0.5Ω,电键S1始终闭合。
当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525W;
当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求
(1)电源的内电阻;
(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率。
【典型例题训练】问题1:
闭合电路的欧姆定律的基本应用问题:
[1]如图所示电路中,电源的总功率是40W,,,a、b两点间的电压是4.8V,电源输出的功率是37.6W。
求电源的内电阻和电动势。
[解析]外电路是由并联再与串联组成的。
并联的总电阻为
a、b两点间的电压就是并联电路两端的电压,所以流过干路的电流为
∵
∴
电动势
变式:
[2]如图甲所示电路中,,S断开时,电压表示数为16V;
S闭合时,电压表示数为10V。
若电压表可视为理想的,求:
(1)电源电动势和内电阻各为多大?
(2)闭合S前后消耗的功率分别多大?
(3)若将原电路改为图乙所示的电路,其他条件不变,则S断开和闭合时电压表的示数分别为多大?
[解析]
(1)在图甲中,当断开S时,中电流可视为零(因理想电压表内阻可视为无限大),两端电压可视为零,故电压表指示的是电源的路端电压。
又此时外电路是串联,所以,电路中总电流为:
由闭合电路欧姆定律得:
①
当闭合S时,电压表指示的是两端电压,外电路结构是:
并联,再跟串联,此时电路中总电流为:
外电路总电阻为:
由得:
②
联立①②两式,解得E=20V,r=5Ω。
(2)闭合S前后,消耗的功率分别为:
(3)若将原电路改为图乙所示电路,则断开S时,外电路由串联组成,电压表指示的是两端的电压,此时总电流为:
电压表示数为:
闭合S时,外电路结构是并联再与串联,电压表示数是组成的并联电路两端的电压,此情况下,外电路总电阻为:
总电流为:
故电压表示数为:
问题2:
电路的动态分析问题
[3]如图所示电路中,是四只相同的电灯。
当滑动变阻器的滑键下滑时,各灯的亮度怎样变化?
[解析]当滑动变阻器的滑键下滑时,变阻器的阻值减小,使得电路的总电阻减小;
根据可知电流I增大,根据可知路端电压减小;
则由可知,将变暗。
又因为,而I增大,减小,所以增大,则由可知,将变亮。
又因为,而U减小,增大,所以减小;
又因为,而增大,减小,所以增大,则由可知,灯将变亮。
[4](2006年天津卷)如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同。
在电键S处于闭合状态下,若将电键S1由位置1切换到位置2,则
A.电压表的示数变大
B.电池内部消耗的功率变大
C.电阻R2两端的电压变大
D.电池的效率变大
答案:
B
[5](2006高考上海卷)在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。
下列比值正确的是
A.U1/I不变,ΔU1/ΔI不变
B.U2/I变大,ΔU2/ΔI变大
C.U2/I变大,ΔU2/ΔI不变
D.U3/I变大,ΔU3/ΔI不变
A、C、D
问题3:
闭合电路中的功率、电流、电阻的极值问题
[6]如图电路中,电阻,,电源电动势E=12V,内电阻r=1Ω。
求:
(1)当电流表示数为0.4A时,变阻器的阻值多大?
(2)阻值多大时,它消耗的电功率最大?
(3)阻值多大时,电源的输出功率最大?
[解析]由电路图可知,并联后再与R1串联,电流表的示数是表示通过电阻的电流,根据串并联电路的特点以及闭合电路欧姆定律可求出该题的答案。
(1)设干路电流为I,根据并联电路的分流原理:
①
外电路的总电阻②
由闭合电路欧姆定律得③
由①、②、③式求得
(2)设阻值为时,它消耗的功率最大为,此时电路总外阻为
④
干路电流⑤
⑥
⑦
由④、⑤、
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