81电路的基本定律 串并联电路教案Word格式文档下载.docx

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电路分析包括电路分析、电路变化、动态问题分析、电功、电功率分配问题分析，侧重点一般不在对基本概念的理解、辨析方面，而在物理知识应用与分析能力方面，在高考中出现的几率最大，多以选择题的形式出现。

　电学实验，在整个物理学实验的考查内容中所占比重最大，电路实验是整个电学的精华所在，能够比较好地检查学生对电学量的测量能力和水平，灵活性强，能从不同角度命题。

近年来的高考题难度也逐渐增大，已从教材上原实验的照搬照抄，上升为运用基本电学一起进行设计性实验，常以“活题”的形式出现。

尤其是电阻的测量，年年考，题越出越活。

二、知识网络

第1讲电路的基本定律串、并联电路

★考情直播

1、考纲要求

考纲内容

能力要求

考向定位

4．电功率、焦耳定律

1．熟练掌握欧姆定律及应用。

2．理解电阻定律、电阻率及电阻的决定因素。

3．掌握串、并联电路的基本特征。

4．掌握电功、电功率及焦耳定律。

考纲对电流，欧姆定律，电阻和电阻定律，电阻的串，并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用，电功和电功率，串联，并联电路的功率分配均作Ⅱ级要求．故必须熟练掌握对基本概念和定律的理解．

2、考点整合

考点一基本概念与定律

1．电流：

电荷的形成电流。

，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。

在电解液导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I＝q/t计算电流强度时q为正、负电荷电量的代数和。

电流的微观表达式：

I=nqvS

2．欧姆定律：

导体中的电流I跟成正比，跟成反比。

（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）

3.电阻定律：

在温度不变时，导体的电阻跟它的成正比，跟它的成反比。

表达式：

R=ρ

特别提醒

一、电流的方向性：

电流是标量，但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向运动方向与电流方向相反。

二、公式R＝

是电阻的定义式，而R=ρ

是电阻的决定式R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的，导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U＝0，它的电阻仍然照旧存在。

[例1]有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向转动速度为υ，在△t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（）

A．nυS△tB．nυ△tC．I△t/eD．I△t/（Se）

[解析]从导体导电的微观角度来说，在△t时间内能通过某一横截面AA/的自由电子必须处于以AA/为横截面，长度为υ△t的圆柱体内，如图18—9所示，由于自由电子可以认为是均匀分布，故此圆柱体内的电子数目为nυS△t。

而从电流的定义来说，I=q/t，故在△t时间内通过某一横截面的电量为I△t，通过横截面的自由电子数目为I△t/e，故正确答案为A、C。

[规律总结]考查电流强度的定义

[例2]（2008江苏卷）2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其它电阻应用的说法中。

错误的是

A.热敏电阻可应用于温度测控装置中

B.光敏电阻是一种光电传感器

C.电阻丝可应用于电热设备中

D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。

答案：

D

解析：

考查基本物理常识。

热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系，测得该热敏电阻的值即可获取温度，从而应用于温度测控装置中，A说法正确；

光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器，B说法正确；

电阻丝通过电流会产生热效应，可应用于电热设备中，C说法正确；

电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，D说法错误。

考点二电功和电热的区别

1、电功：

在导体两端加上，导体内就建立了，导体中的自由电荷在的作用下发生定向移动而形成电流，此过程中电场力对自由电荷做功，我们说电流做了功，简称电功。

表达式：

。

2、电功率：

电流所做的功跟完成这些功的比值。

3、焦耳定律：

电流通过导体产生的热量，跟、和成正比。

纯电阻用电器：

电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。

非纯电阻用电器：

电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。

在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt=

t是通用的，没有区别，同理P=UI=I2R=

也无区别，在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其它形式的能；

另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt，这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其它+Q，电功就只能用W=UIt计算，电热就只能用Q=I2Rt计算。

[例3]某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）.

[解析]电动机的输入功率P＝UI，电动机的输出功率P1=mgv，电动机发热功率P2=I2r

而P2=P-P1，即I2r=UI－mgv

代入数据解得电动机的线圈电阻大小为r=4Ω

[规律总结]在非纯电阻电路中应该从能量角度去考虑问题，W=E其它+Q，电功就只能用W=UIt计算，电热就只能用Q=I2Rt计算。

考点三串、并联电路

1、串联电路：

用导线将、、逐个依次连接起来的电路。

串联电路的特征如下：

①I=I1=I2=I3=…

②U=U1+U2+U3+…

③R+R1+R2+R3+…

④

=

=…=

=I

⑤

=I2

2、把几个导体连接起来，就构成了并联电路。

并联电路的特征如下：

①I=I1+I2+I3+…

②U=U1=U2=U3=…

③

+

+…

④I1R1=I2R2=I3R3=…I3R3=…=IR=U

⑤P1R1=P2R2=P3R3=…=PR=U2

1、并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻；

当并联电路中某支路电阻增大时，则并联部分总电阻也增大，反之亦然。

2、若并联电路中各支路电阻之和为定值时，则当各支路电阻相等时，并联总电阻有最大值。

3、串联电路中的串联分压和并联电路中的并联分流正是伏特表和安培表的改装原理。

[例4]如图所示，有四盏电灯连接在电路中，L1和L2都标有“220V100W”字样，L3和L4都标有“220V40W”字样，把电路接通后，最暗的是（）

A．L1B．L2C．L3D．L4

[解析]由题意可判断，R1=R2＜R3=R4，且R4＞R1＞R23.由串联电路的功率分配可知，P4＞P1＞（P2+P3），而P2与P3的大小由并联电路的功率分配可知P2＞P3，故四盏电灯消耗的实际功率的大小关系为P4＞P1＞P2＞P3，正确的答案为C。

[规律总结]并联电路一般用P=

，而串联电路一般用P=I2R来讨论功率问题

考点四电路简化

１．等电势法：

将电势相同的点看成连接在一起，也可以将电势相同的点拆开.

在分析复杂电路时，首先应找出各个结点，凡是用导线相连的两结点是等势点（如果有理想电流表时可以将电流表看作导线），可以看成连在一起，连在相邻两个结点间的电阻是并联，当把最基本的电路等效后，可以对高一级的电路进一步等效．

２．回路法：

按电流的流动方向，看各用电器之间是串还是并.

实际电路简化处理中，常常将电压表看成是断路，而将电流表看成短路，除去电压表与电流表后，再重新画出其电路图，这样比较容易看清楚用电器之间的串并联关系．

[例5]由5个1Ω的电阻，连接成如图示的电路，导线的电阻不计，则AB间的等效电阻是（）

[解析]本题采用等电势法来化简电路，按从A到B的顺序把5个电阻分成1、2、3、4、5，由于结点A、D间用导线连接，这两点电势相等，当电流从A点流入时，可以同时流向电阻1、2、3，从电阻1和电阻2流出的电流汇合C点，到达N点，结点M和B点间用导线相连，也是等势点，电流再从电阻4和电阻5从B点流出，而流向电阻3的电流，直接经MB流出，其等效电路如右图示，等效电阻为0.5Ω.

[规律总结]在分析复杂电路时，首先应找出各个结点，凡是用导线相连的两结点是等势点（如果有理想电流表时可以将电流表看作导线），可以看成连在一起，（如图中的A、D），连在相邻两个结点间的电阻是并联，当把最基本的电路等效后，可以对高一级的电路进一步等效．

★高考重点热点题型探究

串、并联电路的综合应用

[例1]（2008宁夏卷）15.一个T型电路如图所示，电路中的电

.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40

B.当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40

C.当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80V

D.当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V

AC

【解析】本题考查电路的串并联知识。

当cd端短路时，R2与R3并联电阻为30Ω后与R1串联，ab间等效电阻为40Ω，A对；

若ab端短路时，R1与R2并联电阻为8Ω后与R3串联，cd间等效电阻为128Ω，B错；

但ab两端接通测试电源时，电阻R2未接入电路，cd两端的电压即为R3的电压，为Ucd=

×

100V=80V，C对；

但cd两端接通测试电源时，电阻R1未接入电路，ab两端电压即为R3的电压，为Uab=

100V=25V，D错。

[规律总结]考查窜并联电路的基本知识。

[例2]（2008海南卷）11、当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值（填“变大”、“不变”或“变小”）．半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随变化而改变的特性制成的．

【答案】：

变小；

温度

【解析】：

光敏电阻和热敏电阻均为半导体材料的电阻，半导体材料的电阻率随温度升高而减小。

[例3]（2007·

上海）

如图所示，AB两端接直流稳压电源，UAB＝100V，R0＝40，滑动变阻器总电阻R＝20，当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压UCD为___________V，通过电阻R0的电流为_____________A

[剖析]由分压原理可知UCD=80V，根据欧姆定律I0=80/40=2A

[答案]80，2

[点评]考查串联电路的分压规律

[例4]

（2008重庆卷）15.某同学设计了一个转向灯电路（题15图），其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源.当S置于位置1时，以下判断正确的是

A.L的功率小于额定功率

B.L1亮，其功率等于额定功率

C.L2亮，其功率等于额定功率