【物理】2018届一轮复习人教版第8章第2节 电路 电路的基本规律教案
第2节 电路 电路的基本规律
知识点1 电路的串联、并联
1.特点对比
串联
并联
电流
I=I1=I2=…=In
I=I1+I2+…+In
电压
U=U1+U2+…+Un
U=U1=U2=…=Un
电阻
R=R1+R2+…+Rn
=++…+
功率分配
==…=
P1R1=P2R2=…=PnRn
2.两个重要的结论
(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,电路中任意一个电阻值变大或变小时,串联的总电阻变大或变小.
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个支路电阻,任意一个支路电阻值变大或变小时,电路的总电阻变大或变小.
知识点2 电源的电动势和内阻
1.电动势
(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.
(2)表达式:E=.
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量.
2.内阻
电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数.
知识点3 闭合电路欧姆定律
1.内容
闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.
2.公式
(1)I=(只适用于纯电阻电路)
(2)E=U内+U外(适用于任何电路)
3.路端电压U与电流I的关系
(1)关系式:U=E-Ir.
(2)UI图象(如图821所示)
图821
①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势.
②当外电路电压为U=0时,横坐标的截距为短路电流.
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻.
1.正误判断
(1)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量.(√)
(2)电路中某电阻大,该电阻的功率不一定大.(√)
(3)闭合电路中外电阻越大,路端电压越小.(×)
(4)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大.(×)
(5)电源的输出功率越大,电源的效率越高.(×)
(6)含有电容器的直流电路在电路稳定时,电容器所在的电路为断路状态.(√)
2.[电表内阻的影响]两个定值电阻R1、R2串联接在U稳定的12 V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端,如图822所示,电压表示数为8 V,如果把它改接在R2的两端,则电压表的示数将( )
图822
A.小于4 V B.等于4 V
C.大于4 V而小于8 V D.等于或大于8 V
A [当电压表并联在R1两端时,ab间的电阻是R1与电压表内阻RV并联后的等效电阻Rab,Rab
2R2,由此可以推断,当不用电压表测量时,R2分得的电压小于4 V.当把电压表并在R2上时,bc间的电阻Rbc为R2和RV的并联电阻,RbcΔU1>ΔU2
AD [此电路为串联电路,将滑片向下滑动,电路中的总电阻增大,总电流减小,通过两串联灯泡的电流始终一样且减小,两灯泡逐渐变暗,A对;电压表V2测量的是路端电压,电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压,因总电流减小,所以V1的示数减小、V2的示数增大,B错;将灯泡L1的电阻等效为电源的内阻,由闭合电路欧姆定律知=r+R,C错;=r、=R,所以ΔU3>ΔU1>ΔU2,D对.]
●考向2 含容电路的动态分析
2.(多选)在如图825所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1是半导体制成的NTC热敏电阻,其阻值随着温度的升高而减小,R2、R3为定值电阻,C为电容器,L为小灯泡,电流表内阻可忽略,当电路所处环境温度下降时,则( )
图825
A.电流表的示数增大
B.R2两端的电压减小
C.小灯泡变暗
D.电容器C所带的电荷量增大
BD [当温度下降时,热敏电阻R1阻值增大,电路总电阻增大,电路中总电流I减小,即电流表的示数减小,选项A错误;R2两端的电压U2=IR2,电路中总电流I减小,所以电压U2减小,选项B正确;由于电源内电压Ur=Ir减小,R2两端的电压也减小,则小灯泡L两端电压增大,所以小灯泡L变亮,选项C错误;电源内电压减小,路端电压增大,电容器两端电压增大,电容器所带的电荷量Q=UC增大,选项D正确.]
3.(2017·杭州模拟)如图826所示,电源电动势E恒定,内阻为r,定值电阻R0=4r,两极板间距离为d、水平放置的平行金属板间有一带电液滴.当开关闭合,滑片P位于电阻R左端点a时,液滴正好处于静止状态,则下列关于液滴的分析(液滴始终没与极板相碰)正确的是( )
【导学号:92492315】
图826
A.液滴带正电,液滴的比荷为
B.将滑片P由a滑向b的过程中,液滴将以原平衡位置为中心做往复运动
C.将滑片P由a滑向b的过程中,液滴一直向上做加速运动
D.将极板A向下移动少许,液滴将向下做变速直线运动
C [当开关闭合,滑片P位于电阻R左端点a
时,液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态,所以电场力竖直向上,由题图知下极板带正电,即液滴一定带正电,且mg=q,而两极板间电压为U=E=E,联立解得液滴的比荷为=,A错;
因滑片由a滑向b的过程中,外电路总电阻先增大后减小,所以电路中的总电流先减小后增大,内电压先减小后增大,即电源的路端电压先增大后减小,所以两金属板间电压先增大后减小,由E=可知两极板间电场强度先增大后减小,但方向没变,液滴的加速度方向一直向上,其值先增大后减小,即液滴一直向上做加速运动,B错、C对;将极板A向下移动少许,两极板间电压不变,由E=知两极板间电场强度将增大,液滴将向上做变速直线运动,D错.]
两种特殊电路的比较
(1)如图甲所示结构中,当滑片由上向下滑动时,该结构的阻值先增加后减小,上下支路电阻相等时,电阻值最大.
(2)如图乙所示结构中,当滑片由左向右滑动时,该结构的阻值越来越大.
闭合电路的功率、效率问题
1.电源的功率和效率
电源总功率
任意电路:P总=EI=U外I+U内I=P出+P内
纯电阻电路:P总=EI=I2(R+r)=
电源内部消耗的功率
P内=I2r=U内I=P总-P出
电源的输出功率
任意电路:P出=UI=EI-I2r=P总-P内
纯电阻电路:P出=UI=I2R=
电源的效率
任意电路:η=×100%=×100%
纯电阻电路:η=×100%=×100%=×100%
2.纯电阻电路中,P出与外电阻R的关系
P出=I2R==.
输出功率随R的变化关系:
①当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=;
②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小;
③当R
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