专题八恒定电流
考点一电路的基本概念和规律
基础点
知识点1电流和电阻
1．电流
(1)形成
①导体中有能够自由移动的电荷。
②导体两端存在电压。
(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向。电流是标量。
(3)定义式：I＝q t。
(4)微观表达式I＝nqS v。
(5)单位：安培(安)，符号A,1 A＝1 C/s。2．电阻
(1)定义式：R＝U I。
(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。
3．电阻定律
(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻与构成它的材料有关。
(2)表达式：R＝ρl
S。
4．电阻率
(1)计算式：ρ＝R S l ，单位：Ω·m 。
(2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量。
(3)电阻率与温度的关系。
①金属：电阻率随温度升高而增大。
②半导体：电阻率随温度升高而减小。
③一些合金：几乎不受温度的影响。
④超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突
然减小为零，成为超导体。
知识点2 欧姆定律和伏安特性曲线
1．欧姆定律
(1)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。
(2)表达式：I ＝U R 。
(3)适用范围
①金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)。
②纯电阻电路(不含电动机、电解槽的电路)。
2．导体的伏安特性曲线
(1)I -U 图线：以电流为纵轴、电压为横轴画出导体上的电流随电
压的变化曲线，如图所示。
(2)比较电阻的大小：图线的斜率I U ＝1R ，图中R 1＞R 2(选填
“＞”“＜”或“＝”)。
(3)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。
(4)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用于欧姆定律。
知识点3电功、电功率、焦耳定律
1．电功
(1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。
(2)公式：W＝qU＝UIt。
(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。
2．电功率
(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢。
(2)公式：P＝W
t＝UI。
3．焦耳定律
(1)电热：电流流过一段导体时产生的热量。
(2)计算式：Q＝I2Rt。
4．热功率
(1)定义：单位时间内的发热量。
(2)表达式：P＝Q
t＝I
2R。
知识点4串、并联电路的特点
I＝I＝I＝…＝I I＝I＋I＋I＋…＋I
电压表(量程为U)
分压电阻R＝U
I g－R g
电流表(量程为I)
分流电阻R＝
I g R g
I－I g
一、电流的三个公式比较
(1)电流既有大小又有方向，但它的运算遵循算术运算法则，是
标量。
(2)形成电流的微粒有三种：自由电子、正离子和负离子。其中
金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷是正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。
(3)如果是正、负离子同时定向移动形成电流，那么I ＝q t 中q 是
两种离子电荷量的绝对值之和。
二、电阻、电阻率、电阻定律
1．电阻与电阻率的区别
(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻率是反
映制作导体的材料导电性能好坏的物理量。
(2)导体电阻阻值与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一
定大；电阻率小，电阻不一定小。
2．电阻率的理解
(1)电阻率可以用ρ＝RS l 计算，在数值上等于用某种材料制成的
长为1 m 、横截面积为1 m 2的导线的电阻值。
(2)电阻率与导体材料有关，由这种材料的性质决定，与导体长
度l 、横截面积S 、形状等无关。
(3)电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度的升高而增大(可
用于制造电阻温度计)；半导体的电阻率随温度的升高而减小(半导体的电阻率随温度变化较大，可用于制造热敏电阻)；有些合金(如锰铜合金、镍铜合金)的电阻率几乎不随温度变化而变化(可用来制造标准电阻)；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率会突然减小为零，成为超导体。
3．电阻的决定式和定义式的比较
电阻从微观上看是定向移动的离子(自由电子)与不动的部分(原
子核)相碰撞造成的，正是由于这种碰撞，使定向移动离子(自由电子)的动能，传递给不动部分(原子核)使其热运动加剧，使电能转化为内能，导体温度升高。
三、对伏安特性曲线的理解
1．图甲(直线)为线性元件的伏安特性曲线，图乙(曲线)为非线性
元件的伏安特性曲线；对于线性元件R ＝U I ＝ΔU ΔI
，即电阻等于直线的斜率的倒数。对于非线性元件R ＝U I ≠ΔU ΔI
，即电阻不等于曲线这一点切线的斜率的倒数，电阻只能依据曲线对应点的坐标，利用U I 计算求
得。
2．伏安特性曲线图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻
越小，故R a ＜R b ，图线c 的电阻逐渐减小，图线d 的电阻逐渐增大。
3．用I -U (或U -I )图线来描述导体和半导体的伏安特性时，曲线
上每一点对应一组U 、I 值，U I 为该状态下的电阻值，UI 为该状态下
的电功率。
特别提醒
伏安特性曲线又称I -U 图线。是纵坐标代表电流，横坐标代表电
压的，注意同U -I 曲线的区别。
四、电功、电功率及焦耳定律
1．电功和电热
(1)电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内
能的量度。通常情况下，计算电功时用公式W ＝IUt ，计算电热时用公式Q ＝I 2Rt 。
(2)从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是
W ≥Q 、UIt ≥I 2Rt 。
①纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化
为内能，此时有W ＝Q 。计算时可任选一公式：W ＝Q ＝Pt ＝I 2Rt ＝
UIt ＝U 2R t 。
②非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除
将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W ＞Q 。电功只能用公式W ＝UIt 来计算，焦耳热只能用公式Q ＝I 2Rt 来计算。
对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用。
2．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
3．额定功率与实际功率
(1)用电器在额定电压下正常工作，用电器的实际功率等于额定功率，即P实＝P额。
(2)用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一定等于额定功率，若U实＞U额，则P实＞P额，用电器可能被烧坏。
特别提醒
(1)被卡住的电动机类电器可以当做纯电阻电器来处理，因为此时电能全部转化为热能。
(2)白炽灯是纯电阻电器，它工作时把电能全部转化为热能，然后部分转化为光能。日光灯、节能灯、LED灯不是纯电阻。
五、串、并联电路及其应用
1．串、并联电路的几个常用结论
(1)串联电路电阻串联得越多，总电阻越大，且总电阻大于其中任一部分电路的最大电阻；并联电路电阻并联得越多，总电阻越小，
且总电阻小于其中任一部分电路的最小电阻。
(2)串联电路中某个电阻变大(或变小)，则总电阻变大(或变小)；并联电路某个电阻变大(或变小)，则总电阻也变大(或变小)。
(3)当一个很大的电阻与一个很小的电阻串联时，总电阻接近于大电阻；当一个很大的电阻与一个很小的电阻并联时，总电阻接近于小电阻。
(4)串联或并联一个较大的电阻，总电阻要比串联或并联一个较小的电阻大。
(5)无论电路怎样连接，每一段电路消耗的总电功率等于各个电阻消耗的电功率之和。
2．电表的改装
(1)表头：常用的电压表和电流表都是由表头改装而成的，表头是一个小量程的电流表G。
①表头内阻R g：指电流表G的内阻，一般为几百欧到几千欧。
②满偏电流I g：指电流表G指针偏转到最大刻度时的电流(即电流表G所能测量的最大电流值)，一般为几微安到几十微安。
③满偏电压U g：指电流表G通过满偏电流时其两端的电压，一般为几毫伏到几十毫伏。
由欧姆定律可知：U g＝I g R g。
(2)电压表、电流表的改装及比较：
串联分压并联分流
(1)改装后示数等于表头与分压(1)改装后示数等于通过表头与分
(1)由改装后电压表的分压电阻R＝(n－1)R g可知，电压表的量程
越大，其分压电阻越大，电压表的内阻R V越大。若无特别说明，都
认为电压表的内阻无穷大，画等效电路时，把电压表视为断路。
(2)由改装后电流表的分流电阻R＝R g
n－1
可知，电流表的量程越大，
其分流电阻越小，电流表的内阻越小。若无特别说明，都认为电流表的内阻为零，画等效电路时，把电流表视为短路。
(3)无论是将表头改装成电流表还是电压表，都没有改变表头的参数，即表头的满偏电流、满偏电压都不发生变化，只是由分压电阻或者分流电阻承担了部分电压或电流。
1．思维辨析
(1)导体中只要电荷运动就形成电流。()
(2)电流有方向，所以它是一个矢量。()
(3)根据I＝q
t，可知I与q成正比。()
(4)在小灯泡的U-I图线中，图线上某点的切线的斜率表示该点的电阻大小。()
(5)由I＝U
R知道，通过同一段导体的电流跟加在它两端的电压成
正比。()
(6)公式P＝UI和P＝W
t适用于任何电路的电功率的计算。()
(7)由ρ＝RS
l知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积
成正比，与导体的长度成反比。()
(8)公式W＝UIt及Q＝I2Rt适用于任何电路。()
(9)公式W＝U2
R t＝I
2Rt只适用于纯电阻电路。()
答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√(9)√
2．(多选)在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L 标有“3 V,6 W”字样，电动机线圈的电阻R M＝1 Ω。若灯泡恰能正常
发光，下列说法正确的是()
A．电动机的输入电压是5 V
B．流过电动机的电流是2 A
C．电动机的效率是80%
D．整个电路消耗的电功率是10 W
答案AB
解析灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3 V，电流为2 A，电动机的输入电压是8 V－3 V＝5 V，流过电动机的电流是I＝2 A，选项A、B正确；电动机内阻消耗功率I2R M＝4 W，电动机输入功率为UI＝(5×2) W＝10 W，输出功率为6 W，效率为η＝60%，整个电路消耗的电功率是10 W＋6 W＝16 W，选项C、D错误。
3．如图甲所示电路，其中R两端电压U随通过该电阻的直流电流I的变化关系如图乙所示，电源电动势为7.0 V(内阻不计)，且R1＝1000 Ω(不随温度变化)。若改变R2，使AB与BC间的电压相等，这时()
A．R的阻值为1000 Ω
B．R的阻值为1500 Ω
C．通过R的I＝1.5 mA
D．通过R的I＝2.0 mA
答案 C
解析要使AB与BC间的电压相等，即有E＝U AB＋U BC，U AB ＝U BC，解得U BC＝3.5 V。而U BC＝U＋IR1，解得U＝U BC－IR1，将U BC＝3.5 V，R1＝1000 Ω代入得U＝3.5－1000I，在题给图象中作出函数关系U＝3.5－1000I的图象如图所示，两图象的交点对应的横纵坐标I＝1.5mA，U＝2 V，即为公共解，C正确，D错误；由IR＝U 解得R＝U
I≈1333 Ω，A、B错误。
6个概念——电流、电阻率、电功、电功率、电热、热功率
6个公式——I＝q
t＝
U
R，ρ＝
RS
l，W＝UIt＝qU，P＝UI＝
W
t，Q＝
I2Rt，P＝I2R
3个定律——电阻定律、欧姆定律、焦耳定律
2种电路——纯电阻电路和非纯电阻电路
2个关系——电功和电热的关系、电功率和热功率的关系1种思想——守恒思想(能量守恒)
典例1 横截面的直径为d 、长为l 的导线，两端电压为U ，
当这三个量中一个改变时，对自由电子定向运动的平均速率的影响是
( )
A ．电压U 加倍，自由电子定向运动的平均速率不变
B ．导线长度l 加倍，自由电子定向运动的平均速率加倍
C ．导线横截面的直径加倍，自由电子定向运动的平均速率不变
D ．以上说法均不正确
[答案] C
[解析] 由欧姆定律I ＝U R ，电阻定律R ＝ρl S 和电流微观表达式I
＝neS v 可得v ＝U nρel ，因此，电压U 加倍时，v 加倍，l 加倍时v 减
半，故A 、B 选项错误。导线横截面的直径加倍时，v 不变，C 项正确。
【解题法】 三种速率的比较
(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也
是公式I ＝neS v 中的v ，大小约为10－5 m/s 。
(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为
3×108 m/s 。闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流。
(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105
m/s 。由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流。
典例2 如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P 、
Q 为电极，设a ＝1 m ，b ＝0.2 m ，c ＝0.1 m ，当里面注满某电解液，
且P 、Q 加上电压后，其U -I 图象如图乙所示，当U ＝10 V 时，求电解液的电阻率ρ。
[答案] 40 Ω·m
[解析] 由题图乙可求得电解液的电阻为R ＝U I ＝105×10
－3 Ω＝ Ω。
由题图甲可知电解液长为：l ＝a ＝1 m ，
截面积为：S ＝bc ＝0.02 m 2。
结合电阻定律R ＝ρl S
得ρ＝RS l ＝2000×0.021
Ω·m ＝40 Ω·m 。 【解题法】 电阻定律的应用技巧
(1)在温度一定的条件下，导体的电阻大小由长度、横截面积及
材料决定，与电压、电流无关，若考虑温度，导体的电阻率会随着温度的变化而变化。
(2)利用R ＝ρl S 求ρ时，要根据电流正确判断l 、S ，沿电流方向
导体的长度为l ，垂直于电流方向的横截面积为S 。
(3)某一导体的形状改变后，利用其体积不变，由V ＝lS 可知l
与S 成反比，再利用R ＝ρl S 计算。
典例3 一台小型电动机在3 V 电压下工作，用此电动机提升
重力为4 N 的物体时，通过电动机的电流是0.2 A 。在30 s 内可将该物体匀速提升3 m 。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
(1)电动机的输入功率；
(2)在开始提升物体后的30 s 内，电动机线圈所产生的热量；
(3)电动机线圈的电阻。
[答案] (1)0.6 W (2)6 J (3) 5 Ω
[解析] (1)电动机的输入功率P 入＝IU ＝0.2×3 V ＝0.6 W
(2)电动机提升物体的机械功率
P 机＝F v ＝mg ·s t ＝0.4 W
由能量守恒定律得P 入＝P 机＋P 热
故P 热＝P 入－P 机＝(0.6－0.4) W ＝0.2 W
所以电动机线圈产生的热量Q ＝P 热t ＝0.2×30 J ＝6 J
(3)根据焦耳定律Q ＝I 2Rt 可得线圈电阻
R ＝Q I 2t ＝60.22×30
Ω＝5 Ω 【解题法】 电动机的三个功率及关系
典例4某同学将量程为200 μA、内阻为500 Ω的表头改装成量程为1 mA和10 mA的双量程电流表。设计电路如图甲所示，定值电阻R1＝500 Ω，R2和R3的值待定，S为单刀双掷开关，A、B 为接线柱。
回答下列问题：
(1)按图甲在图乙中将实物连线；
(2)表笔a的颜色应为________(填“红”或“黑”)色；
(3)将开关S置于“1”挡时，量程为________mA；
(4)电路中电阻的阻值R2＝________Ω，R3＝________Ω；(结果取3位有效数字)
(5)利用改装的电流表进行某次测量时，S置于“2”挡，表头指示如图丙所示，则所测量电流的值为________mA。
[答案](1)见解析(2)黑(3)10 (4)22525.0(5)0.78
[解析](1)由电路图连接实物，如图所示。
(2)表笔a为电流流出方向，所以表笔a的颜色应为黑色。
(3)并联电阻的阻值越小，分流作用越大，改装后的电流表量程越大。开关S置于“1”挡，只并联电阻R3，并联电阻总阻值小，量程大，此量程为10 mA。
(4)开关S置于“1”挡时，由并联电路特点可得I g(R g＋R1＋R2)＝(10 mA－I g)R3
开关S置于“2”挡时，同理可得
I g(R g＋R1)＝(1 mA－I g)(R2＋R3)
联立①②可得R2＝225 Ω，R3＝25.0 Ω。
(5)开关置于“2”挡，量程为1 mA，结合表盘示数I g′＝156 μA，可得电流为0.780 mA。
【解题法】两种电表的电路结构及读数方法
量程：0～0.6 A,0～3 A 量程：0～3 V,0～15 V 视线垂直于刻度盘表面，一般都视线垂直于刻度盘表面，一般都
1．一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，
棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒
两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速
率为v, 则金属棒内的电场强度大小为()
A.m v 2
2eL
B.m v 2Sn e C ．ρne v
D.ρe v SL
答案 C 解析 根据E ＝U L ，U ＝IR ，I ＝neS v ，R ＝ρL S ，得到E ＝ne v ρ，
选项C 正确。
2．如图所示，其中电流表A 的量程为0.6 A ，表盘均匀划分为
30个小格，每一小格表示0.02 A ；R 1的阻值等于电流表内阻的12
；R 2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( )
A ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A
B ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A
C ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
答案 C
解析 线柱接1、2时，I g R g ＝I 1R 1，得I 1＝2I g ，I ＝I g ＋I 1＝3I g ，故每格表示0.06 A ，A 、B 错误。线柱接1、3时，I ＝I g ＋I 1＝3I g ，每格表示0.06 A ，C 正确，D 错误。
3．某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻
电路的基本概念和基本定律 一、电路基本概述 1.电流流经的路径叫电路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的，它的作用是A：实现电能的传输和转换；B：传递和处理信号（如扩音机、收音机、电视机）。一般电路由电源、负载和连接导线（中间环节）组成。 （1）电源是一种将其它形式的能量转换成电能或电信号的装置，如：发电机、电池和各种信号源。 （2）负载是将电能或电信号转换成其它形式的能量或信号的用电装置。如电灯、电动机、电炉等都是负载，是取用电能的设备，它们分别将电能转换为光能、机械能、热能。 （3）变压器和输电线是中间环节，是连接电源和负载的部分，它起传输和分配电能的作用。 2. 电路分为外电路和内电路。从电源一端经过负载再回到电源另一端的电路，称为外电路；电源内部的通路称为内电路。 3．电路有三种状态：通路、开路和短路。 （1）通路是连接负载的正常状态； （2）开路是R→∝或电路中某处的连接导线断线，电路中的电流I＝0，电源的开路电压等于电源电动势，电源不输出电能。例如生产现场的电流互感器二次侧开路，开路电压很高，将对工作人员和设备造成很大威胁； （3）短路是相线与相线之间或相线与大地之间的非正常连接，短路时，外电路的电阻可视为零，电流有捷径可通，不再流过负载。因为在电流的回路中仅有很小的电源内阻，所以这时的电流很大，此电流称为短路电流。 短路也可发生在负载端或线路的任何处。 产生短路的原因往往是由于绝缘损坏或接线不慎，因此经常检查电气设备和线路的绝缘情况是一项很重要的安全措施。为了防止短路事故所引起的后果，通常在电路中接入熔断器或自动断路器，以便发生短路时，能迅速将故障电路自动切除。 4、电路中产生电流的条件：（1）电路中有电源供电；（2）电路必须是闭合回路； 5、电路的功能：（1）传递和分配电能。如电力系统，它是由发电机，升压变压器，输电线、降压变压器、供配电线路和各种高、低压电器组成。（2）传递和处理信号。如电视机，它接收到
精心整理 图1-2手电筒的电路原理图 第一章 电路的基本概念 序号 内 容 学 时 1 绪论 0.5 2 第一节 电路 1 3 第二节 电流和电压 4 第三节 电阻 1 5 第四节 部分欧姆定理 6 第五节 电能和电功率 1.5 7 本章小结与习题 8 本章总学时 4 第一节 电 路 一、电路的基本组成 ．什么是电路 电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。 电路的基本组成 电路的基本组成包括以下四个部分： 电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。 负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。 (3)控制器件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。 联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。3．电路的状态 (1)通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。 (2)开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。 (3)短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。 二、电路模型(电路图) 图1-1简单的直流电路 1．电路的基本组成、电路的三种工作状态和额定电压、 电流、功率等概念。 2．掌握电流、电压、电功率、电能等基本概念。 3．掌握电阻定律、欧姆定律、焦尔定律，了解电1．了解电路的三种工作状态特点。 2．理解理想元件与电路模型、线性电阻与非线性电阻的概念。
电路的动态分析 直流电流 分析思路 长沙四校联考)如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片 1 (多选)(2015· P向右端移动时，下面说法中正确的是() A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大 B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小 C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大 D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小 2．(多选) (2015·湖北省公安县模拟考试)如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表 均为理想电表。当滑动变阻器R2的滑动触头P移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是() A．P向a移动，V1示数增大、V2的示数减小 B．P向b移动，V1示数增大、V2的示数减小 C．P向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值 D．P向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值 3．(多选)如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，R0＝r，滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动，则在此过程中(
A．电压表V1的示数一直增大 B．电压表V2的示数先增大后减小 C．电源的总功率先减小后增大 D．电源的输出功率先减小后增大 含电容器的电路 解决含电容器的直流电路问题的一般方法 (1)通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程。 (2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电 路的作用是断路。 (3)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻 不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端 的电压。 (4)在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所 连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。 东北三校二模)如图所示，C1＝6 μＦ，C2＝3 μＦ，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，电源电动1 (多选)(2015· 势E＝18 V，内阻不计。下列说法正确的是( ) A．开关S断开时，a、b两点电势相等 B．开关S闭合后，a、b两点间的电流是 2 A C．开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大 D．不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大
上海高考物理专题电路 【高考考点梳理】 一．多用电表 将电压表、电流表、欧姆表组合在一起就成了多用电表。目前常用的多用电表主要有指针式和数字式多用电表。 2 ．多用电表的原理 多用电表是一种多用仪表，一般可用来测量直流和交流电流、直流和交流电压以及电阻等，并且每种测量都有几个量程。 (l)测量直流电流、直流电压的原理和直流电流表、直流电压表的原理相同。 (2)测量电阻：内部电路原理如上右图所示，其原理是根据闭合回路的欧姆定律测量，即I=E/(R+r+R g+R x). 式中R、r、R，均为定值电阻，不同的R x对应不同的电流I（当然电流I和被测电阻R x不是正比的关系，所以电阻值的刻度是不均匀的）。如果在刻度盘直接标出与电流I对应的电阻R x值，可以从刻度盘上直接读出被测量电阻的阻值。 (3) “调零”原理：当两表笔接触时，R x=0，此时电流调到满偏值I g=E/(R+r+R g)（最大值），对应电阻值为零. (4）中值电阻：(R+r+R g)是多用电表欧姆挡的内阻，当被测电阻R=R+r+R g时，通过表头的电流I=I g/2,即通过表头的电流为满偏电流的一半，此时指针指在刻度盘的中央，所以一般叫欧姆挡的内阻称为中值电阻. 3 ．多用电表的使用方法 ( 1 ）测量电流时，跟电流表一样，应把多用电表串联在被测电路中，对于直流电，必须使电流从红表笔流进多用电表从黑表笔流出来。 ( 2 ）测量电压时，跟电压表一样，应把多用电表并联在被测电路两端，对于直流电，必须用红表笔接电势较高的点，用黑表笔接电势较低的点。 ( 3 ）测量电阻时，在选择好挡位后，要先把两表笔相接触，调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置，然后再把两表笔分别与待测电阻的两端相连。应当注意：换用欧姆挡的另一个量程时，需要重新调整欧姆挡的调零旋钮，才能进行测量。 4 ．实验：练习使用多用电表 ( 1 ）观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。 ( 2 ）检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零。 ( 3 ）将红、黑表笔分别插入“十”、“一”插孔。 测电压 ( 4 ）将选择开关置于直流电压2.5V挡，测1.5V干电池的电压。
高考物理模拟题训练电路专题动态电路分析含 解析 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
专题01 动态电路分析 1．(2017黑龙江大庆一模)如图所示的电路中，电源有不可忽略的内阻，R1、R2、R3为三个可变电阻，电容器C1、C2所带电荷量分别为Q1和Q2，下列判断正确的是（） A．仅将R1增大，Q1和Q2都将增大 B．仅将R2增大，Q1和Q2都将增大 C．仅将R3增大，Q1和Q2都将不变 D．突然断开开关S，Q1和Q2都将不变 【参考答案】BC 2．（2016洛阳联考）如图所示电路中，电源的电动势为E，内电阻为r．当变阻器R的滑片P向上移动时，电压表V的示数U和电流表A的示数I变化的情况是
A．U变大，I变大 B．U变小，I变小 C．U变大，I变小 D．U变小，I变大 【参考答案】 C 【名师解析】 当变阻器R的滑片P向上移动时，电流表A的示数I一定减小。外电路总电阻增大，电源输出电流减小，电压表V的示数U一定增大，选项C正确。 3.（2014高考上海物理第18题）如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表A示数变化量的绝对值为△I，则 A．A的示数增大 B．V2的示数增大 C．△V3与△I的比值大于r D．△V1大于△V2 【参考答案】ACD 【名师解析】
滑动变阻器滑片向下滑动，外电路总电阻减小，电流表A 中电流增大，A 的示数增大，V 1中的电流增大，V 1的示数增大，V 3的示数减小。由于电源输出电流增大，路端电压减小，所以V 2的示数减小，选项A 正确B 错误。由于理想电压表V 1、V 3示数之和等于电压表V 2的示数.，△V 1大于△V 2，选项D 正确。由V 1+V 3=E-Ir ，△V 1-△V 3=-△Ir,，3V I ??=r+1V I ??，△V 3与△I 的比值大于r ，选项C 正确。 4。(2013高考江苏物理第4题) (问6)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。 M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻 R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时 （A ）R M 变大，且R 越大，U 增大越明显 （B ）R M 变大，且R 越小，U 增大越明显 （C ）R M 变小，且R 越大，U 增大越明显 （D ）R M 变小，且R 越小，U 增大越明显 【参考答案】C B 5.（2015崇明县一模）(问1/2/6/7)如图所示电路中，已知电阻R 1的阻值大于滑动变阻器R 0的最大阻值．闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动臂P 由最上端下滑到最下端的过程中，下列说法中正确的是 （ ）
高中物理专练：电容器和直流电路的动态分析 (限时：45分钟) 1． (安徽·19)用图1所示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x是待测电阻,R0是定值电阻,是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表的电流为零时,测得MP＝l1,PN＝l2,则R x的阻值为( ) 图1 A.l 1 l 2 R B. l 1 l 1 ＋l2 R C.l 2 l 1 R D. l 2 l 1 ＋l2 R 答案 C 解析设R0、R x与三者的结点为Q,当通过电流表的电流为零时,说明φP＝φQ,则UR0＝ UR MP ,U Rx＝UR PN,IR0＝IR x＝I0,IR MP＝IR PN＝I,故I0R0＝IR MP,I0R x＝IR PN.两式相除有 R R x ＝ R MP R PN ,所以 R x ＝ R PN R MP R ＝ l 2 l 1 R ,正确选项为C. 2．某同学将一直流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r随电流I变化的图线画在了同一坐标上,如图2中的a、b、c所示,以下判断正确的是( ) 图2 A．直线a表示电源的总功率P E—I图线 B．曲线c表示电源的输出功率P R—I图线 C．电源的电动势E＝3 V,内电阻r＝1 Ω D．电源的最大输出功率P m＝2 W 答案AD
解析电源的总功率P E＝EI,直线a表示电源的总功率P E—I图线,选项A正确．电源的输出功率P R＝UI＝(E－Ir)I＝EI－I2r,曲线b表示电源的输出功率P R—I图线,曲线c表示电源内部的发热功率P r－I图线,选项B错误．由直线a的斜率可得电源的电动势E＝4 V．选项C错误．当I＝1 A时,电源的最大输出功率P m＝2 W,选项D正确． 3．如图3所示,为一小灯泡的伏安特性曲线,横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A 的坐标为(U1,I1),过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2.小灯泡两端电压为U1时,电阻等于( ) 图3 A.I 1 U 1 B. U 1 I 1 C. U 1 I 2 D. U 1 I 1 －I2 答案 B 解析由于小灯泡的伏安特性曲线上,每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状 态下的电阻,所以小灯泡两端电压为U1时,电阻等于U 1 I 1 ,B正确． 4．如图4为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线,用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻组成如下四个电路．则外电路功率相等的是( ) 图4 A．图a和图d B．图b和图c C．图a和图b D．图c和图d
第1章电路的基本概念与基本定律 一、填空题: 1. 下图所示电路中，元件消耗功率200W P ，U=20V,则电流I为 10 A。 +U 2. 如果把一个24伏的电源正极作为零参考电位点，负极的电位是_-24___V。 3．下图电路中，U = 2 V，I = 1 A 3 A，P 2V = 2 W 3 W ， P 1A = 2 W，P 3Ω = 4 W 3 W，其中电流源（填电流源或 电压源）在发出功率，电压源（填电流源或电压源）在吸收功率。 U 4. 下图所示中，电流源两端的电压U= -6 V，电压源是在发出功率 5．下图所示电路中，电流I＝ 5 A ，电阻R＝ 10 Ω。 B C
6．下图所示电路U=___-35 ________V。 7．下图所示电路，I=__2 __A，电流源发出功率为_ 78 ___ W，电压源吸收功率20 W。 8. 20. 下图所示电路中，根据KVL、KCL可得U＝2 V，I 1＝ 1 A，I 2 ＝ 4 A ；电流源的功率为 6 W；是吸收还是发出功率发出。2V电压源的功率为 8 W，是吸收还是发出功率吸收。 V 4 9．下图所示的电路中，I 2= 3 A，U AB = 13 V。 10．电路某元件上U = －11 V，I = －2 A，且U 、I取非关联参考方向，则其吸收的功率是22 W。 11. 下图所示的电路中，I 1= 3 A，I 2 = 3 A，U AB = 4 V。
12．下图所示的电路中，I= 1 A ；电压源和电流源中，属于负载的是 电压源 。 8V 13. 下图所示的电路中，I=-3A ；电压源和电流源中，属于电源的是电流源 。 8V I 14．下图所示的电路，a 图中U AB 与I 之间的关系表达式为 155AB U I =+ ；b 图 中U AB 与I 之间的关系表达式为 510 AB U I =- 。 5Ω Ω I I A B B A 10V a 图 b 图 15. 下图所示的电路中，1、2、3分别表示三个元件，则U = 4V ；1、2、3这三个元件中，属于电源的是 2 ，其输出功率为 24W 。 + 8V 4V _ ++ _U
电路的动态分析 例1.在如图所示的电路中，R 1，R2和R3皆为定值电阻，R4为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为 r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R4的滑动触头向图中a端移动时() A．I变大，U变小B．I变大，U变大C．I变小，U变大D．I变小，U变小 【答案】D 例2.如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电路中O点接地，当滑动变阻器的滑片P 向右滑动时，M、N两点电势变化情况是（） A．都升高B．都降低C．M点电势升高，N点电势降低D．M点电势降低，N点电势升高 【答案】B 例3.在如图所示的电路中，开关S闭合后，和未闭合开关S前相比较三个电表的读数变化情况是：（） A．V变大、A1变大、A2变小B．V变大、A1变小、A2变大 C．V变小、A1变大、A2变小D．V变小、A1变小、A2变大 【答案】C 例4.为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置在强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，A，B接报警器，当传感器RB所在处出现断针时， 电流表的电流I，A，B两端的电压U将() A．I变大，U变大B．I变小，U变小C．I变大，U变小D．I变小，U变大 【答案】C 例5.（多选）在如图所示的电路中，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不变吗D．U3/I变大，ΔU3/ΔI不变 【答案】ACD 同步练习： 1.在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则() A．A灯变亮，B灯变亮，C灯变亮B．A灯变亮，B灯变亮，C灯变暗 C．A灯变亮，B灯变暗，C灯变暗D．A灯变亮，B灯变暗，C灯变亮 【答案】D 2.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1，R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器，当R2的滑动触头
直流电流 分析思路 1 （多选）（2015长沙四校联考）如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片 P 向右端移动时，下面说法中正确的是 （ ） 3.（多选）如图所示，电源的电动势和内阻分别为 E 、r , R o = r ，滑动变阻器的滑片 P 由a 向 b 缓慢移动，则在此过程中（ 电路的动态分析 总的 折 趾化 分 IU 变 A .电压表V 的读数减小, B. 电压表V i 的读数增大, C. 电压表 V 的读数减小, D .电压表V 2的读数增大, 电流表 A i 的读数增大 电流表 A i 的读数减小 电流表 A 2的读数增大 电流表 A 2的读数减小 2.（多选）（2015湖北省公安县模拟考试 ）如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表 均为理想电表。当滑动变阻器 R 2的滑动触头P 移动时，关于两个电压表 V i 与 V 的示数, F 列判断正确的是（ ） A . P 向a 移动，V i 示数增大、 B . P 向b 移动，V i 示数增大、 C . P 向a 移动, D . P 向b 移动, V 2的示数减小 V 2的示数减小 V i 示数改变量的绝对值小于 V i 示数改变量的绝对值大于 V 2示数改变量的绝对值 V 示数改变量的绝对值 % &
--------- 1 } ----------------- , h P R ------ '1 A .电压表V1的示数一直增大 B .电压表V2的示数先增大后减小 C.电源的总功率先减小后增大 D ?电源的输出功率先减小后增大 含电容器的电路 解决含电容器的直流电路问题的一般方法 (1) 通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程。 (2) 只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路。 (3) 电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻 不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端 的电压。 (4) 在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所 连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。 1 (多选)(2015东北三校二模)如图所示，C i= 6 C 2 = 3 R i = 3 Q, R2= 6 Q,电源电动 A ?开关S断开时，a、b两点电势相等 B?开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 A C.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大
直流电路与交流电路专题复习 一、直流电路的动态分析与计算 1、纯电阻直流电路动态分析 例题：（2011年海南）如图，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与A 分别为电压表与电流表。初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则（ ） A 、○V 的读数变大，○A 的读数变小 B 、○V 的读数变大，○A 的读数变大 C 、○V 的读数变小，○A 的读数变小 D 、○V 的读数变小，○A 的读数变大 解析：S 开，相当于电阻变大，总电流减小，故端电压增大， ○V 的读数变大，把R 1归为内阻，则R 3中的电压也增大，R 3中的电流也增大，R 3中的电压也增大，故正确答案为B 。 点评：当直流电路电路中的某一个电阻或某一段电路中的电阻的阻值发生变化，从而引起整个电路的电流、电压、电功率发生变化；分析方法是以电路的串并联知识和闭合电路欧姆定律为基础；基本思路和步骤是：从局部到整体再到局部，电阻变化分析是基础，干路电流分析是核心，内外电路电压变化是关键。此类问题常表现在电路故障分析，滑动变阻器的触头移动和电路中的开关断开与闭合等所引起的电路变化问题。 针对练习1（2009年广东理科基础）如图所示是一实验电路图．在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是（ ） A ．路端电压变小 B ．电流表的示数变大 C ．电源内阻消耗的功率变小 D ．电路的总电阻变大 解析：当滑片向b 端滑动时，接入电路中的电阻减少，使得总电阻减 小D 错。根据总 R E I =，可知总电流在增加，根据闭合电路中的欧姆定律有外U Ir E +=，可知路端电压在减小，A 对。流过电流表的示数为3R U I 外= ，可知电流在减小，B 错。根据r I P 2 =,可知内阻消耗的功率在增大，C 错。 针对练习2(2001年上海)如图所示的电路中，闭合电键，灯L 1、L 2正常发光，由于电路出现故障，
高中物理三种电路黑盒子问题 万洪禄 黑盒子问题是让判断盒内有什么元件及其这些元件如何连接或放置的问题。它分为电路黑盒子问题和光学黑盒子问题。本文所要探讨的是电路黑盒子问题。 在高中阶段，电路黑盒子内的元件一般涉及的是电池、电阻、二极管。探测电池用电压表，探测电阻和二极管都用欧姆表。在不知黑盒子中有无电池时，要先用电压表探测，在确定无电池时，才能使用欧姆表探测。 说明：二极管具有单向导电性。当欧姆表的黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，此时二极管加的是正向电压，它的电阻值很小，就像一个接通的开关一样；当黑表笔接二极管的负极，红表笔接二极管的正极，此时二极管加的是反向电压，它的电阻值很大，就像断开的开关一样。 高中阶段的电路黑盒子问题，一般有纯电阻黑盒子问题、纯电池黑盒子问题和电池、电阻、二极管三者混合或两者混合黑盒子问题。下面对这三类电路黑盒子问题的探索思路加以例说。 一. 纯电阻黑盒子问题 例1. 一个盒子内装有由导线和几个相同阻值的电阻组成的电路，盒外的1、2、3、4是该电路的四个接线柱，如图1，若1、2间的电阻是3、4间电阻的3倍，1、3间电阻等于2、4间的电阻，试画出盒内的较简单电路。 图1 解析：从电阻值最大接线柱入手：1、2点间电阻值最大（是3、4间电阻的3倍）画出如图2所示的电路，3、4间只能是一个电阻，1、3间和2、4间有电阻且相等，在图2的基础上找到3、4两点，如图2所示。考虑原题黑盒中接线柱的位置，把图3放入图1中所成的电路图4即为本题所要求的较简单的电路。 图2 图3 图4 二. 纯电池黑盒子问题 例2. 盒内有由导线和三节干电池组成的电池组，A 、B 、C 、B 是四个接线柱，如图5，用伏特表测量任意两点间的电压，测量如果如下，U U U U V U U V AC BD AB CB AD CD ======0153,.,，试画出盒内电池是怎样连接的？
第一章电路基本概念和基本定律 知识要点 ·了解电路和电路模型的概念； ·理解电流、电压和电功率；理解和掌握电路基本元件的特性； ·掌握电位和电功率的计算；会应用基尓霍夫定律分析电路。 随着科学技术的飞速发展，现代电工电子设备种类日益繁多，规模和结构更是日新月异，但无论怎样设计和制造，几乎都是由各种基本电路组成的。所以，学习电路的基础知识，掌握分析电路的规律与方法，是学习电工学的重要内容，也是进一步学习电机、电器和电子技术的基础。本章的重点阐明有关电路的基本概念、基本元件特性和电路基本定律。 1.1电路和电路模型 1.1.1 电路的概念 1. 电路及其组成 简单地讲，电路是电流通过的路径。实际电路通常由各种电路实体部件（如电源、电阻器、电感线圈、电容器、变压器、仪表、二极管、三极管等）组成。每一种电路实体部件具有各自不同的电磁特性和功能，按照人们的需要，把相关电路实体部件按一定方式进行组合，就构成了一个个电路。如果某个电路元器件数很多且电路结构较为复杂时，通常又把这些电路称为电网络。 手电筒电路、单个照明灯电路是实际应用中的较为简单的电路，而电动机电路、雷达导航设备电路、计算机电路，电视机电路是较为复杂的电路，但不管简单还是复杂，电路的基本组成部分都离不开三个基本环节：电源、
负载和中间环节。 电源是向电路提供电能的装置。它可以将其他形式的能量，如化学能、热能、机械能、原子能等转换为电能。在电路中，电源是激励，是激发和产生电流的因素。负载是取用电能的装置，其作用是把电能转换为其他形式的能（如：机械能、热能、光能等）。通常在生产与生活中经常用到的电灯、电动机、电炉、扬声器等用电设备，都是电路中的负载。中间环节在电路中起着传递电能、分配电能和控制整个电路的作用。最简单的中间环节即开关和联接导线；一个实用电路的中间环节通常还有一些保护和检测装置。复杂的中间环节可以是由许多电路元件组成的网络系统。 图1-1所示的手电筒照明电路中，电池作电源，灯作负载，导线和开关作为中间环节将灯和电池连接起来。 图1-1手电筒照明实际电路 2. 电路的种类及功能 工程应用中的实际电路，按照功能的不同可概括为两大类：一是完成能量的传输、分配和转换的电路。如图1-1中，电池通过导线将电能传递给灯，灯将电能转化为光能和热能。这类电路的特点是大功率、大电流；二是实现对电信号的传递，变换、储存和处理的电路，如图1-2是一个扩音机的工作过程。话筒将声音的振动信号转换为电信号即相应的电压和电流，经过放大处理后，通过电路传递给扬声器，再由扬声器还原为声音。这类电路特点是小功率、小电流。
1电路基本概念和基本定律 知识要点 ·了解电路和电路模型的概念； ·理解电流、电压和电功率；理解和掌握电路基本元件的特性； ·掌握电位和电功率的计算；会应用基尓霍夫定律分析电路。 随着科学技术的飞速发展，现代电工电子设备种类日益繁多，规模和结构更是日新月异，但无论怎样设计和制造，几乎都是由各种基本电路组成的。所以，学习电路的基础知识，掌握分析电路的规律与方法，是学习电工学的重要内容，也是进一步学习电机、电器和电子技术的基础。本章的重点阐明有关电路的基本概念、基本元件特性和电路基本定律。 1.1电路和电路模型 1.1.1 电路的概念 1. 电路及其组成 简单地讲，电路是电流通过的路径。实际电路通常由各种电路实体部件（如电源、电阻器、电感线圈、电容器、变压器、仪表、二极管、三极管等）组成。每一种电路实体部件具有各自不同的电磁特性和功能，按照人们的需要，把相关电路实体部件按一定方式进行组合，就构成了一个个电路。如果某个电路元器件数很多且电路结构较为复杂时，通常又把这些电路称为电网络。 手电筒电路、单个照明灯电路是实际应用中的较为简单的电路，而电动机电路、雷达导航设备电路、计算机电路，电视机电路是较为复杂的电路，
但不管简单还是复杂，电路的基本组成部分都离不开三个基本环节：电源、负载和中间环节。 电源是向电路提供电能的装置。它可以将其他形式的能量，如化学能、热能、机械能、原子能等转换为电能。在电路中，电源是激励，是激发和产生电流的因素。负载是取用电能的装置，其作用是把电能转换为其他形式的能（如：机械能、热能、光能等）。通常在生产与生活中经常用到的电灯、电动机、电炉、扬声器等用电设备，都是电路中的负载。中间环节在电路中起着传递电能、分配电能和控制整个电路的作用。最简单的中间环节即开关和联接导线；一个实用电路的中间环节通常还有一些保护和检测装置。复杂的中间环节可以是由许多电路元件组成的网络系统。 图1-1所示的手电筒照明电路中，电池作电源，灯作负载，导线和开关作为中间环节将灯和电池连接起来。 图1-1手电筒照明实际电路 2. 电路的种类及功能 工程应用中的实际电路，按照功能的不同可概括为两大类：一是完成能量的传输、分配和转换的电路。如图1-1中，电池通过导线将电能传递给灯，灯将电能转化为光能和热能。这类电路的特点是大功率、大电流；二是实现对电信号的传递，变换、储存和处理的电路，如图1-2是一个扩音机的工作过程。话筒将声音的振动信号转换为电信号即相应的电压和电流，经过放大处理后，通过电路传递给扬声器，再由扬声器还原为声音。这类电路特点是
高考题精解分析：43变压器交流动态电路 高频考点：变压器交流动态电路 动态发布：2011山东理综卷第20题、2011福建理综第15题、2010全国理综2第19题、2010天津理综物理第7题、2010山东理综第19题 命题规律：变压器交流动态电路是高考考查的重点和热点，考查变压器交流动态电路为选择题，难度中等。 命题分析 考查方式变压器交流动态电路 【命题分析】变压器交流动态电路主要有两种情况：一是负载电阻不变，原副线圈电压、电流、功率随匝数比变化而变化；二是匝数比不变，原副线圈电压、电流、功率随负载变化而变化。解决变压器交流动态电路问题首先要明确变量之间的相互制约关系。在理想变压器中，负线圈的输出电压U2由原线圈的输入电压U1和匝数比决定，与负载电阻无关，即输入电压U1决定输出电压U2；在原线圈输入电压U1和匝数比确定的情况下，原线圈的输入电流由副线圈输出电流决定，副线圈输出电流由负载确定，即负载决定输入电流；变压器输入功率由输出功率确定，即输出功率决定输入功率。分析变压器交流动态电路的思路是：由输入电压和匝数比得出输出电压，由输出电压和负载得出输出电流，最后由输出功率得出输入功率。考查变压器交流动态电路的试题难度中等。 例1（2011山东理综卷第20题）为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变 化的曲线如图乙所示。以下正确的 是 A、u2πt)V B、u2πt)V C、为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移 D、为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移 【解析】：由于用户电压u2随时间t变化的曲线周期为0.02s，所以u2πt)V，选项B正确A错误；为使用户电压稳定在220V，由变压器变压公式可知应减小变压器原线圈
高考物理回归教材之绝对考点突破十 电磁感应中的电路问题 重点难点 在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，则导体或回路就相当于电源．将它们接上电阻或用电器可以对用电器供电，接上电容器可以使电容器充电． 解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发理解和变换物理模型，即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路．感应电动势的大小相当于电源电动势．其余部分相当于外电路，并画出等效电路图． 规律方法 【例1】如图（a ）所示的螺线管的匝数n =1500，横截面 积S =20cm 2 ，电阻r =1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R 1=10Ω，R 2=3.5Ω．若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图（b ）所 示的规律变化，计算R 1上消耗的电功率． 【解析】由磁感应强度变化规律图象可知，螺线管中磁场磁感强度的变化率为2B t ?=?T/s 通电螺线管产生的感应电动势为6B E n nS t t Φ??===??V 电路中感应电流大小为12610 3.5 1.5 E I R R r ==++++A=1A 所以R 1上消耗的电功率为2110P I R W ==． 训练题如图所示，是用于观察自感现象的电路，设线圈的自感系数 较大，线圈的直流电阻R L 与小灯泡的电阻R 满足R L ＜R ．则在电键S 由 闭合到断开瞬间，可以观察到 （ C ） A ．灯泡立即熄灭 B ．灯泡逐渐熄灭，不会闪烁 C ．灯泡有明显的闪烁现象 D ．灯泡会逐渐熄灭，但不一定有闪烁现象 【例2】如图所示，MN 、PQ 为两平行金属导轨，M 、P 间连有一阻值为R 的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B ，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向里．有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为υ，与导轨接触良好，圆环的直径d 与两导轨间的距离相等．设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时 （ B ） A ．有感应电流通过电阻R ，大小为d B R πυ
考点1 电路的基本概念与规律 考点1.1 电流的概念及表达式 1.形成电流的条件 (1)导体中有能够自由移动的电荷. (2)导体两端存在电压. 2.电流 (1)定义式：I ＝q t . 其中q 是某段时间内通过导体横截面的电荷量. a.若是金属导体导电，则q 为自由电子通过某截面的电荷量的总和. b.若是电解质导电，则异种电荷反向通过某截面，q ＝|q 1|＋|q 2|. (2)带电粒子的运动可形成等效电流，如电子绕原子核的运动、带电粒子在磁场中的运动，此时I ＝q T ，q 为带电粒子的电荷量，T 为周期. (3)方向：电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.在外电路中电流由电源正极到负极，在内电路中电流由电源负极到正极. (4)微观表达式：假设导体单位体积内有n 个可自由移动的电荷，电荷定向移动的速率为v ，电荷量为q ，导体横截面积为S ，则I ＝nqSv . 3. 如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( ) A ．vq B.q v C ．qvS D ．qv /S 6. (多选)半径为R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有( ) A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 B ．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小 9. 一根长为L ，横截面积为S 的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n ，电子的质量为m ，电荷量为e 。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v ，则金属棒内的电场强度大小为( )
高中物理 【电路的基本概念和规律】典型题 1．关于电流，下列说法中正确的是( ) A ．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B ．电子运动的速率越大，电流越大 C ．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 D ．因为电流有方向，所以电流是矢量 解析：选C ．电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，故A 错误，C 正确；电流的微观表达式I ＝neS v ，电流的大小由单位体积的电荷数、每个电荷所带电荷量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定，故B 错误；矢量运算遵循平行四边形定则，标量的运算遵循代数法则，电流的运算遵循代数法则，故电流是标量，故D 错误． 2．铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子中有n 个自由电子．今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动的速率为( ) A ．光速c B ． I neS C ．ρI neSm D ． mI neS ρ 解析：选D ．由电流表达式I ＝n ′eS v 可得v ＝I n ′eS ，其中n ′＝n m ρ＝n ρm ，故v ＝mI neS ρ，D 对． 3．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( ) A ．I Δl eS m 2eU B ． I Δl e m 2eU C ．I eS m 2eU D ． IS Δl e m 2eU 解析：选B ．在加速电场中有eU ＝1 2 m v 2，得v ＝ 2eU m .在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内电荷量为q ＝I Δt ＝I Δl v ，则电子个数n ＝q e ＝I Δl e m 2eU ，B 正确． 4．一个内电阻可以忽略的电源，给装满绝缘圆管的水银供电，通过水银的电流为0.1 A ．若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管)，那么通过水银的电
专题七电路分析与计算 高考形势分析及历年部分省市高考试题分布： 本专题是高考的热点，历年都有高考试题，本专题的高考热点是部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律，串并联电路和实验题，以及电路在电磁感应和交流电中的应用，万用表的使用多次成为高考的热点，掌握各种仪表的操作规程和使用方法是高考考查的重点。对于选择题，通过某一新颖的物理情景，考查考生的理解能力和逻辑推理能力；对于填空题，多是通过对电路的分析和计算，对电压、电流、电阻等物理量的测量，来考查考生的分析综合能力和不太复杂的运算能力；对于实验题，通过对教材能容的翻新设疑，考查考生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力，特别是电阻的测定，题目虽然新颖独特，但原理均来源于课本的加工和深化，它是一种高层次能力的考核，真正的题在书外而理在书中，它将实验考查推向了更新的高度。 对于电磁感应中的闭合回路问题：电磁感应过程中要产生感应电流，从而使产生感应电动势的导体受到磁场力作用，继而影响其切割磁感线的加速度和速度，而速度的变化又影响导体中产生的感应电动势和感应电流，于是就形成了一个复杂的动态循环过程，且在这一复杂的动态循环过程中，要涉及闭合电路中各用电器的消耗功率的变化，存在多种形式能量的转化。对此类问题的处理，既要弄清楚变化的物理过程中各物理量的相互依存又相互制约的关系，又要弄清楚变化的物理过程中参与转化的能量种类及能量转化的方向。这对提高学生综合分析问题的能力，养成对物理过程和物理情景分析的习惯，是大有帮助的。因此，此类问题历来备受高考命题人关注。在近几年的高考中，涉及此类问题的题目中，既有难度中等的选择题，也有难度中等偏上的计算题，特别在倡导考查学生综合能力的当今高考形势下，此类问题会更加受到青睐，在今后高考中考查的频率和力度，都将有所提高，例如2007年天津卷计算题24题就考查了这方面的问题。 历年高考中电路分析和计算题分布情况：2005年高考电学考察情况：北京理综，选择题18题考查交流电路中的欧姆定律；22题考查多用表探测黑盒子问题；全国理综III，实验题22题利用所给元件测量电压表内阻；全国理综II，实验题是测量毫安表的内阻和实物连线题；全国理综I实验题考查测量电源电动势和内阻问题，25题考查含容电路和粒子在电场中偏转的问题。广东高考实验题考查了电路中传感器的应用，一选择题还考查了示波器的按钮使用。2006年高考电学考察情况：江苏高考计算题考查了电学与生活的应用（电热毯、电饭锅），四川高考理综，计算题考查含容电路和带电粒子在平行板电容器中的匀变速运动。重庆高考理综计算题考查闭合电路欧姆定律及其电路节能问题。浙江高考一选择题考查了电路故障，实验题22（2）考查了螺旋测微器的读数、电路元件的选择以及实物连图题。广东高考实验题考查测定电源电动势和内阻，其中考查到产生误差的原因，要求写出实验步骤，根据1/I—R图像求电动势和内阻。云南高考实验考查了力电传感器。2007年高考电学考察情况：全国卷I、湖北卷和湖南高考实验题考查示波器面板按钮的使用，北京卷选择题17题，考查交流电路中的欧姆定律及交流电的有效值，山东卷实验题23题考查电路和元件的选择，还考查电阻丝的电阻率的测定和实物连图，全国卷II实验题22题考查元件的选择和实验偏差。上海高考A类题3题考查部分电路欧姆定律，B类题的3题考查交流电路电压电流的有效值，实验题15题考查电阻的测量，16题考查闭合电路中输出功率随外电阻的变化情况。天津高考选择题16题考查交流电路中欧姆定律的应用，实验题22题（3）考查的是示波器按钮的使用，计算题24题考查的是电磁感应和含容电路相结合的问题。海南省高考选择题5题考查用电器消耗的电功率，实验题13题考查电阻的测量和实物连图。
电路及电路故障分析练习 1．下面四个电路图中，开关闭合后，三个电阻并联的是（） A B C D 2. 如图，若只需L1发光，连接；若要求L1和L2串联发光，连接；若要求L1和L2并联发光，连接. 第2题 3．S1合，S2、S3都开联; S1、S2、S3都闭合联 第3题第4题 4．如图所示的电路中，开关S闭合后，小灯泡L1、L2正常发光，请在甲、乙两个“О”内选填“电压表”和“电流表”的符号. 5．如图，电源电压不变，闭合开关S后，灯L1、L2都发光，一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因是（） A 灯L1短路 B 灯L2短路 C 灯L1断路 D 灯L2断路 第5题 6. 如图，当开关S闭合，两只灯泡均发光，两电表均有示数. 一段时间后，发现电压表示数为零，电流表示数增大，经检 查除小灯泡外其余器材连接良好，造成这种情况的原因可能 是（） A．灯L1断路 B.灯L2短路 C．灯L1短路 D.灯L1、L2都断路
第6题 7. 为研究灯泡的发光情况，小明设计了如图所示的电路进行实验.电路中两个灯泡规格相同（额定电压都是1.5V）、电源电压恒为3V，实验时，当开关闭合后，两灯发光，一段时间后，两灯泡突然熄灭，但电压表仍然有示数.经检查发现除灯泡外其余器材的连接良好.请简述造成这种情况的可能原因.（写出两种，并在每种原因中说明两灯的具体情况） 原因一： 原因二： 第7题 8. 如图是小强在做“探究串联电路中电流、电压特点”实验时连接的实物电路.当开关闭合时，发现灯L1不亮、灯L2亮，电流表和电压表均有读数.则出现此故障的原因可能是（）A．灯L2断路 B.灯L2短路 C．灯L1断路 D.灯L1短路 第8题 9.小勇晚上开灯时发现灯不亮，他用测电笔测试，如图，A、B、C三点都能使氖管发光，只有D点氖管不发光，则可判断出故障是（） A．火线和零线短路 B．灯泡断路 C．灯泡短路 D．导线CD某处断开 第10题 10. 小明想在家里安装一盏照明灯，如图是他设计的电路，请帮他在虚线框内填上开关和电灯的符号.小明请电工安装完毕，闭合开关，电灯不亮.电工用测电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时，测电笔的氖管都发光，则电路的故障是. 11. 如图，电路中除了有一根导线是断的，其余器材均完好，灯L1电阻为10Ω，灯L2电阻为5Ω，电源由两节新的蓄电池组成（4V），为查出断的导线，小刚采用下列方法：将电表的正接线柱与电源的正极a相连，再将电表的负接线柱分别与L1的b接线柱和L2的c 接线柱相连. （1）操作前，小刚选用电表应是下列哪个？ 甲．量程为3V的电压表