简单直流电路

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，并能准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：______________4.注意点（1）____________________________________________________________（2）____________________________________________________________课堂练习：判断1．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实行说明（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 = + ，即电源的电动势等于内、外电压降之和。

例：如图，若电动势E=24V，内阻R0=4Ω，负载电阻R=20Ω，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。

简单直流电路的分析讲解先介绍一些基本概念：1.电流（I）：单位时间内流过导体的电荷量，单位为安培（A）。

2.电压（V）：两个点之间的电势差，单位为伏特（V）。

3.电阻（R）：导体对电流的阻碍程度，单位为欧姆（Ω）。

4.电流方向：规定从正极到负极的方向为电流的流动方向。

5.电阻的欧姆定律：U=IR，其中U为电压，I为电流，R为电阻。

首先，我们来看一下串联电路的分析方法：串联电路是指将多个电阻依次连在一起，电流沿着同一条路径依次通过每一个电阻。

串联电路中，总电压等于各个电阻电压之和，总电流等于各个电阻电流之和。

设有三个串联电阻R1、R2和R3，其电源电压为U。

根据欧姆定律可知：U=I(R1+R2+R3)同时，根据电压分压定律可知，各个电阻上的电压分别为：U1=IR1,U2=IR2,U3=IR3另外，根据电流分配定律，电源电流等于各个电阻电流之和，即：I=I1+I2+I3我们可以通过以上方程组进行串联电路的计算。

接下来，我们来看一下并联电路的分析方法：并联电路是指将多个电阻的两端分别连接在相同电压的情况下，并联到一起。

并联电路中，各个电阻之间的电压相等，总电流等于各个分支电流之和。

设有三个并联电阻R1、R2和R3，其电源电压为U。

根据欧姆定律可知：U=I1R1=I2R2=I3R3同时，根据电流合成定律可知，电源电流等于各个分支电流之和，即：I=I1+I2+I3另外，根据电阻合并定律，总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和的倒数，即：1/R=1/R1+1/R2+1/R3我们可以通过以上方程组进行并联电路的计算。

最后，我们来看一下功率的计算：功率（P）是指单位时间内转化或消耗的能量，单位为瓦特（W）。

在直流电路中，电源所提供的功率等于电流乘以电压，即：P=UI同时，根据欧姆定律可知，电流等于电压除以电阻，即：I=U/R将上述两个公式合并，可以得到：P=UI=U(U/R)=U²/R可以看出，功率与电压的平方成正比，与电阻成反比。

简单直流电路的基础知识【知识结构】【重、难点知识】1、电路中主要物理量2、基本定律3、电路中各点电位计算4、简单直流电路分析计算【内容提要】1、电路 （1）、组成：由电源、用电器（负载）、连接导线、开关及保护装置组成的闭合回路。

（2）、作用：实现电能的传输和转换。

2、电流 （1）、定义：电荷的定向移动形成电流。

（2）、电路中有持续电流的条件： ①、电路为闭合通路。

②、电路两端存在电压，电源的作用就是为电路提供持续的电压。

3、电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值，即： tqI = I 单位安培（A ）、q 单位库仑（C ）、t 单位秒（S ）。

4、电阻表示原件或导体对电流呈现阻碍作用大小的物理量，在一定温度下，导体的电阻可用电阻定律计算。

（1）、电阻定律数学表达式：slR ρ= （2）、电阻定律：导体的电阻和它的长度成正比，与它的横截面积成反比。

（3）、说明：①、ρ是反映材料导电性能的物理量，称为“电阻率”。

②、导体的电阻与温度有关。

5、部分电路欧姆定律反映电流、电压、电阻三者间关系，数学表达式为：RUI = 6、电能、电功率电流通过用电器时，将电能转换为其他形式的能 （1）、转换电能的计算：W=Uit（2）、电功率计算：R I R U UI P 22===；R I RU 22=对纯阻性电路适用。

（3）、电热的计算（焦耳定律）：Rt I Q 2=7、闭合（全）电路欧姆定律（1）、文字叙述：闭合电路内的电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比。

（2）、数学表达式：rR EI +=（3）、说明：E 代表电源电动势、R 代表外电路电阻、r 电源内部电阻。

电路参数的变化将使电路中电流、电压分配关系及功率消耗等发生改变。

8、电源外特性闭合电路中，电源端电压随负载电流变化的规律，即：Ir E U -= 9、串联电路的基本特点电路中各元件流过电流相等；电路两端总电压等于各元件两端电压之和；电路总电阻等于各元件阻值之和。

简单直流升压电路简单直流升压电路是一种常见的电路配置，用于将直流电压提升到更高的电压水平。

它由一个输入电压源、一个开关元件（通常是开关管或二极管）和一个输出电容组成。

通过适当的控制开关元件的导通和截止状态，可以实现对输入电压的升压。

在简单直流升压电路中，输入电压通过开关元件和输出电容连接在一起。

当开关元件导通时，输入电压会通过开关元件和输出电容充电，使输出电压上升。

当开关元件截止时，输出电容会通过负载释放电能，从而提供稳定的输出电压。

简单直流升压电路的工作原理可以通过以下几个步骤来解释：1.导通状态：当开关元件导通时，输入电压通过开关元件和输出电容充电。

输出电容开始储存电能，同时输出电压逐渐上升。

2.截止状态：当开关元件截止时，输出电容开始释放储存的电能，通过负载提供稳定的输出电压。

这是因为输出电容会通过负载提供电流，使得输出电压维持在一个相对稳定的水平。

3.循环工作：简单直流升压电路会不断地在导通状态和截止状态之间循环工作。

这个过程可以通过控制开关元件的导通和截止来实现。

通常使用脉宽调制（PWM）技术来控制开关元件的导通时间和截止时间，以达到所需的输出电压水平。

简单直流升压电路具有许多应用领域，其中包括：1.能源转换：简单直流升压电路可以将低电压的直流电源转换为高电压，以满足特定设备或系统的电压需求。

例如，太阳能电池板产生的低电压可以通过升压电路转换为适合输送到电网的高电压。

2.电力适配器：许多电子设备（如笔记本电脑、手机充电器）需要使用不同的电压和功率级别。

简单直流升压电路可以将输入的低电压转换为适合设备使用的高电压，以满足设备的功率需求。

3.电子系统：在一些电子系统中，需要提供高电压来激活特定的元件或实现特定的电路功能。

简单直流升压电路可以提供所需的高电压，以满足系统的需求。

需要注意的是，简单直流升压电路的设计和实现需要考虑多个因素，包括输入电压范围、输出电压水平、负载要求、开关元件的性能等。

最简单的直流限流电路最简单的直流限流电路有以下几种：1.电流限制电阻：这是最简单的直流限流电路。

它由一个电阻和一个电源组成。

当电流通过电阻时，它会产生一定的电压降。

通过选择适当的电阻值，可以限制电流的大小。

例如，如果我们选择一个10欧姆的电阻，当通过1安培的电流时，电压降为10伏。

通过这种方式，电流可以被限制在一个特定范围内。

2.二极管限流电路：二极管是一种具有单向导电性的器件。

在直流电路中，它可以被用作限流器。

通过将二极管正向放置在电路中，电流只能沿着一个方向流动。

当达到二极管的额定电流时，它会产生一个固定的电压降。

通过选择适当的二极管和电阻值，可以实现所需的电流限制。

3.稳压二极管限流电路：稳压二极管（Zener二极管）是一种特殊的二极管，它可以在反向击穿时保持稳定的电压输出。

通过将稳压二极管放置在电路中，可以实现直流电流的限制。

当电流超过稳压二极管的额定值时，它开始击穿并产生一个稳定的电压输出。

通过选择适当的电阻和稳压二极管，可以实现所需的电流限制。

4.晶体管限流电路：晶体管可以用作直流电流的限制器。

晶体管的基极-发射极电压（Vbe）具有温度补偿特性，当通过晶体管的电流增加时，Vbe也会增加。

这可以用作限流器。

通过选择适当的电阻和晶体管类型，可以实现所需的电流限制。

5.整流电路：整流电路也可以用作直流电流的限制器。

整流电路的主要作用是将交流电转换为直流电。

在这个过程中，电流会受到电源和负载电阻的限制。

通过选择适当的电源电压和负载电阻，可以限制直流电流。

最后，需要注意的是，以上列举的电路只是最简单的直流限流电路之一。

在实际应用中，根据具体的需求和应用场景，可能还会设计更复杂的电路来实现更精确的电流限制。

所以在设计电路时，需要根据实际情况选择合适的限流电路。

第二章练习题一、判断题。

1、当外电路开路时，电源端电压等于零。

（×）2、短路状态下，电源内阻的压降为零。

（×）3、电阻值为R1=20Ω，R2=10Ω两个电阻串联，因电阻小对电流的阻碍作用小，故R2中通过的电流比R1中的电流大些。

（×）4、一条马路上路灯总是同时亮，同时灭，因为这些灯都是串联接入电网的。

（×）5、通常照明电路中灯开的越多，总的负载电阻就越大。

（×）6、万用表的电压、电流及电阻档的刻度都是均匀的。

（×）7、通常万用表黑表笔所对应的是内电源的正极。

（√）8、改变万用表电阻档倍率后，测量电阻之前必须进行欧姆调零。

（√）9、电路中某两点的电位都很高，则这两点间的电压也一定很高。

（×）10、电路中选择的参考点改变了，各点的电位也将改变。

（√）二、选择题。

1、在图2-29中，E=10V，R0=1Ω，要使RP获得最大功率，RP应为（ C ）。

A. 0.5ΩB. 1ΩC. 1.5ΩD. 02、在闭合电路中，负载电阻增大，则端电压将（ B ）。

A.减小B.增大C.不变D.不能确定3、将R1>R2>R3的三个电阻串联，然后接在电压为U的电源上，获得功率最大的电阻是（ A）。

A.R1 B.R2C.R3D.不能确定4、若将上题三只电阻并联后接在电压为U的电源上，获得获得功率最大的电阻是（ C ）。

A.R1 B.R2C.R3D.不能确定（5）、一个额定值为“220V.40W”的白炽灯与一个额定值为“220V.60W”的白炽灯串联接在220V的电源上，则（ A ）。

A.40W灯较亮B. 60W灯较亮C.两灯亮度相同D.不能确定（6）、两个电阻R1、R2并联，等效电阻值为（ C ）。

A.1/R1+1/R2B.R1-R2C.R1R2/（R1+R2） D. （R1+R2）/ R1R2（7）、两个阻值均为555Ω的电阻，做串联时的等效电阻与做并联时的等效电阻之比为（ C ）。

第一章 简单直流电路的根底知识【本章逻辑结构】【本章重点内容】1、电路中的主要物理量。

2、根本定律。

3、电路中的各点电位的计算。

4、简单直流电路的分析及计算。

【本章内容提要】一、电路：由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。

电路的作用是实现电能的传输和转换。

二、电流：电荷的定向移动形成电流，电路中有持续电流的条件是：1. 电路为闭合通路。

2. 电路两端存在电压，电源的作用是为电路提供持续的电压。

三、电流的大小：等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值，即：I ＝tq四、电阻：表示元件对电流呈现阻碍作用大小的物理量，在一定温度下，导体的电阻和它的长度成正比，而和它的横截面积成反比，即：R ＝ρsl式中，ρ是反映材料导电性能的物理量，称为电阻率。

此外，导体的电阻还与温度有关。

五、局部电路欧姆定律：反映电流，电压，电阻三者之间的关系，其规律为：电路分类串联电路混联电路并联电路I=RU 六、电流通过用电器时，将电能转化为其他形式的能。

转换电能的计算： W=UIt 电功率的计算： P=UI 电热的计算： Q=I 2Rt七、闭合电路的欧姆定律：闭合电路内的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻成反比，即：I=rR E式中E 代表电源电动势、R 代表外电路电阻、r 代表外电源内电阻。

电路参数的变化将使电路中的电流、电压分配关系以及功率消耗等发生改变。

八、电源的外特性：在闭合电路中，电源端电压随负载电流变化的规律，即U=E-Ir九、串联电路的根本特点：电路中各处的电流相等；电路两端的总电压等于各局部电路两端的电压之和；串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和。

十、并联电路的根本特点是：电路中各支路两端的电压相等；电路的总电流等于各支路的电流之和；并联电路的总电阻的倒数，等于各个导体的电阻的倒数之和。

十一、电阻测量：可采用欧姆表，伏安法和惠斯通电桥，要注意它们的测量方法和适用条件。

十二、电位：电路中某点的电位就是该点与零电位之间的电压〔电位差〕。

第一、二章简单直流电路[知识点]1．电路及其组成2．电路基本物理量电流、电位、电压、电动势、电阻、电能和电功率的概念3．电阻定律和电阻与温度的关系4．欧姆定律、路端电压与负载电阻的关系5．负载获得最大功率的条件6．电阻的连接分压与分流7．万用电表的基本原理和使用8．电阻的测量伏安法和惠斯通电路9．电路中各点的电位的计算[题库]一、是非题1．当电路处于通路状态时，外电路负载上的电压一定小于电源的电动势。

2．导体的长度和截面积都增大一倍，则该导体的电阻值也将增大一倍。

3．当某电阻两端的电压为10V时，它的阻值为10Ω；而当它两端的电压升至20V，则它的阻值也将升至20Ω。

4．几个电阻并联后的总电阻值一定小于其中任一个电阻的阻值。

5．在电阻分压电路中，电阻值越大，其两端的电压也就越高。

6．在电阻分流电路中，电阻值越大，通过它的电流也就越大。

7．负载获得最大功率的条件是电源的内阻很小，可忽略不计。

8．若选择不同的零电位点时，电路中各点的电位将发生变化，但任意两点间的电压却不会改变。

9．我们规定自负极通过电源内部指向正极的方向为电源电动势的方向。

10．加在用电器上的电压改变了，但它消耗的功率是不会改变的。

11．电路的路端电压与外电路电阻的关系是：随着外电路的电阻值的增加而增大；随着外电路电阻值的减小而减小。

12．110V60W的灯泡在220V的电源上能正常工作。

13．电源电动势的大小由电源本身的性质所决定，与外电路无关。

14．220V60W的灯泡在110V的电源上能正常工作。

15．用电压表测的电路端电压为零，说明外电路断路。

二选择题1．R1和R2为两个串联电阻，已知R1=4R2，若R1上消耗的功率为1W，则R2消耗的功率为A、5WB、20WC、0.25WD、400W2．R1和R2为两个并联电阻，已知R1=2R2，若R2上消耗的功率为1W，则R1消耗的功率为A、2WB、1WC、4WD、0.5W3．有一段导线的电阻为16Ω，把它对折起来作为一条导线使用，其电阻是A、4ΩB、8ΩC、16ΩD、32Ω4．有一段导线电阻是8Ω，将它拉长一倍，那么它的电阻是A、4ΩB、8ΩC、16ΩD、32Ω5．电源电动势是2V，内阻是0.1Ω，当外电路断路时，电路中的电流强度和路端电压分别是A、0，2VB、20A，2VC、20A，0D、0，06．在上题中，当外电路短路时，电路中的电流强度和路端电压分别是A、20A，2VB、20A，0C、0，0D、0，2V7．如图所示，电压表的读数为1.26V，R=1.26Ω，r=0.24Ω，则电源电动势E为A1.4VB1.5VC1.26VD1.3V8．用电压表测量电路的路端电压为零，这说明A、外电路断路B、外电路短路C、电源内阻为零D、外电路上的电流很小9．如图所示，已知R1=R2=R3=12Ω，则AB间的总电阻为A、4ΩB、18ΩC、36ΩD、0Ω10．如图所示，R为一变阻器，电源电动势为E，内阻为r，当（）时电源的输出功率最大A、R最大B、R最小C、R=rD、R=1/2r11．通过一个电阻的电流是5A，经过4分钟时间，通过这电阻的一个截面的电量是A、20CB、50CC、1200CD、2000C12．有两根同种材料的电阻丝，长度值比为1：2；横截面积之比为2：3，则它们的电阻之比是A、1：2B、2：3C、4：5D、3：413．如果在1分钟内导体中通过的电量是120C，那么该导体中的电流强度为A、2AB、1AC、20AD、120A14．一只额定功率为1W，电阻值为100Ω的电阻，允许通过的最大电流是A、100AB、1AC、0.01AD、0.1A15．有三只电阻，阻值均为R，当二只电阻并联后再与另一只电阻串联，其总电阻值为A、RB、3/2RC、2/3RD、3R16．如图所示，当电路中的R1增大时，a、b两点间的电压A、不变B、增大C、减小D、不能确定17．如图所示，电源电动势E1=E2=6V，内阻不计，R1=R2=R3=3Ω，则ab两点间的电压是A、0B、-3VC、6VD、3V18．两个相同的电阻器，并联之后的等效电阻值，与它们串联之后的等效电阻值之比是A、1：4B、4：1C、1：2D、2：1三、填空题1.由、、和组成的闭合回路叫做电路。

简单直流电路一、基础知识提要1、电路任何复杂的纯电阻电路可以归结为由四部分组成：、、和。

电路各部分的作用是：将其它形式的能转变为电能；将电能转变为其它形式的能；将电路接通或断开；将上述各部分连接起来。

2、电流（1）电荷的移动叫做电流。

电流的方向为电荷定向移动的方向。

形成电流必须具备两个条件：①要有能够自由移动的——。

在金属导体中的自由电荷是；在电解液中的自由电荷是。

②导体两端必须保持一定的（即）。

（2）电流的大小①定义式为，式中，若电荷量q的单位用C（库），时间t的单位用s（秒），则电流I的单位用A（安）。

②电流的大小可用直接测量。

3、电阻（1）电阻是表示异体对电流作用的物理量。

（2）金属导体电阻的大小是由它的、及等因素决定的。

它们之间的关系为，即在温度不变时，导体的电阻和它的成正比，而和它的成反比。

式中，ρ是一个反映材料导电性能的物理量，称为电阻率，单位用式中其它各物理量的单位为：电阻R的单位用Ω（欧），长度l的单位用m（米），横截面积S的单位用㎡（平方米）。

（3）金属导体的电阻还与有关。

如果在温度为t1时，导体的电阻为R1，在温度为t2时，导体的电阻为R2，则R2= 式中,α称为电阻的系数。

4、欧姆定律（1）部分电路欧姆定律的公式为式中，电压U的单位用V（伏），电流I的单位用A（安），电阻R的单位用Ω（欧）。

在理解和运用该定律时要注意以下几点：①R、U、E必须属于同一电路。

②不可把三个量间的因果关系与数量上的联系混为一谈。

从电流形成条件的角度来分析：导体两端存在电压是因，而导体中形成电流是果。

欧姆定律揭示了由导体两端电压决定导体中电流的规律性。

U、I之间的这种联系是因果关系。

在运用欧姆定律解决具体问题时，已知三个量中任意两个量，即可求出第三个量。

这仅仅是利用了三个量之间数量的联系。

③运用欧姆定律计算电阻时，即R＝。

这仅仅意味着利用加在电阻两端的电压和流过电阻的电流来量度电阻的大小，而绝不意味着电阻是由电压和电流的大小决定。