高二物理教案恒定电流--“欧姆定律
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物理欧姆定律教案高中一、教学目标:1. 理解欧姆定律的基本概念和表达式;2. 掌握欧姆定律的应用方法;3. 能够解决欧姆定律相关的问题。
二、教学重点:1. 欧姆定律的概念和表达式;2. 欧姆定律的应用方法。
三、教学难点:1. 欧姆定律的应用场景;2. 欧姆定律相关问题的解决方法。
四、教学准备:1. 教材《物理》课本;2. 实验器材:电流表、电压表、电阻器、导线等;3. PPT课件。
五、教学步骤:1. 导入:通过一个简单的问题引入欧姆定律的概念,如:如果一个电阻为5欧姆的电器接通220V 的电压,求通过电器的电流是多少?2. 提出问题:让学生自己思考并回答问题,引出欧姆定律的表达式I=U/R,并解释其中的含义。
3. 实验演示:进行一个简单的实验演示,使用电流表和电压表测量电流和电压,验证欧姆定律的实验结果。
4. 讲解欧姆定律的应用方法:解释欧姆定律的应用方法,包括计算电流、电压、电阻等问题的步骤和技巧。
5. 练习与讨论:让学生进行一些相关的练习,如计算电路中的电流和电压,分析电路中的电阻变化等,并进行讨论和解答疑问。
6. 总结:总结欧姆定律的重要性和应用范围,强调物理中欧姆定律的普适性,并对学生的学习成果进行评价和反馈。
七、板书设计:欧姆定律:I=U/R应用方法:计算电路中的电流、电压、电阻等问题八、教学反思:通过本节课的教学,学生能够充分理解欧姆定律的基本概念和表达式,掌握欧姆定律的应用方法,能够解决欧姆定律相关的问题。
在以后的教学中,可以通过更多的实验和示例来帮助学生进一步理解欧姆定律的原理和应用。
[高二物理复习教案(共2课时)]第十四章 恒定电流知 识 结 构重点和难点一、部分电路欧姆定律1.部分电路欧姆定律的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.公式表示为:RU I =2.欧姆定律是实验定律本定律通过探索性实验得到电流I 和电压U 之间的关系,其关系也可以用I -U 图像表示出来〔如图1〕.对于给定的金属导体,比值I U /为一恒定值,对于不同的导体,比值I U /反映对电流的阻碍作用,所以把比值I U /定义为导体的电阻R .3.几个公式的含义 公式RU I =是欧姆定律,公式IR U =习惯上也称为欧姆定律.而公式I U R =是电阻的定义式,它说明了一种量度电阻的方法,绝不可以错误地认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比〞,或认为“既然电阻是表示导体对电流的阻碍作用的物理量,所以导体中没有电流时导体就不存在电阻〞.一定要明确公式的物理意义,不能不讲条件地说量与量之间的关系.4.会应用欧姆定律分析和解决问题欧姆定律是解决电路问题的基础.用部分电路欧姆定律解决问题无非牵涉U 、I 、R 三个量之间的关系,解决问题时,第一要注意三个量之间的对应关系,这三个量一定属于同一段纯电阻电路,且这段电路中一定不含有电动势;第二要注意研究问题的过程中哪个量不变,另外两个量谁随谁变,怎么变,找不到不变量,就无法确定电路中各量如何变化.5.知道欧姆定律的适用X 围欧姆定律是在金属导电的实验基础上总结出来的,对于电解液导电也适用,但对于气体导电和半导体导电就不适用了.二、电阻定律导体的电阻是由它本身的性质决定的.金属导体的电阻由它本身的长度l 、横截面积S 、所用材料和温度决定.在温度一定时,金属导体的电阻跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比,用公式表示为:这就是电阻定律,式中ρ叫做导体的电阻率,由导体的材料决定.注意:1.物质的电阻率与温度有关,实验说明,温度越高,金属的电阻率就越大,因此,金属导体的电阻随温度的升高而增大.例如,白炽灯泡点亮时的灯丝电阻比不通电时要大很多倍,因为灯泡点亮后,灯丝温度升高,电阻率增大,电阻也随之增大.2.导体的电阻由式IU R 定义,也可以利用其测量,但并不是由U 和I 决定的,而是由电阻定律决定的,即导体本身的性质决定的.三、电功、电热、电功率1.为了更清楚地看出各概念之间区别与联系,列表如下:2.电功和电热不相等的原因由前面的表格,我们看到,只有在纯电阻电路中才有电功等于电热,而一般情况电路中电功和电热不相等.这是因为,我们使用用电器,相当多的情况是需要其提供其它形式的能量.如电动机,消耗电能是需要让其提供机械能,如果电功等于电热,即消耗的电能全部转化为电动机线圈电阻的内能,电动机就不可能转起来,就无从提供机械能了.因而一般的电路中电功一定大于电热,从而为电路提供除内能之外的其它能量.但无论什么电路,原那么上一定要有一部分电能转化为内能,因为任何电路原那么上都存在电阻. 所以电路中的能量关系为:其它E Q W +=,只有在纯电阻电路中W = Q .3.额定电压与实际电压、额定功率与实际功率额定电压指用电器正常工作时的电压,这时用电器消耗的功率为额定功率.但有时加在用电器上的电压不等于额定电压,这时用电器不能正常工作,这时加在用电器上的电压就称之为实际电压,这时用电器消耗的功率为实际功率.要注意,在一些问题中“额定〞和“实际〞往往不相等.四、闭合电路欧姆定律1.意义:描述了包括电源在内的全电路中,电流强度I 与电动势E 、全电路中内电阻r 与外电阻R 之间的关系.公式为:rR E I +=常用的表达式还有:E=IR+Ir=U+U 'U=E-Ir2.电动势与路端电压的比较:3.路端电压U 随外电阻R 变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身的性质决定的,不随外电路电阻的变化而变化,而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而变化的.rR E I +=① U=E-Ir ②当外电路断路时,E U I R =⇒→⇒∞→0当外电路短路时,00=⇒=⇒=U rE I R 路端电压随电流变化的图线〔U -I 图线〕如图2所示.由U=E-Ir 可知,图线纵轴截距等于电源电动势E ,假设坐标原点为〔0,0〕,那么横轴截距为短路电流,图线斜率的绝对值等于电源的内电阻,即r IU =∆∆. 在解决路端电压随外电阻的变化问题时,由于E 、r 不变,先由①式判断外电阻R 变化时电流I 如何变化,再由②式判断I 变化时路端电压U 如何变化,因为在①、②式中除E 和r 都还分别有两个变量,①式中是外电阻R 和电流I ,②式中是电流I 和路端电压U ,这样可以讨论一个量随另外一个量的变化.有的同学试图用公式IR U =来讨论路端电压随外电阻的变化问题,但由于当外电阻R 发生变化时电流I 也发生变化,因此无法讨论路端电压U 的变化情况.如外电阻R 增大时,电流I 减小,其乘积的变化无从判断.4. 闭合电路中的几种电功率由于在闭合电路中内、外电路中的电流都相等,因此由E=U+U '可以得到IE=IU+IU ' 或t U I IUt IEt '+=式中IEt 是电源将其它形式的能转化成的电能,IUt 是电源输出的电能,即外电路消耗的电能,t U I '是电源内电阻上消耗的电能,等于rt I 2,即内电阻上产生的热.与之相对应,IE 是电源的总功率,IU 是电源输出的电功率, U I '是内电阻上的焦耳热功率.一定要从能量转化和守恒的观点理解这几个功率的意义.五、伏安法测电阻伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律〔IU R =〕,测量电路可以有电流表外接和电流表内接两种方法,如图3甲、乙两图.由于电压表和电流表内阻的存在,两种测量电路都存在着系统误差.甲图中电流I 甲的测量值大于通过电阻R x 上的电流,因此计算出的电阻值R 甲小于电阻R x 的值.乙图中电压U 乙的测量值大于加在电阻R x 上的电压,因此计算出的电阻值R 乙大于电阻R x 的值.为了减小测量误差,可先将待测电阻R x 的粗略值与电压表和电流表的内阻值加以比较,当R x << R V 时,0≈V x R R x Vx x x V x V R R R R R R R R R ≈+=+=1甲,宜采用电流表外接法测量.当R x >> R A 时,x x A R R R R ≈+=乙,宜采用电流表内接法测量.例 题 精 选[例1]实验室用的小灯泡灯丝的I-U 特性曲线可用以下哪个图象来表示〔考虑灯丝的电阻随温度的变化而变化〕:分析:随着电压的升高,电流增大,灯丝的电功率将会增大,于是温度升高,电阻率也将随之增大,所以电阻增大,I-U 曲线的斜率减小,选A 。
精心整理全电路欧姆定律安全与法制教育:加强学生日常的安全教育,心理疏导及其食品安全教育,课间操楼道拥挤注意事项,周末及其节假日放学不要乘坐三无车辆。
一、教材分析课标分析:知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律1234512、通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法。
3、了解路端电压与电流的U-I 图像,培养学生利用图像方法分析电学问题的能力。
4、利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
(三)情感态度价值观1、通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。
2、通过实验探究,加强对学生科学素质的培养。
3、通过实际问题分析,拉近物理与生活的距离,增强学生学习物理的兴趣。
四、教学重点、难点推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行相关讨论是本节的重点,帮助学生理解电路中的能量转化关系是基础和关键。
应用闭合电路欧姆定律讨论路端电压与负载关系是本节难点。
认识闭合电路问题1:最简单的闭合电路是由哪几部分组成的?选做:从电势角度分析、推导闭合电路欧姆定律。
设计目的:使学生利用已有知识,多角度推导闭合电路欧姆定律,更加深刻地理解闭合电路欧姆定律。
七、板书设计§2-7闭合电路欧姆定律1.认识闭合电路外电路R沿电流方向电势降落内电路r沿电流方向电势“升中有降”2.闭合电路中的能量转化3.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路中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:rREI+=(3)适用条件:纯电阻电路4.路端电压与负载的关系R增大时,I减小,U路增大R减小时,I增大,U路减小当外电阻R减小时,数据记录rrR E Ir E U +-=-=路5.U-I 图像(1)外电路断开 U 路=E (测电源电动势) (2)外电路短路rE I =短(易烧坏电源)(3)E 影响图像的纵轴截距(4)r 影响图像的斜率大小短I E r =6.例题一种测电源电动势和内阻的方法八、课后反思本节课在“和谐高效、思维对话”的理念下展开,旨在以“问题引领”形式,启发学生思维、发动集体力量,克服学习困难。
欧姆定律教案一、教学目标1、知识与技能目标理解欧姆定律的内容和表达式,知道电阻的单位及换算。
会用欧姆定律进行简单的计算。
能根据欧姆定律及电路特点,得出串、并联电路中电阻的关系。
2、过程与方法目标通过实验探究电流、电压和电阻的关系,经历科学探究的过程,学习研究物理问题的方法。
培养学生的观察能力、实验能力和分析概括能力。
3、情感态度与价值观目标激发学生对物理知识的学习兴趣,培养学生实事求是的科学态度和勇于探索的精神。
让学生体会物理知识与生活实际的紧密联系,提高学生将物理知识应用于生活实际的意识。
二、教学重难点1、教学重点理解欧姆定律的内容和表达式。
会用欧姆定律进行简单的计算。
2、教学难点探究电流、电压和电阻的关系的实验设计和数据分析。
理解欧姆定律的适用条件。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法、练习法四、教学过程1、导入新课展示一些生活中常见的电路,如手电筒、台灯、电视机等,引导学生思考这些电路中的电流大小是由什么因素决定的。
提出问题:在同一电路中,改变电源电压或更换不同的电阻,电流会发生怎样的变化?电流、电压和电阻之间存在着怎样的关系?2、新课讲授实验探究:电流与电压、电阻的关系提出猜想:引导学生根据已有的知识和生活经验,对电流与电压、电阻的关系进行猜想。
设计实验:介绍实验器材(电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关、导线等),设计实验电路图,确定实验步骤。
进行实验:学生分组实验,分别探究电流与电压的关系和电流与电阻的关系,记录实验数据。
分析数据:引导学生分析实验数据,得出结论。
欧姆定律内容: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。
表达式:I = U / R (其中 I 表示电流,单位是安培(A);U 表示电压,单位是伏特(V);R 表示电阻,单位是欧姆(Ω))强调欧姆定律的适用条件:同一导体,同一时刻。
3、欧姆定律的应用简单计算:通过例题讲解,让学生学会运用欧姆定律计算电流、电压和电阻。
高中物理《闭合电路的欧姆定律》教案设计一、教学目标1. 让学生理解闭合电路的概念,了解欧姆定律的定义和意义。
2. 让学生掌握欧姆定律的数学表达式,并能进行相关的计算。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 闭合电路的概念介绍。
2. 欧姆定律的定义和数学表达式。
3. 欧姆定律的应用和计算。
三、教学重点与难点1. 重点:欧姆定律的数学表达式和应用。
2. 难点:闭合电路的概念和欧姆定律的实际应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生通过观察和实验发现欧姆定律。
2. 使用多媒体教学辅助工具,展示实验过程和结果,帮助学生形象理解。
3. 组织学生进行小组讨论和问题解答,培养学生的合作和思考能力。
五、教学过程1. 引入:通过电路实验,引导学生观察电流和电压的关系,激发学生对闭合电路和欧姆定律的兴趣。
2. 讲解:介绍闭合电路的概念,讲解欧姆定律的定义和数学表达式,解释其物理意义。
3. 实践:学生进行电路实验,测量电流和电压值,验证欧姆定律。
4. 应用:引导学生运用欧姆定律解决实际问题,如电流的计算、电阻的测量等。
5. 总结:对本节课的内容进行总结,强调闭合电路和欧姆定律的重要性和应用。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对闭合电路概念和欧姆定律的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在电路实验中的操作技能和对实验结果的分析能力。
3. 课后作业:布置相关计算题和应用题,检验学生对欧姆定律的应用能力。
七、教学拓展1. 介绍欧姆定律在现代科技领域中的应用,如电路设计、手机电池等。
2. 探讨欧姆定律的局限性,如在非线性电路中的适用性问题。
八、教学资源1. 多媒体课件:展示实验过程、电路图和计算实例。
2. 实验器材:电路实验所需的器材,如电阻、电压表、电流表等。
3. 参考资料:提供相关学术论文或书籍,供有兴趣深入了解的学生参考。
九、教学建议1. 鼓励学生在课堂上积极提问,培养学生的质疑精神。
欧姆定律-教学设计-教案教案章节:第一章至第五章第一章:引言教学目标:1. 让学生了解欧姆定律的概念和重要性。
2. 引导学生理解电流、电压和电阻之间的关系。
教学内容:1. 介绍欧姆定律的定义和表达式。
2. 解释电流、电压和电阻的概念。
3. 探讨电流、电压和电阻之间的关系。
教学活动:1. 引入电流、电压和电阻的概念,引导学生思考它们之间的关系。
2. 通过示例和实验,展示电流、电压和电阻的测量方法。
第二章:电流的测量教学目标:1. 让学生掌握电流的测量方法。
2. 培养学生进行实验操作的能力。
教学内容:1. 介绍电流表的使用方法和注意事项。
2. 演示如何使用电流表测量电流。
3. 分析实验数据,计算电流的大小。
教学活动:1. 讲解电流表的使用方法和注意事项。
2. 示范如何使用电流表测量电流。
3. 学生分组进行实验,测量不同电路中的电流。
第三章:电压的测量教学目标:1. 让学生掌握电压的测量方法。
2. 培养学生进行实验操作的能力。
教学内容:1. 介绍电压表的使用方法和注意事项。
2. 演示如何使用电压表测量电压。
3. 分析实验数据,计算电压的大小。
教学活动:1. 讲解电压表的使用方法和注意事项。
2. 示范如何使用电压表测量电压。
3. 学生分组进行实验,测量不同电路中的电压。
第四章:电阻的测量教学目标:1. 让学生掌握电阻的测量方法。
2. 培养学生进行实验操作的能力。
教学内容:1. 介绍电阻表的使用方法和注意事项。
2. 演示如何使用电阻表测量电阻。
3. 分析实验数据,计算电阻的大小。
教学活动:1. 讲解电阻表的使用方法和注意事项。
2. 示范如何使用电阻表测量电阻。
3. 学生分组进行实验,测量不同电路中的电阻。
第五章:欧姆定律的应用教学目标:1. 让学生掌握欧姆定律的应用方法。
2. 培养学生解决实际问题的能力。
教学内容:1. 介绍欧姆定律在实际中的应用。
2. 分析实际问题,应用欧姆定律解决问题。
教学活动:1. 讲解欧姆定律在实际中的应用。
《欧姆定律》教案共3篇《欧姆定律》教案1一、教学目标:1.了解欧姆定律的定义和意义。
2.掌握欧姆定律的公式和计算方法。
3.理解欧姆定律的应用。
二、教学准备:1.黑板、粉笔或投影仪等教学设备。
2.演示电路板及电源、电阻、电流表等实验器材。
3.对欧姆定律及其应用有一定了解的教师。
三、教学过程:1.导入通过投影仪或黑板,展示电路板,引入电学知识,简单介绍一下欧姆定律。
2.概念解释教师给学生讲授欧姆定律的定义和简单概念。
这时,让学生听和看课件,看一些图片和动画,使得学生能了解欧姆定律的概念。
3.公式的导出教师对学生讲解欧姆定律的推导过程,可以先从伏特定律讲到有阻性导体时的伏安定律,然后,根据伏安定律介绍欧姆定律的公式。
老师一遍讲解,学生可以自己提问。
教师适当引领学生思考,引导顺着问题的思路寻找答案。
这样能通过互动让学生更好地理解公式。
4.公式展示教师让学生板书欧姆定律公式,向学生讲解公式的各个参数含义,每个学生都要亲自写一遍公式。
教师让学生发现电阻、电压和电流之间的数学关系,以明确公式的理论基础。
5.实例演练经过以上的引导后,教师开始引入实例演练环节,先从实例找到问题,再由问题引发学习。
教师在黑板上列举几个例子。
引领学生思考,帮助学生用欧姆定律公式解决电路中的电阻、电压、电流问题。
6.课堂实验在实际进行实验操作之前,教师应该介绍实验仪器和实验步骤。
让学生清楚地了解电路分析所需的工具,以及如何使用它们。
教师可以向学生演示一些基本电路,如并联电路、串联电路和使用电阻进行实验的电路。
学生可以通过观察和触摸实验仪器,进一步了解欧姆定律。
7.问题解答不同的学生会有不同的问题和疑惑,教师针对这些问题,逐一解答,使学生理解欧姆定律,搞清楚如何计算电流和电压,学生还应该知道电路中任何元件的电阻的应用。
8.总结在将本课内容掌握之前,最后提醒一下学生,应该掌握欧姆定律中的每一个参数以及整套体系的运行方式。
因此,提供数据,计算物理量,设想答案,加深对欧姆定律的理解,同时也更好地应用这一理论。
高二物理 恒定电流【教学结构】一、欧姆定律:R U I =,必须注意:U 为加在电阻两端的电压。
I 为流过电阻中的电流强度。
电压:就是导体两端的电势差,在导体中存在电场,在电场作用下电荷定向移动形成电流。
电压单位:伏特(V )U=10V ,表示导体中通过1库仓电量电场力要做10焦的功,即电流要做10焦的功。
电流强度:表示电流强弱的物理量。
定义为tq I =,即单位时间通过导体横截面电量单位:安培A ,毫安mA ,微安A μ。
电阻:导体对电流阻碍作用,单位 欧姆Ω,千欧K Ω,兆欧M Ω,1M Ω=106Ω二、电阻定律:sl ρR =,在温度不变时,导线电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比。
电阻率:ρ表示材料导电性能的物理量。
单位Ωm ,实用单位Ω(mm)2/m ,金属材料电阻率随温度计高而增大。
温度降低到绝对零度材料电阻率降低到零,这种现象称超导现象。
一般情况下,不考虑温度对电阻影响,一定要认真审题按题意处理温度对电阻影响。
三、电功,电功率W=UIt ,电流通过用电器做功,把电能化为其它形式的能,对于纯电阻电路,RU I =,t R U W 2=,W=I 2Rt ,电流通过导产生的热量Q =I 2Rt ,称为焦耳定律。
电路中包含电动机,电解槽等用电器时,即非纯电阻电路,W ≠I 2Rt ,t RU W 2≠。
电路中电功不等于电热,电能还转化为其它形式能。
四、串、并联电路1. 串联电路的基本特点,如图2所示,(1)I =I 1=I 2,(2)R =R 1+R 2,(3)U =U 1+U 2,(4)2121R R U U =,(5)2121R R P P = 2.并联电路的基本特点:如图3所示,(1)I =I 1+I 2,(2)21R 1R 1R 1+=,(3)U=U 1=U 2, (4)1221R R I I =,(5)1221R R P P =,应注意:并联电阻的总值小于任意一个电阻,并联电阻越多总电阻越小,但不是并联电阻越大总电阻越小,两个电阻并联,其中一个电阻增大,并联总电阻应是增大而不是减小。
恒定电流·电动势·欧姆定律一、教学目标1.在物理知识方面的要求:(1)理解电流的概念和定义式,并能进行有关的计算;(2)理解、掌握电动势的概念;(3)理解电阻的定义式,掌握欧姆定律并能熟练地解决有关的电路问题,知道导体的伏安特性。
2.在物理方法上的要求:(1)初步培养从能量和能量转化的观点分析物理问题的方法;(2)掌握科学研究中的常用方法——控制变量法,培养学生依据实验,分析、归纳物理规律的能力。
二、重点、难点分析(1)重点理解电动势、欧姆定律的内容以及其表达式、变换式的意义;(2)难点是电动势,运用数学方法处理实验数据,建立和理解欧姆定律。
三、教学过程设计(一)复习提问在电场中(以匀强电场为例),一检验电荷从静止开始,只在电场力作用下,将如何运动?在运动过程中,什么力做功,能量如何转化?欲使检验电荷逆着所受电场力的方向运动,需要什么条件?在运动过程中,什么力做功?能量如何转化?目的:为引入非静电力做功和电动势的概念做铺垫。
(二)引入新课有两个导体A和B,其电势分别为U A和U B,若U A>U B,当用一导线将A、B两导体相连接时,有什么现象发生?为保持导线上有持续不断的恒定电流,应采取什么措施?产生恒定电流的条件是:(1)有可以自由移动的电荷;(2)在导体两端有恒定的电势差。
下面我们就是要研究如何维持导体两端有恒定的电势差。
(三)主要教学过程1.电源在上述过程中,电场力做负功,电势能增加,是其他形式的能量转化为电能的过程。
也就是说一定是某种力克服电场力做正功,这种力一定不是静电场中的电场力,我们将这种力称为非静电力。
我们将具有这种性质的装置叫做电源。
电源中的非静电力可以将正电荷从电源的负极(低电势处)移向电源的正极(高电势处),维持电源两极间有恒定的电势差。
从能量转化的角度说,由于有非静电力做功,其他形式的能量转化为电能。
电源的作用:保持导体两端的电压,使导体中有持续的电流。
欧姆定律一、基础知识电阻的阻值增大时,电路的总电阻增大,反之则减小。
3、电路简化原则和方法①原则:a 、无电流的支路除去;b 、电势相等的各点合并;c 、理想导线可任意长短;d 、理想电流表电阻为零,理想电压表电阻为无穷大;e 、电压稳定时电容器可认为断路 ②方法:a 、电流分支法:先将各节点用字母标上,判定各支路元件的电流方向(若无电流可假设在总电路两端加上电压后判定),按电流流向,自左向右将各元件,结点,分支逐一画出,加工整理即可;b 、等势点排列法:标出节点字母,判断出各结点电势的高低(电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压),将各节点按电势高低自左向右排列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可。
注意以上两种方法应结合使用。
4、滑动变阻器的几种连接方式a 、限流连接:如图,变阻器与负载元件串联,电路中总电压为U ,此时负载Rx 的电压调节范围红为U R R URpx x~+,其中Rp 起分压作用,一般称为限流电阻,滑线变阻器的连接称为限流连接。
b 、分压连接:如图,变阻器一部分与负载并联,当滑片滑动时,两部分电阻丝的长度发生变化,对应电阻也发生变化,根据串联电阻的分压原理,其中U AP=U R R R PBAP AP + ,当滑片P 自A 端向B 端滑动时,负载上的电压范围为0~U ,显然比限流时调节范围大,R 起分压作用,滑动变阻器称为分压器,此连接方式为分压连接。
一般说来,当滑动变阻器的阻值范围比用电器的电阻小得多时,做分压器使用好;反之做限流器使用好。
5、含电容器的电路:分析此问题的关键是找出稳定后,电容器两端的电压。
6、电路故障分析:电路不能正常工作,就是发生了故障,要求掌握断路、短路造成的故障分析。
二、典型例题 例1:简化下列电路。
R分析与解答:1、对图a ,用电流分支法:第一支线,以A 经电阻R1到B (原则上以最简便直观的支路为第一支线)第二支线,以A 经电阻R2到C 到B第三支线,以A 经电阻R3到D 再经R4到B以上三支线并联,且CD 间接有K ,简化如甲所示。
2、对图a ,用等势点排列法: 设A 点电势高B 点低,由A 点开始,与A 点等势的点没有,由此向下到C 点,E 点与C 点电势相等,再向下到D 点,F 、B 点与D 点电势相等,其关系依次如图乙所示。
例2:两个定值电阻R1 、R2 串联后接在输出电压U恒定的12V 的直流电源上,有人把一个内阻不是远远大于R1 、R2 的电压表接在R1 的两端(如图),电压表的示数为8V ,如果把此电压表接在R2 的两端,则电压表的示数将:A.小于4V ; B.等于4V ; C.大于4V 而小于8V ; D.等于或大于8V 。
分析与解答:当Rv 与R1并联时,U R1=8V ,U R2=4V ,这时111R R R R R V V 〈+∙,R1在干路上,当Rv 与R2并联时,在总电压一定的情况下,R1在干路上将分得大于8V 的电压,而222R R R R R V V 〈+∙,R V 与R2并联分压值,亦即电压表示数将小于4V ,故选A 。
例3:如图,E=10V ,R 1=4Ω,R 2=6Ω,C=30μF ,电池内阻可不计,(1)、闭合开关K ,求稳定后通过R1的电流;(2)、然后将开关K 断开,求这以后流过R1的总电量。
分析与解答:电容器稳定后相当于断路,则(1)、I1=I 总=E/(R 1+R 2)=1A (2)、断开K 前,电容器相当于和R 2并联,电压为I 1R 2,电量为q 1=CI 1R 2断开K 稳定后,总电流为零,电容器上电压为E ,电量为q 2=CE ∴Δq=q 2-q 1=C(E- I 1R 2)=1.2×10-4C图a图bA图乙例4:如图,当K 闭合后显示电路不通,如何利用电压表检查断路所在(假定电路中只有一处断路)?分析与解答:用电压表检查电源有无输出,若有,则电源政党,只需把电压表逐段并联在电路上,如ab 、bc 、cd 、de 、ef 、fg ,如果哪一段电路并联时电压表有示数,则说明哪一段断路。
也就是说,如果电路中只有一处断路,那么整个电路的电势差全部降落在断路两端,其它各段电路没有电压降落,在此情况下,电路中的电阻相当于一根导线,没有电压降落。
三、课堂训练1、有三个阻值和额定功率都相等的电阻,串联使用时,所能承受的总的最大功率为9W 。
现把其中两个并联,再与第三个串联,它们所能承的总的最大功率为 W 。
2、如图所示的电路中,各电阻的阻值已标出。
当输入电压U AB =110V 时,输出电压U CD= V 。
3、用伏特表测灯泡电阻时,若将安培表和伏特表的位置接成如图所示电路,可能出现的情况是A.安培表烧坏 B.伏特表读数为零 C.灯泡不亮D.灯泡烧坏。
4、如图所示,a 、b 、c 、d 是滑线变阻器的4个接线柱,现把此变阻器串联接入电路中,并要求滑片p 向接线柱c 移动时,电路中的电流减小,则接入电路的接线柱可能是A.a 和b B.a 和cC.b 和c D.b 和d5、如图所示的电路中,R1=2R2 ,电路两端电压恒定,当K断开时,电流表读数为0.5A ,电压表的示数为4V ,则当K闭合时,电流表和电压表的示数分别为:A.1.5A 、12V ;B.0.75A 、4V ;C.1.5A 、0V ; D.0A 、12V 。
6、关于远距离输电,下面说法正确的是A .在输电功率一定的条件下,根据P=U 2/R 可知,导线上损失的电功率与输电电压的平方成正比,与输电线电阻成反比B .在输电功率一定的条件下,根据P=I 2R 可知,导线上损失的电功率与输电电流的平方成正比,与输电线电阻成正比C .在输电功率一定和输电线选定的的条件下,导线上损失的电功率与输电电压的平方成反比D .在输电功率和电压一定的条件下,导线上损失的电功率与输电线的直径的平方成正比。
四、课后巩固1、如图所示的电路中,三个电阻的阻值相等,电流表A 1、A 2和A 3的内阻均可忽略,它们的读数分别为I 1、I 2和I 3,则I 1∶I 2∶I 3= ∶ ∶ 。
2、如图所示的电路中,电阻R 1、R 2、R 3的阻值都是1Ω,R 4、R 5的阻值都是0.5Ω,ab 端输入电压U=5V 。
当c 、d 端接安培计时,其示数是 A ;当c 、d 端接伏特计时,其示数是 V 。
3、如图,电灯L 1 和L2 都不亮,用电阻很大的伏特表测得UAB =U,UAC =0,UCD =0,UBD =U,则此电路中发生故障的元件是A.灯L1 断路 B.灯L2 断路C.变阻器断路 D.电源短路。
4、如图所示,在接通电路后,电阻R1 上每通过1C 的电量放出2J 的热量,而在电阻R2 上每通过1C 的电量放出4J 的热量,电阻R1 和R3 上消耗的电功率相等,则电阻R1 、R2 、R3 的电阻值之比为:A.1∶2∶1 B.1∶2∶2 C.1∶4∶4 D.2∶1∶15、现有电灯L 1(3V 、3W )和电灯L 2(3V 、6W )两只及一个可变电阻R (0→10Ω ,5A ),接在电压恒为6V 的电路中,要求两只灯都正常发光,并且电路消耗功率最小,则应该用图中那个电路6、把6个相同小灯接成图中A 、B 两种电路,调节变阻器R 1与R 2,使灯泡均能正常发光,这时R 1与R 2消耗的电功率分别为P11 2和P 2,则P 1和P 2的大小关系为A .P 1>3P 2B .P 2>3P 1C .P 1=3P 2D .P 2=3P 1。
7、如图所示的电路中,各电阻的阻值已标出。
当输入电压U AB =110V 时,输出电压U CD = V 。
8、仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路中的电流,一个作粗调,一个作细调,这两个变阻器可以按下图所示方法串联或并联起来,再接入电路,已知R 1阻值较大,R 2阻值较小,则:A 、(a )图中R 1作粗调用B 、(b )图中R 2作粗调用C 、(a )图中R 1作细调用D 、(b )图中R 2作细调用9、如图所示,AB 、CD 为两根平行的相同的均匀电阻丝,EF 为另一根电阻丝,其电阻为R ,它可以在AB 、CD 上滑动并保持与AB 垂直,EF 与AB 、CD 接触良好.图中电压表为理想电压表.电池的电动势和内阻都不变.B 、D 与电池两极连接的导线的电阻可忽略.当EF 处于图中位置时,电压表的读数为V U 0.41=.已知将EF 由图中位置向左移动一段距离L ∆后,电压表的读数变为V U 0.32=.若将EF 由图中位置向右移动一段距离L ∆,电压表的读数3U 是多少?10.如图所示,a 、b 两端接到电压恒定的电源上,如果c 、d 两端接一个理想伏特表,其示数为60V ;如果改接一理想安培表,其示数为3A ;如果在c 、d 之间接一个电阻R 3,则三个电阻R 1、R 2、R 3消耗的电功率相等。
求:电阻R 1、R 2、R 3的阻值及a 、b 间电压U 为多少?11、如图,在串联电路中,保持ab 两端的电压V不变,当增大R1的阻值时,讨论∶ (1) R1 和R2 上的电压U1 和U2 各怎样变化。
(2) R1 和R2 上消耗的功率P1 和P2 各怎样变化。
(3) 串联电路上消耗的总功率怎样变化。
12、如图甲所示,是在环境温度为10℃左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。
箱内电阻R 1=20k Ω,R 2=10k Ω,R 3=40k Ω,R 4为热敏电阻,其阻值随温度变化的图线如图乙所示。
当电压鉴别器两接入点a 、b 的电势φa <φb 时,鉴别器将自动使电键K 接通,使恒温箱内的电热丝发热,从而使箱内温度升高;当φa >φb 时,鉴别器将使K 断开,停止加热。
求:⑴根据以上说明,判定该恒温箱内的温度将保持在多少摄氏度?⑵若想使恒温箱内的温度保持在30℃,在保持R 1 、R 2不变的情况下,应该把R 3更换成阻值多大的定值电阻?课堂训练参考答案:1、4.52、13、C4、CD5、D6、BC课后巩固参考答案:1、3:2:22、1,5/33、B4、C5、C6、B7、30V8、AB9、6.0V 10、25Ω,100Ω,100Ω,75V 11、○1电压U 1增加,电压U 2减小;○2R 1≥R 2时,R 1增大,P 1减小,P 2减小;R 1<R 2时,R 1增大,P 1增在,P 2减小;○3总功率减小 12、⑴37℃ ⑵R 3 =50k Ω℃图乙3 4 图甲。