第三章 直流电路

第三章直流电路3.1闭合电路欧姆定律填空题1、闭合电路由两部分组成，一部分是电路，另一部分是电路。

外电路上的电阻称为电阻，内电路上的电阻称为电阻。

2、负载上的电压等于电源的电压，也等于电源的电动势减去电源的内压降，即U=E-Ir。

选择题1、用万用表测得全电路中的端电压为0，这说明（）A外电路断路 B外电路短路 C外电路上电流比较小 D电源内阻为零2、用电压表测得电源端电压为电源的电动势E，这说明（）A 外电路断路B 外电路短路C 电源内阻为零D无法判断3、电源电动势为2V，内电阻是0.1Ω，当外电路断路时电路中的电流和端电压分别为（）A、0A，2VB、20A，2VC、20A ，0VD、0V ，0V4、在闭合电路中，负载电阻减少，则端电压将（）。

A、增大B、减小C、不变D、不能确定5、一直流电源，开路时测得其端电压为6V，短路时测得其短路电流为30A，则该电源的电动势E和内阻r分别为（）。

A、6V，0.5ΩB、16V，0.2ΩC、6V，0.2Ω判断题1、全电路中，在开路状态下，开路电流为零，电源的端电压也为零。

（）2、短路电流很大，要禁止短路现象。

（）3、短路状态下，电源内阻的压降为零。

（）4、当外电路开路时，电源的端电压等于零（）计算题1、如图所示，电源电动势E=4.5V，内阻r=0.5Ω，外接负载R=4Ω，则电路中的电流I=? 电源的端电压U=?电路的内压降U=?2．如下图，已知电源电动势E=110V，r=1Ω，负载R=10Ω,求：（1）电路电流；（2）电源端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。

3．如下图所示，已知E=5V，r=1Ω，R1=14Ω，R2=20Ω，R3=5Ω。

求该电路电流大小应为多少？R2两端的电压是多少？4.如图所示电路中，已知E=12V，r=1Ω，负载R=99Ω。

求开关分别打在1、2、3位置时电压表和电流表的读数5、如图所示，E=220V，负载电阻R为219Ω，电源内阻r为1Ω，试求：负载电阻消耗的功率P负、电源内阻消耗功率P内及电源提供的功率P。

专题四 直流电路的分析和计算高考展望直流电路的分析和计算，在历年的高考中考查频率较高，几乎每年都有考题涉及.常考知识点有电阻串(并)联规律\,部分电路欧姆定律\,闭合电路欧姆定律\,温度对电阻率的影响\,电路的动态过程分析及故障判断等.因为直流电路应用广泛,涉及的物理规律较多,容易和实际结合考查学生综合分析问题的能力,所以在今后的高考中,本专题知识仍是一个重要的考查点.对本专题知识的复习,应在熟记串(并)联规律\,部分电路和闭合电路欧姆定律及适用条件的基础上,熟练掌握直流电路问题分析的思路和方法.主干知识1.理想的电流表(内阻不计),可直接用导线代替;理想的电压表(内阻视为无穷大)可直接去掉;对导线,由于其两端电势差为零,可将导线连接的两点视为一点而合在一起. 对非理想的电流、电压表则应将其当作有一定电阻的特殊用电器(其特殊之处就是可以显示其中的电流或两端电压).2.部分电路欧姆定律I=R U 和闭合电路欧姆定律I=rR E +都只适用于纯电阻电路. 电功率公式P=UI 、电功公式W=UIt 、焦耳定律公式Q=I 2Rt 是普遍适用于各种性质电路的,而其根据部分电路欧姆定律推导出的一些变形式如:P=I 2R=R U 2、W=I 2Rt=R U 2t 、Q=R U 2t=UIt 等,则只适用于纯电阻电路. 只有在纯电阻电路中,电功和电热的值才是相等的,而在非纯电阻电路中总有W ＞Q.3.分析电路问题的一般思路是:先由部分电路电阻的变化推断外电路总电阻的变化,再由闭合电路欧姆定律I=rR E +讨论干路中电流的变化,然后再根据具体情况灵活选用公式确定各元件上其他物理量的变化情况.4.电路故障的判断：断路的表现是电路的端电压不为零而电流为零.具体判断方法是用电压表测量电路中某两点间电压,若电压不为零,则说明这两点与电源的连接完好,断路点就在该两点之间.而短路的表现是电流不为零而电压为零,用电压表亦不难判断出来.5.对于含有电容器的直流电路,由于电容器的两极是相互绝缘的,因此在电路稳定的情况下,含有电容器的支路中是无电流的,在分析其他电阻或用电器连接关系时,可将含有电容的支路直接去掉；另一方面,在电路未达到稳定状态之前,电容器相当于一个阻值变化的电阻而不能当开路处理.6.直流电路的工作过程,实际上就是一个能量的转化过程.由能的转化和守恒定律得:P 源=P ′+P,即EI=I 2r+I 2R,所以 I=rR E +. 7.直流电路部分涉及的物理图象（1）伏安特性曲线反映用电器的电压与通过用电器的电流之间的关系，对于纯电阻，可以根据图线上一点与原点的连线的斜率判断该电压或电流对应的导体的阻值.图3-4-3（2）电源的端电压—电流图线数学表达式U=E-Ir,该图线为一倾斜的直线，如图3-4-5所示图3-4-5U 0为电流为零时的端电压，即电源的电动势；I 0为输出电压为零时的短路电流，直线的斜率IU ∆∆=r 为电源内阻.典题链接【试题1】 在如图3-4-1所示的电路中,R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻,R 3为可变电阻,电源的电动势为E 、内阻为r.设电流表A 的读数为I,电压表V 的读数为U,当R 5滑动触点向图中a 端移动时( )图3-4-1A.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 变小解析:R 5的滑动触点向a 端滑动时,R 5被接入电路的电阻减小,因而电路总电阻R 减小.由闭合电路欧姆定律I=rR E +知干路总电流I 增大,路端电压U=(E-Ir)减小.图中电压表测的就是路端电压,所以其示数应减小.另外,由于总电流I 增大,导致R 1、R 3两端电压增大,而总的路端电压U 是减小的,所以R 2、R 4串联后与R 5并联部分的电压U 并=(U-U 1-U 3) 减小,因此流过R 2、R 4所在支路的电流减小.即电流表A 的示数减小.综上讨论知选项D 正确.答案:D小结:讨论此类电路的动态变化问题,首先要弄清楚电路结构:各电阻、用电器、电表等是如何连接在电路中的,各电表测的是哪一物理量等；其次是要弄清楚当电路某一部分变化时,其他部分电阻及总电路的各个参量如何变化；第三是掌握分析问题的一般思路——先部分,后整体,再部分,并灵活地选用恰当的公式进行讨论.对于由部分电路电阻的变化推知电路总电阻的变化,其理论根据主要是两电阻的并联阻值和各电阻的阻值变化关系:由R 并=2121R R R R + =1221R R R +=2111R R R +可以看出，当任一支路电阻变大或变小时，并联阻值也相应地变大或变小.其他部分电路无论和上面的R 并串联还是并联,总电阻都是相应地变大或变小的.【试题2】（2004年江苏，14）如图3-4-2所示的电路中,电源电动势E=6.00 V,其内阻可忽略不计.电阻的阻值分别为R 1=2.4 k Ω、R 2=4.8 k Ω,电容器的电容C=4.7 μF.闭合开关S,待电流稳定后,用电压表测R 1两端的电压,其稳定值为1.50 V.(1)该电压表的内阻为多大?(2)由于电压表的接入,电容器的带电荷量变化了多少?图3-4-2解析:（1）设电压表的内阻为R V ，测得R 1两端的电压为U 1，R 1与R V 并联后的总电阻为R ，则有R 1=11R +21R ① 由串联电路的特征2R R =11U E U -② 联立①②得R V =1211121)(U R R E R U R R +- 代入数据，得R V =4.8 k Ω.（2）电压表接入前，电容器上的电压U c 等于电阻R 2上的电压，R 1两端的电压为U R1 则1R C U U =12R R 又E=U c +U R1接入电压表后，电容器上的电压为U c ′=E-U 1由于电压表的接入，电容器带电荷量增加了ΔQ=C （U c ′-U c ）由以上各式解得ΔQ=C （1211U R R E R -+）代入数据，可得ΔQ=2.35×10-6C.答案:（1）4.8 k Ω (2)2.35×10-6C小结:(1)直流电路中的电容器,在稳定情况下,其两端电压即等于与之并联的电阻两端的电压.(2)直流电路中的非理想电表,其作用相当于一个普通电阻,唯一不同之处是可以显示其中的电流或其两端电压值,在具体的计算过程中,同一般电阻的计算方法完全相同.【试题3】 微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3 V 电压时,通过的电流为0.3A,此时电动机不转;当加在电动机两端的电压为2.0 V 时,电流为0.8 A,这时电动机正常工作.则吸尘器的效率为多少?解析:电动机正常工作时,主要将电能转化为机械能,为非纯电阻元件,其中电流和两端电压关系不遵守部分电路欧姆定律,但当其不转时,并无机械能输出,此时可视为纯电阻,利用部分电路欧姆定律可求其内电阻,再结合题设条件和电动机输入功率\,内阻消耗功率及效率的意义,可给出解答.电动机内电阻r=11I U = 3.03.0Ω=1Ω,电动机正常工作时消耗的电功率P=U 2I 2=0.8×2.0 W=1.6 W,内阻消耗热功率P a =I 22r=0.82×1 W=0.64 W,所以电动机的效率η=PP P a -=6.146.06.1-×100%=60% . 答案:60%小结:对于非纯电阻用电器,一定要弄清楚其中的能量转化关系,准确地选择适用公式.【试题4】如图3-4-4所示的电路中，R 1＝３Ω，Ｒ2＝９Ω，Ｒ3＝６Ω，电源电动势E ＝2４Ｖ，内阻不计.当开关Ｓ1、Ｓ2均开启和均闭合时，灯泡L 都同样正常发光.(1)写出两种情况下流经灯泡的电流方向：①S 1、Ｓ2均开启时;②S 1、Ｓ2均闭合时.(2)求灯泡正常发光时的电阻R 和电压U.图3-4-4解析:(1)Ｓ1、Ｓ2均开启时，电路由电阻Ｒ1、灯泡L 、电阻R ２与电源E 串联组成，此种情况下，流经灯泡L 的电流方向由b →a ;Ｓ1、Ｓ2均闭合时，a 点电势高于b 点，流经灯泡L 的电流方向由a →b .(2)Ｓ1、Ｓ2均开启时流过灯泡的电流为Ｉ1＝RR R 21++E Ｓ1、Ｓ2均闭合时流过灯泡的电流为Ｉ2＝311R R R R R E ++∙·11R R R + 同样正常发光，应有Ｉ1＝Ｉ2,即R R R E ++21=311R R R R R R ++∙·1R R R + 解得R=3321)(1R R R R R -+=Ω-+⨯6)693(3=3 Ω U=RR R E ++21·R=93324++⨯3V=4.8 V. 答案:（1）I 1=321R R R E ++ Ｉ2＝311R R R R R E ++∙∙11R R R + （2）4.8 V 小结:灯泡两次均同样正常发光，是指两次通过灯泡的电流相等或两次灯泡两端的电压相等.抓住这一关键,分别计算两次的电流或电压值,列方程求解即可.。

第三章复杂直流电路[知识点]1．支路节点回路网孔的概念2．基尔霍夫定律3．支路电流法4．叠加定理5．戴维南定理6．两种电源模型及等效变换[题库]一、是非题1．基尔霍夫电流定律是指沿任意回路绕行一周，各段电压的代数和一定等于零。

2 ．任意的闭合电路都是回路。

3 ．理想电压源和理想的电流源是可以进行等效变换的。

4 ．电压源和电流源等效变换前后电源内部是不等效的。

5 ．电压源和电流源等效变换前后电源外部是不等效的。

6．在支路电流法中用基尔霍夫电流定律列节点电流方程时。

若电路有m个节点，那么一定要列出m个方程来。

7 ．回路电流和支路电流是同一电流。

8．在电路中任意一个节点上，流入节点的电流之和，一定等于流出该节点的电流之和。

9．在计算有源二端网络的等效电阻时，网络内电源的电动势可去掉，电源的内阻也可不考虑。

10 ．由若干个电阻组成的无源二端网络，一定可以把它等效成一个电阻。

11 ．任意一个有源二端网络都可以用一个电压源来等效替代。

12．用支路电流法求解各支路电流时，若电路有 n条支路，则需要列出n-1个方程式来联立求解。

13 ．电路中的电压、电流和功率的计算都可以应用叠加定理。

14．如果网络具有两个引出端与外电路相连，不管其内部结构如何，这样的网络就叫做二端网络。

15 ．在任一电路的任一节点上，电流的代数和永远等于零。

二、选择题1．某电路有3个节点和7条支路，采用支路电流法求解各支路电流时，应列出电流方程和电压方程的个数分别为A 、3， 4B 、4， 3C 、2， 5D 、4， 72．如图所示，可调变阻器 R获得最大功率的条件是A、1.2ΩB、2ΩC 、3 ΩD、5Ω3．实验测得某有源二端线性网络的开路电压为 6V，短路电流为2A，当外接电阻为3Ω，其端电压为A 、2VB 、3VC、4VD、6V4．在上题中，该线性网络的开路电压为 6V，短路电流为2A，当外接电阻为( )时，可获得最大功率。

A 、1 ΩB 、2ΩC、3 ΩD、4Ω5．上题中，该有源二端线性网络等效为一个电压源的电压为A 、2VB 、3VC、4VD、6V6．把图示电路用电流源等效替代，则该电流源的参数为A 、3A，3 ΩB 、3A，4ΩC、1A，1 ΩD、1.5A，4Ω7．上题电路用电压源等效替代，则电压源的参数为A 、9V，3 ΩB 、1V，1 ΩC、3V，4ΩD、6V，4Ω8．如图所示网络N1 、N2，已知I1=5A， I2=6A，则I3为A 、11AB 、-11AC、1AD、-1A9．如图所示，电流I的值为A 、1AB 、-2AC、2AD、-1A10 ．上图中， Us的值为A 、3VB 、-3VC、2VD、-2V11．下面的叙述正确的是A、电压源和电流源是不能等效变换的B、电压源和电流源等效变换后，内部是不等效的C、电压源和电流源等效变换后，外部是不等效的D、以上说法都不正确12．电路如图，所示该电路的节点数和支路数分别为A 、3， 5B 、3， 6C、4， 6D、4， 513 ．如图所示， A、B两点间的等效电压是A 、-18VB 、18VC、-6VD、6V14 ．上题中， A、B两点间的等效电阻是A 、0 ΩB 、3 ΩC、6ΩD、不能确定15．电路如图所示，电流I为A 、0AB 、2AC、-2AD、4A三、填空题1．基尔霍夫电流定律指出流过任一节点的为零，其数学表达式为；基尔霍夫电压定律指出从电路上的任一点出发绕任意回路一周回到该点时为零，其数学表达式为。

一、是非题(2X20)1、基尔霍夫电流定律仅适用于电路中的节点，与元件的性质有关。

（）2、基尔霍夫定律不仅适用于线性电路，而且对非线性电路也适用。

（）3、基尔霍夫电压定律只与元件的相互连接方式有关，而与元件的性质无关。

（）4、在支路电流法中，用基尔霍夫电流定律列节点电流方程时，若电路有n个节点，则一定要列出n个方程。

（）5、叠加定理仅适用于线性电路，对非线性电路则不适用。

（）6、叠加定理不仅能叠加线性电路中的电压和电流，也能对功率进行叠加。

（）7、任何一个含源二端网络，都可以用一个电压源模型来等效替代。

（）8、用戴维南定理对线性二端网络进行等效替代时，仅对外电路等效，而对网路内电路是不等效的。

（）9、恒压源和恒流源之间也能等效变换。

（）10、理想电流源的输出电流和电压都是恒定的，是不随负载而变化的。

（）二、选择题1、在图3-17中，电路的节点数为（）。

A.2B.3C.4D.12、上题中电路的支路数为( )。

A.3B.4C.5D.63、在图3-18所示电路中，I1和I 2的关系是（）。

A. I1>I2B. I1<I2C. I1=I2D.不能确定4、电路如图3-19所示，I=（）A。

A.-3B.3C.5D.-55、电路如图3-20所示，E=( )V。

A.-40B. 40C. 20D.06、在图3-21中，电流I、电压U、电动势E三者之间的关系为( )。

A.U=E-RIB.E=-U-RIC.E=U-RID.U=-E+RI7、在图3-22中，I=( )A。

A.4B.2C.0D.-28、某电路有3个节点和7条支路，采用支路电流法求解各支路电流时应列出电流方程和电压方程的个数分别为( )。

A.3、4B. 3、7C.2、5D. 2、69、电路如图3-23所示，二端网络等效电路参数为( )。

A.8V、7.33ΩB. 12V、10ΩC.10V、2ΩD. 6V、7Ω10、如图3-24所示电路中，开关S闭合后，电流源提供的功率( )。