电路分析专题

专题七、电路分析

第1课时 闭合电路欧姆定律

课时综述

1．导体中电流大小的微观表达式InqSV

2．电功是从电场理论出发的概念，是减少的电势能的量度。不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，都有WqUUIt；电功率是描述电流做功快慢的物理量，不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，都有

P电WtUI。电热是电流流过导体时产生的热量，它是电场力做功过程中减少的电势能的一部分，

不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电热都可以由焦耳定律求得即QI2Rt ，注意焦耳定律是由实验总结出来的；单位时间内产生的电热叫热功率，不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，都有

P热QtIR。

2 在纯电阻电路中，由于电能全部转化为内能，这时W=Q P电=P热 U=IR ； 在非纯电阻电路中，由于电能只有一部分转化为内能，这时W＞Q P电＞P热 由于UI＞I2R 所以 U＞IR 即I＜3．电源的三功率一效率：

①电源内电路的功率P内Ir ，电源的内电阻r是定值，当外电阻等于零时，电流最大，内电路的功率最大．

22②电源外电路的功率P外IREIIr，当IUR

2E2r时，外电路的功率最大（即电源的输出功率最大），

这时R = r ．

③电源的总功率P总 =IE ，当外电阻等于零时，电流最大，闭合电路的总功率最大． ④电源的效率P外P总UE，外电阻最大时，路端电压最高，电源的效率最高．

互动探究

例1、 如图所示，直流电动机的内阻r=2Ω，与R=8Ω电阻串联接在路上，合上开关S后,电动机正常工作时，电路消耗的总功率为求：

⑴ 合上开关S的瞬间，电动机的启动电流 。 ⑵ 电动机正常工作时，电压表示数. ⑶ 电动机对外工作的机械功率。

例2、如图所示，电源电动势E =9V，内电阻r=0.5Ω，外电路中R =1Ω，R1 =6Ω，滑动变阻器的变化范围是0~6Ω，当它的滑片P滑至何处时，（1）R1 电流表读数最大；（2）R中消耗功率最大；（3）MN并联部分的功率最大，

A 并求出这些最大值。

例3、图示的电路中，A、B两端电压恒定，电流表内阻可忽略不计，定值电阻与滑动变阻器的全部电阻相等，均为R，当滑动键P从变阻器的上端C一直移到下端D

- 1 -

S U=200V的电

R P=1600W。

U M V 例1图

MR P R2 v E r N 例2图

S 例3图

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的过程中，电流表示数情况应是

A．先减小后增大 B．先增大后减小 C．恒定不变 D．始终增大

例4、调整如图所示电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数在这个过程中…

A、通过R1的电流增加，增加量一定等于ΔU/R1 B、R2两端的电压减小，减少量一定等于ΔU

C、通过R2的电流减小，但减少量一定小于ΔU/R2 D、路端电压增加，增加量一定等于ΔU

R R1 V E，r

S 例4图

R2 增大ΔU，

例5、在中学物理中，一般认为灯泡的电阻不变，把它当成线性元件处理，实际上，随着温度的变化，灯泡的电阻在不断发生变化，是典型的非线性元件，图象法是分析非线性元件的常用方法。请用图象法分析下面的问题。

如图（a）所示的图像表示加在某灯泡上的电压与通过的电流之间的关系，如忽略电池及电流表的内阻，试问：

（1）按图（b）方式把三个相同的灯泡接在电动势为12V的电池组上，则每只灯泡消耗的功率和电路中的电流强度为多大？

（2）把其中两个灯泡和一只R0=10Ω的定值电阻以及电动势为6V的电池组按图（c）

的方式连接，则流过电流表的电流IA和此时灯泡的电阻R/为多大？

U/V 6· 4· 2· · · · I/A

· R/ R R R × × × E=12V

× R /R0=10Ω × (b)

A E=6V (c)

· · 0 0.2 0.4 0.6 (a)

例5图

课堂反馈

1、如图所示的虚线框内是一个未知电路，测得它两个端点a、b之间的电阻是R。若在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是 A．I2R B．U2/R C．UI D．UI－ I2R

a

馈1图

b

2、有两只额定电压都是110V的灯泡A和B，A的额定功率是100W，B的额定功率是40W．为了使它们接在220V的电路上能正常发光，用图中哪种连接方法最合理？

B A A 3、一个电A B 流—电压

B A B - 2 - 馈2图

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两用表的电路如甲图所示，G的量程是0.001A，内阻是100Ω，两个电阻的值R1=9900Ω，R2=1.01Ω，问：（1）双刀双掷开关S接在哪边是电压表？电压表的量程为多少？（2）双刀双掷开关S接在哪边是电流表，电流表的量程为多少 ？（3）为了防止电流从“负接线柱”流入表头而损伤表针，可以在表头两端并联一个理想的二极管，在乙图的方框内画出二极管的连接方法，并说明它是怎样保护表头的。

+ G c d S R2 R1

a b —G c d S R2 R1

a b —甲图

馈3图

+ 乙图

达标训练

1、 电阻R和电动机M相串联接到电压恒定的电路中，如图所示，电阻R与电动机的阻值相等，电路接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2 ，经过时间t，电流通过电阻R做功W1，产生的电热Q1；电流通过电动机M做的功W2，产生的电热Q2，则有 A、U1＜U2 Q1= Q2 B、W1= W2 Q1= Q2

C、W1＜

W2 Q1＜ Q2 D、W1＜ W2 Q1= Q2

M

R U

第1题 2、截面直径为d，长度为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动速

率的影响是

A．电压加倍时速率不变 B．长度加倍时速率不变

C．截面直径加倍时速率不变 D．截面直径加倍时速率加倍

3、甲、乙两个同种材料制成的保险丝，直径分别为d 1=0.5mm2 ,d 2=1mm2 ,熔断电流分别为2A和6A．把以上保险丝各取等长的一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是 A．6A B．7.5A C．8A D．10A

4、关于小量程电流表G改装成电压表和电流表后，因为G表原来内阻的大小，对电路进行测量时所产生误差的影响，正确的是

A、G表的内阻越大，改装成的电压表在测量时产生的误差就越大 B、G表的内阻越大，改装成的电流表在测量时产生的误差就越大

C、G表的内阻大小对改装成的电压表和电流表在测量中的误差没有影响

D、G表的内阻越大，对改装成的电压表和电流表在测量中的误差就越小

5、图示的电路中R1＝10Ω，R2＝8Ω，当K置于1位置时，伏特表读数为2V，当K拨到2位置时，伏特表读数可能为

A. 2.2V B. 1.9V C. 1.6V D. 1.2V

- 3 -

C A P R0 R 第5题

B D

第6题

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6、如图所示，可变电阻R 0 标有“150Ω，3A” 负载电阻R有 “50Ω, 2A” 当输入电压UAB=200V时,为了保证各电阻均不损坏,滑片上下移动过程中输出电压UCD的变化范围是

A. 0V≤UCD≤200V B. 50V≤UCD≤200V

C. 0V≤UCD≤100V D. 75V≤UCD≤100V

7、有a、b、c、d四只电阻，其中三只电阻的阻值一样，只有一个电阻的阻值偏大，要找出这只电阻，某同学设计了如图所示的电路，当开关闭合时测出有电流从P流向Q，下列说法正确的是

A．阻值偏大的电阻一定是a和d中的一个

a Q b B． 阻值偏大的电阻一定是c和d中的一个 ● C．下一步可将a和d互换位置，根据PQ间电流的流向来判断

A D．下一步可将a和c互换位置，根据PQ间电流的流向来判断 c d ● 接地 P

第7题

8、如图所示, 电阻R1=40Ω，R2=30Ω，R3=20Ω，连接B点的滑动头P可在电阻R2上移动，则A、B之间电阻最大值为______Ω，A、B之间电阻最小值为_____Ω．（保留一位小数）

第8题

9、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V和15V的两个电压表，将它们串联接入电路，指针偏转角度之比为______，读数之比为______；用相同的灵敏电流计改装成量程为0.6A和3A的两个电流表，将它们并联接入电路，指针偏转角度之比为_________，读数之比为_______．

10、大量实验表明，通过由某一金属氧化物制成的棒中的电流I遵循I=kU3的规律（其中U表示棒两端的电势差，式中k=0.02A/V）.现将该棒与一个遵从欧姆定律的电阻器串连在一起后，接在一个内阻可以忽略、电动势E=6.0V的电源上.

（1）当串连的电阻器阻值R1是多少时，电路中的电流为0.16A？

（2）当串连的电阻器阻值R2是多少时，棒消耗的电功率是电阻R2消耗功率的2倍？

11、如图所示，R1、R2是输电线对地的绝缘电阻，电源电压U＝变．将开关S接1时，电压表的示数为300V;接2时，电压表的120V．已知电压表V的内阻是200kΩ，不考虑大地电阻，试求的阻值．

第11题

3

660V不示数为R1、R2

12、在如图所示电路中，R1、R3均为定值电阻，且R1=100Ω，R3的阻值未知，R2是一滑动变阻器，在其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随电流I的变化图象如图所示，其中图象上的A、B两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的。求：

（1）电源的电动势和内电阻；

（2）定值电阻R3的阻值； （3）滑动变阻器R2的最大值；

（4）上述过程中R1上得到的最大功率以及电源的最

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U/VR2R1R3201612840AB0.20.40.60.8I/A第12题

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大输出功率。

13、如图所示，图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈电阻为100 Ω.当线圈电流大于或等于10 mA时，继电器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电的电池的电动势E=6 V，内阻不计.图中的“电源”是恒温箱加热器的电源.

R / . 100 . 50 0

衔 铁

. 150 . 50

. 100 . 150 Ω

t /℃ 第13题

继 电 器 线

圈

乙

甲

(1)应该把恒温箱内的加

热器接在 两端（填“A、B”或“C、D”）；

（2）如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃，可变电阻R′的值应调节为 Ω； （3）如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，可变电阻R′的值应调节为 Ω；

（4）若可变电阻R′可在380Ω到470Ω范围内调节，则此恒温箱可控制的恒温范围是

℃.

14、虚线方框内是由电阻、电源组成的二端线性网络电路，为了研究的输出特性，将电流表、电压表、滑动变阻器按图示的方式连接在它的输出端A、B之间。电键S闭合后，实验中记录的6组电流表I、电压表示数U如下表所示。

I（A） R1 R3 A A E r R2 R4 V B S 第14题

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U（V） 2. 2.50 2.39 2.38 2.20 2.10 U/V 0.06 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

I/A

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（1）试根据这些数据在下面的坐标纸上画出U-I图线

（2）若将方框内的电路等效成电动势为E、内电阻为r的电源，从图线上求出电源的电动势E=________V,内电阻r=________Ω．

（3）若电流表内阻为0，当滑动变阻器的滑片移至最上端时，电流表示数是多少？ （4）变阻器滑片移动过程中，滑动变阻器的最大功率是多少？

专题七、电路分析

第1课时 闭合电路欧姆定律

互动探究

例1、 20A ， 136V ， 88.2%

例2、 P在最上端安培表示数最大，为1A；P在最下端R的功率最大，为36W；当RP=2Ω时，MN并联部分的功率最大，最大值为13.5W。

例3、A 例4、AC 例5、2W，0.5A ；0.44～0.48A ， 5.9～6.2Ω

课堂反馈

1．C 2．A 3.（1）接ab电压表，10V（2）接cd电流表，0.1A（3）二极管左负右正

达标训练

1、AD 2、C 3、B 4、B 5、B 6、D 7、AD 8. 22.5Ω 15.6Ω 9、1：1 ，1：5 ； 1：1 ， 1：5 10、（1）R1＝25Ω（2）R2＝1.56Ω 11．Rl=400kΩ，R2=160kΩ

12．(1) E=20V，r=20Ω (2) R2=5Ω (3) R3=300Ω (4) PR1==2.25W，PM=5W 13. ①AB ②400 ③450 ④40℃～150℃ 14、

（1）(粗差点2.38要去掉，连接成直线，单位合理，图形布满坐标纸 （2）电动势在2.5—2.7V之间, 内电阻在0.9—1.1Ω之间, （3）电流表示数在2.5—2.8A之间

（4）滑动变阻器的最大功率在1.55—1.75W之间

U/V 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 I/A

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