第一单元 简单直流电路
1、电路是 由组成的,分别表述出它们的作用:㈠ ㈡ ㈢ ㈣
2、电荷的 叫做电流,规定 移动方向为电流方向,形成电流必须具备两个条件:① ② ;
3、电流大小的定义式为 ;单位是 。电流是 量;电流的大小可以用
直接测量。电流的单位换算关系是:1A= mA= uA。
4、电阻是表示导体对 。金属导体电阻大小是由它的 及 的性质等因素决定的,它们之间的关系是:R= 。
5、部分电路欧姆定律:I= 。U和I之间的这种关系是一种因果关系,那么,导体两端的电压是 ,导体中形成电流是 。利用部分电路欧姆定律可得R=U/I,它表示出 性质,而决不能认为R与U成正比。
1
6、闭合电路(全电路)欧姆定律的表达形式为I= ,或 ,其中E是反映电源内部 物理量,其定义式为E= ,r表示 ,R表示 。端电压随外电路电阻变化的规律是:电路处于导通状态时,端电压随外电路电阻的增大而
,电路处于断路状态时,电路中的电流I= ,电源内阻压降U内= ,这时端电压U= 。电路处于短路状态时,R=,I=,电源内部压降U内= ,端电压U= 。 7、电流通过用电器时,将电能转化为 ,电能的计算公式为W= ,电功率表示电流做功 的物理量,其计算公式为P= 。
8、焦耳定律是表示电流热效应的规律,那么什么叫电流的热效应? 答 。电热Q= ,热功率P热= 。
9、电源的功率是电源内部非静电力搬动电荷做功,将其他形式的能转化成 ,其转化功率为电源的功率。其表达式为P= 。 电源的功率在内外电路上的分配关系为:P内= ;P外= ;电源输出功率随外电路电阻的变化规律:当外电路电阻小于电源内阻时,电源输出功率随外电阻的增大而 ;当外电路电阻大于电源内阻时,电源输出功率随外电阻的增大而 ,当外电路电阻等于电源内阻时,电源输出功率 ,且Pm= 。
10、串联电路中流过每个电阻的电流 ,其数学表达式为I=
2
,串联电路两端的总电压等于各个电阻两端电压 ,其表达式为U= 。串联电路总电阻等于各电阻 ,即R= 。串联电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率 ,即P= 。串联电阻具有分压作用,它的电压分配规律是: ;串联电阻具有分功率作用,它的功率分配规律是 。根据串联电路分压规律可将电流表改装伏特表,若将満偏电流为Iɡ,内阻为Rɡ的电流表改装成量程为U的伏特表,需要串接一个阻值为R= 的分压电阻。 11、并联电路中,各个电阻两端的电压 ,即U= ,通过并联电路的总电流等于各支路电流 ,即I= 。并联电路总电阻的倒数等于各个电阻的 ,即1/R= ,并联电路消耗的总功率等于各个电阻消耗的电功率 ,即P= ,并联电路的电流分配规律是 ,即I1/I2= ,并联电路的功率分配规律是 ,即P1/P2= ,根据并联分流规律,可将电流表扩大量程,若将満偏电流为Iɡ,内阻为Rɡ的电流表改装成量程为I的安培表,需并联一只阻值为R= 的分流电阻。
12、将N个电动势为E的电池串联,其E串= ,其内阻r串= ,如果将它们并联起来,E
并= ,
r并= 。
13、伏安法是根据 测量电阻的方法,为了减小测量仪器引起的测量误差,当被测电阻R远大于安培表内阻
RA时,采用安培表 ;当被测电阻R《伏特表内阻RV时,
3
采用安培表 法。
14、电桥法是利用电桥 条件测量电阻的方法,电桥中电流计G的指针不发生偏转(指为零),表明电桥处于 。根据电桥平衡条件可得 ,或RX= 。 15、计算电路中某点电位的方法是:
①标出电路中 的方向,确定电路中各元件两端的电压 极性。
②确定电位点 (叫 点)
③从待求点通过一定路径绕到 点,则该点的电位等于此路径上全部 和;如绕行中从元件的正极点到负极点,此项电压便是 ;如绕行中从元件的负极点到正极点,此项电压则为 。
④电位与绕行路径 ,若选择不同的零电位点,电路中各点的电位将有 的数值。 16、如图1-1所示,问:⑴当变阻器
R350%A2R2R3的滑动触头向左移动时,图中各表
的示数如何变化?为什么? ⑵若滑动触头移到了左端点处,各表有示数吗? ⑶将R1拆去,各表有示数吗?
v2A1R1v1v图1-1 4
17、如图1-2,E=6V,内阻
r=1.8Ω,外电阻
R3R3=R4=R6=6Ω,R5=
12Ω。当S与1接通时,○A的示数为零,当S与2接通时,A的示数为0.1A。求:①R1=?②R2=? ○
18、有一电源,电动势E=225V,内阻
AR4R5R1R61ER2S2r=2.5Ω,现在外电路接上
220V40W的灯泡,问要使灯泡正常工作,应接几盏?不计导线的电阻。
19、如图1-3,E1 =18V,E3=5V,内阻
r1r1=1
BE1R1CR2Dr2E2Ω,r2=1Ω. 外电阻R1=4Ω,R2=2Ω,R3=6Ω,
R4=10Ω,○v表示数为28V,求E2=?A、B、
C、D各点的电位。
VAR4R3E35
自 测 题
一、判断题(对的打√,错的打x。)
1、电路正常工作时,外电路负载上的电压等于电源的电动势。() 2、电源的电动势的大小由电源本身的性质决定,与外电路无关。() 3、导体的长度和横截面积都增大一倍,其阻值也增大一倍。() 4、当电阻两端的电压为220V时,电阻为20Ω;现将电压减到10V,则电阻也减小到10Ω。()
5、几个电阻并联的总阻值,一定小于其中任一个电阻的阻值。() 6、在电阻分压电路中,电阻值越大,其两端的电压越高。() 7、在电阻分流电路中,阻值越大,流过它的电流也越大。() 8、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。() 9、选择不同的零电位点时,电路中各点的电位将发生变化,但电路中任意两点间的电压却不会发生改变。() 二、选择题
1、R1=4R2串联,若R1消耗的功率为1W,则R2上消耗的功率为() A 5W B 20W C 0.25W D 400W 2、R1=2R2 ,并联若R2消耗的功率为1W,则R1消耗的功率为() A 2W B 1W C 4W D 0.5W 3、如图,R1=R2=R3=12Ω,则AB间的总电阻应为()
A 18Ω B 4Ω C 0Ω D 36Ω
6
AR1R2R3B
4、用电压表测得电路端电压为0,这说明() A 外电路断路 B 外电路短路 C 电路中电流很小 D 电源电阻为0 5、一伏特表内阻为则应()
A 用18K的电阻与表串联 B 用18Ω的电阻与表并联 C 用16.2K电阻与表串联 D 用180Ω电阻与表串联 6、当电路中可变电阻R的值增大时,伏特表○V1的示数将:() A 变大 B 变小 C 不变 伏特表○V2的示数将:() A 变大 B 变小 C 不变 安培表○A1的示数将:() A 变大 B 变小 C 不变 安培表○A2的示数将:() A 变大 B 变小 C 不变
7、如图,R为一变阻器,电源电动势为E,电阻为r,当()时电源的输出电压最大: A R最大 B R最小 C R=r D R=r
7
Rv=1.8KΩ,现要扩大它的量程为原来的10倍,
V2RR1R2V1A1A2E50%R12rE
8、如图,电源电动势E1=E2=6V.不计内阻。R1=R2=R3=3Ω.则Vab=()。
E2abR2A 0V B -3V C 6V D 3V
9、如图,问:当开关S闭合和断开时各灯的亮度变化是:() A 没有变化
B 闭合S各灯亮些,断开S各灯暗些 C 闭合S各灯暗些,断开S各灯亮些
-+R3R1E1XUXXSD 无法回答,因各灯的电阻均不知道
10、通过电阻的电流为5A,经过4min,通过电阻横截面的电荷量应为()
A 20C B 50C C 1200C D 2000C
11、有两根同材料的电阻丝,它们的长度之比为1∶2,横截面积之比为2∶3,则它们的电阻之比应是() A 1∶2 B 2∶3 C 3∶4 D 4∶5
12、如图,为使输出电压为Vab=0.1V,则输入电压VEF=() A 0.1V B 1V C 10V D 100V
FE+Vef-81Ω81Ω10Ω9ΩBA
8
三、填空题 1、填写下表
名称 符号 单位名称 单位符号 名称 符号 单位名称 单位符号 电流 电流 电荷量 电荷量 电阻 电阻 电压 电压
U(V)2、两电阻的伏安特性如图所示, 则Ra比Rb (大小)
20RaRbRa= ;Rb= 。
10I(A)1233、相同材料的电阻丝,长度之比为1∶5,横截面积之比为2∶3,则它们的电阻之比为 ,将它们串联时,它们的电压之比为 ,电流之比为 ;若将它们并联,则电压之比为 ,电流之比为 。 4、求出下列图中的物理量: (a)图中I1= ,I= ;
1mA1ΩII15Ω(a)图9
10VVR1Ω(b)图(b)图中I= ;VR= ;
(c)图中VAB= 。R= 。
5、求出下列图中A、B两点间的等效电阻RAB
A10Ω10ΩB10Ω(a)图12Ω(b)图AB(c)图10Ω12Ω12Ω12Ω12Ω12ΩABI5ΩAR3Ω2A12V(C)图10ΩB4Ω15Ω4Ω12ΩAB5Ω20Ω
(D)图A RAB= . B RAB= . C RAB= . D RAB=
6、当给负载加上100V电压时,负载电流为2A,如果给负载加上75V的电压,则电流为 A,若给负载加上250V的电压,电流应是 A。
7、如图,已知,E=6V,r=1Ω,R=5Ω (1)当S2断开时,各表读数:A为 A,○V1为 伏,○V2为 伏。(2)当S闭○
2
S150%S2RV2合S1断开,可变电阻的中间触头向左端移动时,各表读数的变化分别是:○A为 A,
AV1
10
V1为 伏,○V2为 伏。当S闭合S断开,可变电阻的中间○
触头移动到左端头处时,各表的读数分别是:○A为 A,○V1为 伏,○V2为 伏。(3)当S S都闭合,可变电阻的中间触头移动到左端头处时,各表的读数分别是:A为 A,V1为 伏,V2○○○
2
1
2
1
为 伏。
8、如图,R1=2Ω,R2=3Ω,E=6V,
ABR1rECR2D内阻r=1Ω。如果I=0.5A,从A点 流入D点流出,则
VBC= ;
VAD= ;如果I=0.5A,从D点流入A点流出,则VBC= ;VAD= ;
9、万用表可测量电流、电压和电阻,那么,测电流时应将万用表 在被测电路中,测电压时应将万用表与被测部分 ,测量电阻前或每次更换倍率档时,都应调节 ,并应将被测电路中的电源 。
四、计算题
1、如图,R1=1Ω,R2=2Ω,R3=3Ω,R4=4Ω,试就下述几种情形算出它们的总电阻。○1电流由A流进由B流出。○2由A流进由C流出;○3由A流进由D流出;○4由B流进由C流出;○5由B流进D
11
AR4R3BD流出;○6由C流进D流出。
R1R2C2、如图,E=30V,不计内阻,R1=10Ω, R2=R3=40Ω。求○1S断
VAB,R消耗的功率PR1。○2S闭合时,AB间的电压VAB,R2上的电流IR2及R1上2秒内发出的热量。
开时,AB间的电压
1
12
SR3BR2AER1
3、如图,E=16V,r=1Ω,外电路电阻R1=R2=R3=10Ω,求下列情况下伏特表的读数和电源输出的功率:1S接于a;2S接于b;3○○○S打开。
R1Var
五、实验题
如图所示是用一个安培表、一个电阻箱和开关、干电池、导线,连成测量电池的电动势和内电阻的实验电路图,图中R是电阻箱。 1简要说明实验步骤,写出电动势E和内阻r的计算公式。 ○
2某同学在实验时记录了如下数据,第一次R1=9.4Ω, I1=0.2A;○
第二次R2=4.4Ω, I2=0.4A;根据这些数据求出E和r的测量值。 3因安培表有内阻,对测量精确度有影响,如果安培表内阻为○
0.1
ESR2bR3Ω,代人计算得到的E和r的正确值是多少?并说明要使测量精确,应怎样选择安培表?
4想想还有测定E和r的方法吗?将你的设计电路图画出来。 ○
13
单元测验(90分钟)
一、 选择题(每题3分,共18分)
1、阻值是16Ω的电阻丝,对折后作为一根用,其阻值是() A:8Ω B:16Ω C:4Ω D:32Ω
2、电源电动势为2V,内阻为0.1Ω,当外电路开路时,电路中的电流和端电压分别是()
A: 0A,2V B: 20A,2V C: 20A,2V D: 0A,0V 3、上题中,若外电路短路,则电路中的电流和端电压分别是() A: 20A,2V B: 20A,0V C:0A,2V D: 0A,0V 4、如图,电流表○G的内阻
Rɡ=600Ω,满偏电流
GgR2RgSIɡ=400uA,R1=400Ω, R2=9400Ω。当开关
闭合,即改装成()表,量程是() A: 安培表,0.6mA B: 伏特表,4V C: 伏特表,1V D: 安培表,1mA
S
IgR15、如图,已知电位器滑片C在AB的中点,则电阻R
RCA50%B两端的电压是() A:
121VAB B: 大于1V C: 小于VABAB D: VAB
22E6、如图三只电灯ABC完全相同,当S闭合, 电灯AB的亮度变化是():
A: A变亮B变暗 B: A变暗B变亮
-+UXABXXSC 14
C: AB都变暗 D: AB都变亮
二、填空题(每空2分共42分)
R1和R2串联接入电路中,它们消耗的总功率为P,则R1
消耗的功率的表达式P1= , R2消耗的功率的表达式P2= 。
1、电阻
2、电荷的 形成电流,如1min内通过导体横截面的电荷量是6C,则通过导体中的电流是 A,合 mA uA。 3、不考虑温度对电阻的影响,220V40W的灯泡正常发光的电阻是 ,把它接在110V的电路中,它实际功率是 。
4、如图,滑线式电桥的滑片在D点处时,灵敏电流计的读数为0,此时电桥处于 状态。若此时测得L1=40cm,L2=60cm,R=10Ω,则Rx= 。
5、如图,伏特表内阻很大,每个电池的电动势均 为1.5V,内阻为0.3Ω,则伏特表的读数为 ,电池组的内阻为 。
VSE50%RGL1L2Rx
6、R1=5Ω, R2=10 ,串联后接在10V的电路中,R1消耗的功率是 ;若并联后接到另一电路中,R1消耗的功率为10W,则
15
R2消耗的功率是 。
7、万用电表的表头是进行各种测量的公共部分,将表头 接一分压电阻,构成一伏特表,将表头 接一个分流电阻,则构成一个安培表。
8、由电源和外电阻构成的闭合回路,当外电阻加倍时,通过的电流减为原来的2/3,则外电阻与电源内阻之比为 。
9、如图,○V读数为10V,○A读数为0.1A,A表内阻为○
Rx= 。
10、如图,当S闭合时,Va= ,
0.2Ω,则被测电阻
ARxa4Ω10VSVVab= 。当S断开时,VAB= 。
三、计算题(每题10分共40分)
1、如图,E=30V,不计内阻,R1=240Ω,
6Ω4Ω2VbR1ER5R3R2R4R2=R5=600Ω,R3=R4=600Ω求流过R1 R2 R3
的电流各为多少?
16
2、如图是两个量程的伏特表,已知表头内阻Rɡ=500Ω,满偏电流
Iɡ=1mA,当使用AB接线柱时,伏特表量程是V1=3V, 使用AC接线柱时,伏特表量程是V2=15V,求分压电阻R1R2的阻值各为多少?
GgIgRgR1BR2U1
3、如图R1=R2=4Ω,当S闭合时,○V读数为2.9V,○A读数为0.5A,
当S断开时,○V读数为3V,○A读数为0A,求○1电源电动势和内电阻;○2 R1的阻值。
AU2CVEASR2R1R317
4、如图,E=2V,不计内阻,R1=1Ω,R2=2Ω,R3=3Ω,R4=6Ω
求A、B、C、D四点的点位。
R2R3R4
第二单元 复杂直流电路
R1E1、支路是由 或 元件相连接构成的 电路。节点是由一条 条以上支路汇聚的点。回路是任意的 电路,在回路内部不含有支路的回路叫做 。
2、基尔霍夫定律是确定电路中相关量的两个基本定律,它包括 和 。
3、基尔霍夫电流定律又叫 定律,它指出:在电路中任意一个 上,流入 电流之和 电流之和。若规定流入节点的电流为正,流出节点的电流为负,则基尔霍夫电流定律可写成 ∑I= ,或∑I
入=∑ 。或者说,在任一节点上电流的代数
和 。节点电流定律同样适用于含有多个节点的闭合面,即通过任一闭合面的电流的 等于零。
18
4、基尔霍夫电压定律又叫 ,它指出:在电路中从一点出发绕回路一周回到该点,各段电压降的 等于零。写成公式∑U= 。它的另一种表示形式是:在任一个闭合回路中,各段电阻上的电压降的代数和等于各 代数和。写成公式∑IR= 。应注意:○1在使用∑U=0时,电动势是作为 处理的。各段电压的正负号的规定:如果在绕行过程中从元件的正极点到负极点,此项电压便是 ,反之,若从元件的负极点到正极点,此项电压便是 。○2在使用∑IR=∑E时,电压的正负号规定与○1相同,而电动势的正负号则恰好 ,也就是说,当绕行方向与电动势方向一致时(即电动势的方向是由电源负极通过电源内部指向正极)该电动势为 ;反之则为 。
5、 叠加定律的内容是: 。 6、戴维宁定理的内容是: 。 7、什么叫恒压源?什么叫恒流源?
8、实际的电压源和电流源进行等效变换的条件是什么?
9、为什么恒压源和恒流源不能进行等效变换?
19
10、如图,已知E2=40V,不计内阻,R1=4Ω,R2=10Ω,R3=40Ω求:1当使I=0时,E=?○2当使I=0时,E=?○3当E=20V时,R3○
1
1
2
1
1
中的电流为多大?
11、如图,已知
E1R1I1R3I3I2R2E2E1=125V E2=120V,不计内阻,R1=40Ω,R2=36
R1Ω,R3=R4=60Ω用叠加定理求各支路中的电流。
E1I1I3I2R2I4R4
E2R3I512、如图,已知E1=15V E2=12V E3=3V,不计内阻,R1=R2=R3=R4=1
20
Ω,R5=11Ω求:○1开关S断开时,电阻R5的电流及两端的电压。 2开关S闭合后,电阻R5的电流。 ○
13、如图,已知E1=E2=30V,IS1=IS2=2A,R1=3Ω,R2=6Ω,要求将它化简成一个等效的电压源;(注:与理想电流源串联的电压源;与理想电压源并联的电流源,均对外电路不起作用,故可将它们拿掉)
IS1R1IS2E2R5E1E2R3E3R1R2R4SE1 21
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容