資源簡介

(共61張PPT)
第八章　恒定電流
第2講　電路　電路的基本規律
素養目標　1.通過對閉合電路歐姆定律及電路特點等電學相關知識的學習和應用，重在培養學生的能量觀念.（物理觀念） 2.理解閉合電路歐姆定律，會測量電源的電動勢和內阻.（科學思維） 3.通過探究電源兩端電壓與電流的關系，體會圖像法在研究物理問題中的作用.（科學思維）
一、串、并聯電路的規律及應用
A. CE
C
1. 串聯電路
（1）電流：I＝I1＝I2＝I3＝…＝In.
U1＋U2＋U3＋…＋Un　
R1＋R2＋R3＋…＋Rn　
R1∶R2∶R3∶…∶Rn　
2. 并聯電路
（2）電壓：U＝U1＝U2＝U3＝…＝Un.
I1＋I2＋I3＋…＋In　

　深化1　　串、并聯電路幾個常用的推論
（1）串聯電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻.
（2）并聯電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻.
（3）無論電阻怎樣連接，每一段電路的總電功率P總是等于各個電阻的電功率之和.
（4）無論是串聯電路還是并聯電路，電路中任意一個電阻變大時，電路的總電阻變大.
　深化2　　電表的兩種改裝的比較
項目 改裝成大量程電壓表 改裝成大量程電流表
內部電路
改裝原理 串聯分壓 并聯分流
項目 改裝成大量程電壓表 改裝成大量程電流表
所需電阻阻值
改裝后的量程 U＝Ig（Rg＋R）
校準電路
角度1　串、并聯電路
A. 當cd端短路時，ab之間的等效電阻是8 Ω
B. 當ab端短路時，cd之間的等效電阻是16 Ω
C. 當cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為9 V
D. 當ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為16 V
C
A. 當S1和S2均斷開時，可改裝成為電流表
B. 當S1和S2均斷開時，改裝成的是量程為1 kV的電壓表
C. 當S1和S2均閉合時，改裝成的是量程為10 mA的電流表
D. 當改裝為電流表時，僅閉合開關S1時的量程比開關S1和S2均閉合時大
D
角度2　電表的改裝
二、閉合電路的歐姆定律分析與計算
A. 通過的電流增大
B. 兩端的電壓增大
C. 阻值增大為原來的1.2倍
D. 電功率增大為原來的1.44倍
B
1. 閉合電路歐姆定律
2. 路端電壓與負載的關系
（2）特殊情況
正比　
反比　

增大　
E　

　深化1　　電路動態分析的常用方法
（1）程序判斷法：遵循“局部→整體→局部”的思路，按以下步驟分析：
（2）“串反并同”法：所謂“串反”，即某一電阻增大（減小）時，與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小（增大）；所謂“并同”，即某一電阻增大（減小）時，與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大（減小）.
（3）極限法：因滑動變阻器的滑片滑動引起電路變化的問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端，讓電阻最大或電阻為零，然后再討論有關問題.
（4）特殊值法：對有些復雜難以直接判斷的問題，可采用特殊值代入幫助分析.
　深化2　　含電容器電路的處理方法
（1）電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時，把電容器所處的支路視為斷路，簡化電路時可以去掉此支路，求電荷量時再在相應位置補上.
（2）電路穩定時電容器的處理方法：電路穩定后，與電容器串聯的電路中沒有電流，同支路的電阻相當于導線，即電阻不起降低電壓的作用，電容器兩極板間的電壓等于與之并聯的電阻兩端的電壓.
（3）電容器的電荷量及變化
①電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電.若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電.
②如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導線的電荷量為｜Q1－Q2｜.
③如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導線的電荷量為Q1＋Q2.
A. 0.30 Ω B. 0.83 Ω
C. 1.2 Ω D. 1.5 Ω
B
角度2　閉合電路的動態分析
D
A. I減小，U1增大
B. I減小，U2減小
C. 電壓表V2的示數與電流表A示數之比不變
D. 電壓表V的示數與電流表A示數之比變大
解析：當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，R2接入電路的阻值變大，外電路總電阻變大，由閉合電路歐姆定律可知，總電流I變小，路端電壓U變大，R1兩端的電壓U1＝IR1減小，R2的電壓U2＝U－U1增大，故A、B錯誤；電壓表V2的示數與電流表A示數之比為電阻R2的阻值，R2變大，故C錯誤；電壓表V的示數與電流表A示數之比為外電路總電阻，外電路總電阻變大，故D正確.
角度3　含容電路的分析與計算
A
A. 1∶2 B. 2∶3
C. 1∶1 D. 2∶1
解析：等效電路圖如圖所示
三、電源的功率和效率
A. 車燈的電流變小
B. 路端電壓變小
C. 電路的總電流變小
D. 電源的總功率變大
ABD
　深化1　　電源的功率和效率
電源總功率 任意電路：P總＝EI＝P出＋P內
電源內部消耗的功率 P內＝I2r＝P總－P出
電源的輸出功率 任意電路：P出＝UI＝P總－P內
P出與外電阻R的關系
電源的效率
　深化2　　等效電源
把含有電源、電阻的部分電路等效為新的“電源”，其“電動勢”“內阻”如下：
（1）兩點間斷路時的電壓等效為電動勢E'.
常見電路等效電源如下：
圖例 等效情況
E'＝E，r'＝R＋r
A. 電源的內阻消耗的功率最大為9 W
B. 電源的效率最大為50％
C. 輸出功率最大時，外電路的總電阻為4 Ω
D. 電源的電動勢為12 V
D
解析：由題圖可知，當電流為1.5 A時電源的輸出功率最大，這時內阻消耗的功率等于輸出功率，為9 W，電源的效率為50％，這時電源的總功率為18 W，根據P＝IE，可求得電源的電動勢為12 V，D項正確；由Pr＝I2r可知，電源的內阻為4 Ω，由于不確定外電路是不是純電阻電路，因此C項錯誤；隨著電流的增大，內阻消耗的功率增大，A項錯誤；隨著電流的減小，電源的效率增大，B項錯誤.
甲 乙
A. R1＝0 B. R1＝1.5 Ω
C. R2＝1.5 Ω D. R2＝2 Ω
C
四、兩類U－I圖像的比較及應用
考題4　（2023·全國甲卷）某同學用伏安法測繪一額定電壓為6 V、額定功率為3 W的小燈泡的伏安特性曲線，實驗所用電壓表內阻約為6 kΩ，電流表內阻約為1.5 Ω.實驗中有圖（a）和（b）兩個電路圖供選擇.
（1）實驗中得到的電流I和電壓U的關系曲線如圖（c）所示，該同學選擇的電路圖是圖（　　）（填“a”或“b”）.
a　
解析：（1）小燈泡的額定電壓為6 V，額定功率為3 W，則額定電流為0.5 A，即500 mA，觀察題圖（c）發現，電流為500 mA時，電壓表示數不到6 V，說明電流表示數大于通過小燈泡的電流，該同學選擇的電路圖是圖（a）.
（2）若選擇另一個電路圖進行實驗，在圖（c）上用實線畫出實驗中應得到的I－U關系曲線的示意圖.
答案：（2）圖見解析
解析（2）若選擇題圖（b）所示電路，流過小燈泡的電流相同的情況下，題圖（b）中電壓表的讀數要大于題圖（a）中電壓表的讀數，如圖所示.
　深化　　兩類U－I圖像對比
項目 電源的U－I圖像 電阻的U－I圖像
圖像
物理意義 路端電壓隨電流的變化規律 電阻兩端電壓隨電流的變化規律
截距 過坐標軸原點，表示沒有電壓時電流為零
項目 電源的U－I圖像 電阻的U－I圖像
斜率的絕對值 內電阻r 電阻大小
坐標的乘積UI 表示電源的輸出功率 表示電阻消耗的功率
坐標的U、I比值 表示外電阻的大小，不同點對應的外電阻大小不同 每一點對應的比值均等大，表示此電阻的大小不變
甲 乙
A. 該電源的內阻為5.0 Ω
B. 該元件的電阻隨著其兩端電壓的增大而減小
C. 當該元件兩端的電壓為0.75 V時，它的電阻約為2.5 Ω
D. 讓電源和該元件組成閉合回路，該元件的功率約為0.3 W
D
限時跟蹤檢測
A級·基礎對點練
題組一　串、并聯電路的規律及應用
A. 7.5 V　10 V B. 10 V　7.5 V
C. 0　10 V D. 10 V　0
C
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A. I1＝2Ig
B. I2＝3Ig
C. 若僅使R1阻值變小，則I1和I2均變大
D. 若僅使R2阻值變小，則I1和I2均變大
C
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A. R1＜R2 B. R1＞R2
C. U1＜U2 D. U1＝U2
D
題組二　閉合電路歐姆定律的分析與計算
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A. 電壓表示數變大，電流表示數變小
B. 電壓表示數變小，電流表示數變大
C. 電壓表示數變大，電流表示數變大
D. 電壓表示數變小，電流表示數變小
B
解析：根據題意可知，當滑動變阻器R3的滑片P向b端移動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，則電路中的總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，總電流變大，路端電壓變小，即電壓表示數變小；由閉合電路歐姆定律可知，R2兩端的電壓U2＝E－I（R1＋r），由于總電流變大，則U2變小，流過R2的電流變小，則通過滑動變阻器R3的電流變大，即電流表示數變大，故B正確.
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題組三　電源的功率和效率
A. 電流表示數變小
C. 燈L1變亮，燈L2變暗
D. 電源效率減小，電源輸出功率變大
BC
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A. ra＜rb，Pa＝Pb B. ra＜rb，Pa＜Pb
C. ra＞rb，Pa＝Pb D. ra＞rb，Pa＜Pb
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A. 電源的電動勢為E＝5 V
B. 電阻兩端的電壓為U＝4 V
C. 電阻的電流為I＝0.4 A
D. 太陽能電池的內阻為5 Ω
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B級·能力提升練
甲 乙
AD
A. 環境變暗時，甲電路的燈泡亮度變亮
B. 環境變暗時，乙電路的燈泡亮度變亮
C. 環境變亮時，甲電路的R1電功率減小
D. 環境變亮時，乙電路的R1電功率增大
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A. 對于電流表，是把靈敏電流計與小電阻串聯改裝而成的
B. V1的電阻大于V2的電阻
C. V1的讀數小于V2的讀數，V1指針的偏轉角度等于V2指針的偏轉角度
D. 定值電阻R的電壓等于V1的讀數與V2的讀數之和，其電流等于A1或A2的讀數
C
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解析：靈敏電流計與小電阻并聯，改裝成電流表，故A錯誤；靈敏電流計與大電阻串聯改裝成電壓表，量程越大，串聯的電阻越大，V1的量程小于V2的量程，則V1的電阻小于V2的電阻，故B錯誤；V1、V2串聯，電流相同，流過靈敏電流計的電流相同，則V1、V2指針的偏轉角度相同，V1的量程小于V2的量程，則V1的讀數小于V2的讀數，故C正確；定值電阻R的電壓等于V1的讀數與V2的讀數之和，A1、A2串聯，讀數相同，電流相同，由于電壓表的分流作用，則定值電阻R的電流小于A1或A2的讀數，故D錯誤.
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11. （2025·黑龍江齊齊哈爾期末）利用電動機通過如圖所示的電路提升重物，已知電源電動勢E＝12 V，電源內阻r＝2 Ω，電阻R＝8 Ω，當重物過重電動機被卡住時，電壓表的示數為U1＝10 V；當電動機以穩定的速度勻速提升重物時，電壓表的示數為U2＝11 V. 不計各種摩擦，電壓表可視為理想電表.求：
（1）電動機的線圈電阻；
答案：（1）2 Ω　
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（2）重物勻速上升時電動機的輸出功率.
答案：（2）3 W
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