第二章簡單直流電路學(xué)案

1、江蘇省揚(yáng)中中等專業(yè)學(xué)校 電工基礎(chǔ)學(xué)案 編寫：藍(lán)婷第二章 簡單直流電路 學(xué)案考綱要求：1熟練掌握部分電路歐姆定律和閉合電路歐姆定律。2了解電路的幾種工作狀態(tài)（通路、開路、短路），掌握在每一種狀態(tài)下電路中電流、電壓和功率的計(jì)算。3熟練掌握電阻串、并聯(lián)的特點(diǎn)和作用，掌握簡單混聯(lián)電路的分析和計(jì)算。4了解萬用表的基本原理，并能正確熟練地使用萬用表。5掌握電路中各點(diǎn)電位及兩點(diǎn)間電壓的分析和計(jì)算，并掌握其測量方法。6負(fù)載獲得最大功率的條件7了解電阻的兩種測量方法：伏安法和惠斯通電橋法。第一節(jié) 閉合電路歐姆定律一、電動勢（課前完成）1.定義：_2.符號：_3.單位：_4.注意點(diǎn)（1）_（2）_課堂練習(xí)：判斷1

2、電動勢的規(guī)定方向?yàn)樽哉龢O通過電源內(nèi)部到負(fù)極的方向。 （ ）2電源的電動勢等于電源兩極間的電壓。 （ ）3電源的電動勢是由電源本身的性質(zhì)決定的，與外電路無關(guān)。 （ ）二、閉合電路的歐姆定律1.請畫出最簡單的閉合電路圖并對電路進(jìn)行說明（課前完成）2.根據(jù)電路圖推導(dǎo)電動勢與電流、電阻的關(guān)系（課前完成）結(jié)論：閉合電路內(nèi)電流，跟 成正比，跟 成反比。3. 電動勢、端電壓和內(nèi)電壓三者的關(guān)系在表達(dá)式 E = IR + IR0 中， IR 是外電路上的電壓降稱為 ，用符號 U 表示，即U = IR ；IR0是內(nèi)電路上的電壓降稱為 ，用符號 U表示，即U = IR0 ；所以上式可寫成 E = + ，即電源的電動

3、勢等于內(nèi)、外電壓降之和。例：如圖，若電動勢E=24V，內(nèi)阻R0=4W，負(fù)載電阻R=20W，試求：（1）電路中的電流；（2）電源的端電壓；（3）負(fù)載上的電壓降；（4）電源內(nèi)阻上的電壓降。課堂練習(xí)1：電源電動勢為1.5V，內(nèi)電阻為0.12W，外電路電阻為1.38W，求電路中的電流和端電壓。課堂練習(xí)2：電動勢為3.6V的電源，與8W 的電阻接成閉合電路，電源兩極間的電壓為3.2V，求電源的內(nèi)電阻。三、端電壓1. 請同學(xué)們思考：當(dāng)外電阻發(fā)生變化時(shí)，端電壓會產(chǎn)生怎樣的變化呢？2端電壓與外電阻的關(guān)系分析：保持R0不變 （1）當(dāng)R 增大時(shí)，由于 ，U ；（2）當(dāng)R 減小時(shí)，由于 ，U 。綜上：在保持電源內(nèi)阻

4、不變的條件下，電源端電壓隨外電阻的改變而改變，外電阻增大，端電壓 ； 外電阻減小，端電壓 。3. 深入探究（1）外電阻增大，端電壓增大,那如果外電阻增加到無窮大時(shí)，端電壓又如何？（2）外電阻減小，端電壓減小,那如果外電阻減小到趨近于0，端電壓又是多少?例：在下圖中，已知電阻R1=14,R2=9。當(dāng)開關(guān)S打在位置1時(shí)，電流表讀數(shù)為I1=0.2A ；當(dāng)開關(guān)打在位置2時(shí)，電流表讀數(shù)為I2=0.3A，試求圖中電源的電動勢E和電源內(nèi)阻R0。課堂練習(xí)：有一簡單閉合電路，當(dāng)外電阻加倍時(shí)，通過的電流減為原來的2/3，求內(nèi)阻與外阻的比值。思考題：如下圖所示，已知電阻R=1。當(dāng)開關(guān)S打在位置1時(shí)，電壓表的讀數(shù)為6

5、V；當(dāng)開關(guān)打在位置2時(shí)，電流表讀數(shù)為3A，試求（1）電源的電動勢E和電源內(nèi)阻R0；（2）當(dāng)開關(guān)S打在位置3時(shí)，流過電阻R的電流。四、電源向負(fù)載輸出的功率P01電源向可變電阻輸出功率的最大值Pomax推導(dǎo)過程：（1）可變電阻獲得最大功率的條件是： ；（此時(shí)叫做 與 匹配）（2）電源向可變電阻輸出功率的最大值Pomax= ；（3）此時(shí)電路的效率= 。例：如圖所示，已知E=6V，R0=4，求可變電阻R可以獲得最大功率。課堂練習(xí)：如圖所示，R1=8，電源電動勢E=80V，內(nèi)阻R0=2，R2為可變電阻器，要使R2獲得的功率最大，R2應(yīng)該多大?這時(shí)R2消耗的功率為多少？2電源的輸出功率P0與外電阻R的變化

6、關(guān)系R變化時(shí)，P0如何變化？3固定電阻的最大功率分析例：如圖所示，已知E=10V，r=5，R2=2，求各量為何值時(shí)有最大功率，最大功率是多少？（r是電源內(nèi)阻）（1）當(dāng)R1= 時(shí)，端電壓最大為 ；（2）當(dāng)R1= 時(shí)，R1的功率最大為 ；（3）當(dāng)R1= 時(shí)，R2的功率最大為 ；（4）當(dāng)R1= 時(shí)，r的功率最大為 ；（5）當(dāng)R1= 時(shí)，電源產(chǎn)生的功率最大為 。§2.1 閉合電路的歐姆定律 課后練習(xí)一、填空題1不接用電器時(shí)，電源兩級間電壓的大小是由 決定的，與 無關(guān)。2電動勢的符號為 ，單位為 ，規(guī)定的方向?yàn)?。3閉合電路內(nèi)電流，跟 成正比，跟 成反比。電流表達(dá)式為I= 。4閉合電路中，在保

7、持電源內(nèi)阻不變的條件下，電源端電壓隨外電阻的改變而改變： 外電阻增大，端電壓 ； 外電阻減小，端電壓 。 5閉合電路中，可變電阻獲得最大功率的條件是： ；電源向可變電阻輸出功率的最大值Pomax= ；此時(shí)電路的效率= 。二、判斷題1閉合電路內(nèi)的電流，跟電動勢成正比，跟外電阻成反比。 （ ）2閉合電路中端電壓隨負(fù)載的增大而減小。 （ ）3電源輸出功率最大時(shí)，電路的效率也同時(shí)達(dá)到最大值。 （ ）三、計(jì)算分析題1. 某電動勢為2V的電源，與9 W的電阻接成閉合電路，電源兩級間的電壓為1.8V，試求此時(shí)電路中的電流為多少?電源的內(nèi)阻為多少？2. 在下圖中，已知電阻R=2。當(dāng)開關(guān)S打在位置1時(shí)，電壓表的

8、讀數(shù)為6V；當(dāng)開關(guān)打在位置2時(shí)，電流表讀數(shù)為2A，試求圖中電源的電動勢E和電源內(nèi)阻R0。3.如下圖所示，若電動勢E =30 V，內(nèi)電阻 R0 =4 W， 負(fù)載電阻R = 26 W，試求：（1）電路中的電流、內(nèi)電壓和外電壓；（2）電源產(chǎn)生的總功率、內(nèi)阻損耗的功率和輸出功率。4.某電路所示，E=12V，r=10，R1=8，則R2為多大時(shí)，R2上獲得最大功率，最大功率是多少？；R2為多大時(shí)，電源的輸出功率最大，最大功率是多少？當(dāng)R2為多大時(shí)，電源的輸出電壓最大，最大電壓時(shí)多少？當(dāng)R2為多大時(shí)，R1能獲得最大功率，最大功率是多少？自評項(xiàng)目 非常好基本滿意一般般比較差課前預(yù)習(xí)課堂聽課課堂筆記學(xué)習(xí)目標(biāo)作業(yè)

9、復(fù)習(xí)【自我評價(jià)】【課后作業(yè)】1.補(bǔ)充完善學(xué)案，完成作業(yè)；2.預(yù)習(xí)： 電池組電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)第二節(jié) 電池組一、電池的串聯(lián)（課前完成）1.設(shè)n個相同的電池串聯(lián)，每個電池參數(shù)均為E、R0，則有：E串= R0串= 2.應(yīng)用場合：當(dāng) 時(shí)，可以用串聯(lián)電池組供電，但用電器的額定電流必須 單個電池允許的最大電流。3.思考：若串聯(lián)電池的電動勢方向不相同，如何求電流呢？例：用若干“1.5V，1A”的干電池為額定電壓為6V，額定電流為1A的用電器供電，該如何實(shí)現(xiàn)？（不考慮電池的內(nèi)阻）二、電池的并聯(lián)（課前完成）1.設(shè)n個相同的電池并聯(lián)，每個電池參數(shù)均為E、R0，則有：E并= R0并= 2.應(yīng)用場合：當(dāng) 時(shí)，可以

10、用并聯(lián)電池組供電，但用電器的額定電壓必須 單個電池允許的最大電壓。例：用若干“1.5V，1A”的干電池為額定電壓為1.5V，額定電流為2A的用電器供電，該如何實(shí)現(xiàn)？（不考慮電池的內(nèi)阻）三、電池的混聯(lián)（課前完成）當(dāng)電池的電動勢和允許通過的最大電流都小于用電器的額定電壓和額定電流，可以混聯(lián)若干電池組以達(dá)到要求。例：用若干“1.5V，1A”的干電池為額定電壓為6V，額定電流為2A的用電器供電，該如何實(shí)現(xiàn)？課堂練習(xí)1：有3個電池串聯(lián)，若每個電池的電動勢E = 1.5 V，內(nèi)阻R0 = 0.2 W，求串聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)阻。課堂練習(xí)2：有5個相同的電池，每個電池的E = 1.5 V，R0 = 0.02

11、 W，將它們串聯(lián)后，外接電阻為2.4 W，求電路的電流及每個電池兩端的電壓。自評項(xiàng)目 非常好基本滿意一般般比較差課前預(yù)習(xí)課堂聽課課堂筆記學(xué)習(xí)目標(biāo)作業(yè)復(fù)習(xí)【自我評價(jià)】【課后作業(yè)】1.補(bǔ)充完善學(xué)案，完成作業(yè)；2.預(yù)習(xí)： 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)第三節(jié) 電阻的串聯(lián)一、串聯(lián)電路及其特點(diǎn)（課前完成）1請畫出兩個電阻串聯(lián)的電路圖2.根據(jù)電路圖寫出串聯(lián)電路的特點(diǎn)電壓 _電流 _電阻 _二、電流分配（寫出推導(dǎo)過程）I1= _I2= _例：有個電阻串聯(lián)，其中R1 = 20 W，R2 = 15 W，R3 = 10 W，R4 = 10 W，接在110 V的電壓上。求（1）電路的總電阻及電流；（2）R1電阻上的電壓。（

12、課前完成）課堂練習(xí)：有一盞弧光燈，額定電壓U1=40V，正常工作時(shí)通過的電流I=5A，應(yīng)該怎樣把它接入U(xiǎn)=220V的照明電路中？三、功率分配（寫出推導(dǎo)過程）P1= _P2= _例：R1R2為兩個串聯(lián)電阻，已知R1 = 4 R2，若R1上消耗的功率為1 W，求R2上消耗的功率。課堂練習(xí)：兩根同材料的電阻絲，長度之比1：5，橫截面積之比2：3，它們的電阻之比為 ；將它們串聯(lián)時(shí)，它們的電壓之比為 ；電流之比為 ；功率之比為 思考題：標(biāo)明“100，4W”和“100，25W”的兩個電阻串聯(lián)時(shí)，允許通過的最大電流為 ，允許加的最大電壓 。四、串聯(lián)電路的分壓作用的應(yīng)用-電壓表量程的擴(kuò)大1電壓表的結(jié)構(gòu)2電壓表

13、量程的擴(kuò)大例：一只表頭Ig=100A，Rg=1K，欲改制成一個量程為3V的電壓表，怎么辦？課堂練習(xí)：某內(nèi)阻為1.8 KW的一伏特表，若要將其量程擴(kuò)大到原來的10倍，則應(yīng) 聯(lián) KW的電阻?！咀晕以u價(jià)】自評項(xiàng)目 非常好基本滿意一般般比較差課前預(yù)習(xí)課堂聽課課堂筆記學(xué)習(xí)目標(biāo)作業(yè)復(fù)習(xí)【課后作業(yè)】1.補(bǔ)充完善學(xué)案，完成作業(yè)；2.預(yù)習(xí)： 電阻的并聯(lián)§2.3 電阻的串聯(lián) 課后練習(xí)1已知R1 = 2R2,當(dāng)兩者串聯(lián)時(shí)，若R2的功率為60W，則R1的功率為 。2有一伏特表量程為50V，內(nèi)阻為2kW，若要將其量程擴(kuò)大到300V，則應(yīng)( )的電阻。A串聯(lián)10k B串聯(lián)12k C并聯(lián)10k D并聯(lián)12k3有一

14、表頭的滿偏電流為25mA，內(nèi)阻為2kW，若要將其量程擴(kuò)大到200V，則應(yīng)怎么辦？4有一表頭，它的滿刻度電流 Ig=50µA，內(nèi)阻為Rg= 3 kW，若改裝成量程為15 V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)多大的電阻？5圖示某萬用表的直流電壓表部分，它有5個量程，分別是U1=2.5V，U2=10V，U3=50V，U4=250V，U5=500V，表頭參數(shù)Rg=3K，Ig=50A，求各分壓電阻。第四節(jié) 電阻的并聯(lián)一、并聯(lián)電路及其特點(diǎn)（課前完成）1.請畫出兩個電阻并聯(lián)的電路圖2.根據(jù)電路圖寫出并聯(lián)電路的特點(diǎn)電壓 _電流 _電阻 _例：5個25W的電阻并聯(lián)，總電阻為多少？二、參照串聯(lián)電路的電壓分配分析并聯(lián)電路的

15、電流分配（寫出推導(dǎo)過程）（課前完成）I1= _I2= _例：已知兩個電阻并聯(lián)，R1 =24 W，R2 = 8W，U=12V，求總電阻及各電阻上的電流。課堂練習(xí)：兩只電阻并聯(lián)，其中R1為100W，通過R1的電流I1為0.4A，通過整個并聯(lián)電路的電流I為1A，求R2和通過R2的電流I2。三、參照串聯(lián)電路的功率分配分析并聯(lián)電路的功率分配（寫出推導(dǎo)過程）（課前完成）P1= _P2= _例：兩根同材料的電阻絲，長度之比2：3，橫截面積之比1：3，它們的電阻之比為 ；將它們并聯(lián)時(shí)，它們的電壓之比為 ；電流之比為  ；功率之比為 。課堂練習(xí)：線路電壓為220V，每根輸電導(dǎo)線的電阻R1=W，電路中并

16、聯(lián)了100盞220V、40W的白熾燈。求：（1）只打開其中10盞白熾燈時(shí)，每盞白熾燈的電壓和功率； （2）100盞白熾燈全部打開時(shí)，每盞白熾燈的電壓和功率。四、并聯(lián)電路的分流作業(yè)的應(yīng)用-電流表量程的擴(kuò)大1.電流表的結(jié)構(gòu)2.電流表量程的擴(kuò)大例：一只表頭Ig=100A，Rg=1K，欲改制成一個量程為01A的直流電流表，應(yīng) 聯(lián)一個阻值為 的電阻。課堂練習(xí)：某內(nèi)阻為0.1 KW的一電流表，若要將其量程擴(kuò)大到原來的10倍，則應(yīng) 聯(lián) _ KW的電阻。§2.4 電阻的并聯(lián) 課后練習(xí)1. 已知R1 = 2R2,當(dāng)兩者并聯(lián)時(shí)，若R1的功率為60W，則R1的功率為 。2. 在240V的線路上并接15W、

17、30W、40W電熱器各一個，求（1）各電熱器上的電流；（2）總電流及總電阻；（3）總功率及各電熱器消耗的電功率。3. 有一表頭滿偏電流10mA，內(nèi)阻2k，欲改裝成量程為1A的電流表，應(yīng)怎么辦？4.已知Ig=10A，Rg=1K，當(dāng)閉合K1時(shí)，電流表量程為Ix=0.1A，當(dāng)閉合K1、K2時(shí)，電流表量程為Iy=1A，當(dāng)閉合K1、K2、K3時(shí)，電流表量程為Iz=5A，求各電阻值。自評項(xiàng)目 非常好基本滿意一般般比較差課前預(yù)習(xí)課堂聽課課堂筆記學(xué)習(xí)目標(biāo)作業(yè)復(fù)習(xí)【自我評價(jià)】【課后作業(yè)】1.補(bǔ)充完善學(xué)案，完成作業(yè)；2.預(yù)習(xí)：電阻的混聯(lián)第五節(jié) 電阻的混聯(lián)一、看圖，這是什么電路？（課前完成）混聯(lián)電路的定義：_二、思

18、考：如何求復(fù)雜的混連電路中任一之路的電流或任一元件的端電壓？例1：（1）求下圖中的等效電阻；（2）已知R=10，電源電動勢E=6V，電源內(nèi)阻RO=0.5 ，求電路上的總電流。分析:1_2_3_等電位法a在電路中給每一個連接點(diǎn)標(biāo)注一個字母，將電路中電位相同的用一個字母表示；b由電路等效端的一個端點(diǎn)出發(fā)，按電流的方向?qū)⑴c該端點(diǎn)相連的各元件畫出；c將所畫出的各元件中另一端符號相同者調(diào)整到一起，并將相同符號對應(yīng)元件的端點(diǎn)連接在一起；d最后畫出簡潔的等效電路圖。2 3 6 練習(xí)1：如圖電路，ab間的等效電阻Rab為_。例2：如圖所示電路，A、B間的等效電阻為_。練習(xí)2：求Rab= 。練習(xí)3：在圖中，U=

19、20V， R1=3，R2=3， R3=6，R4=7，R5=10。求電路中的總電流I、U4。 【自我評價(jià)】自評項(xiàng)目非常好基本滿意一般般比較差課前預(yù)習(xí)課堂聽課課堂筆記學(xué)習(xí)目標(biāo)作業(yè)復(fù)習(xí)【課后作業(yè)】1.補(bǔ)充完善學(xué)案，完成作業(yè)；2.預(yù)習(xí)： 萬用表的基本原理§2.5 電阻的混聯(lián) 課后練習(xí)1求下列電路的等效電阻。2. 如圖所示電路，A、B間的等效電阻為_。3. 如圖所示電路（1）S1、S2打開時(shí)，a、b間的等效電阻為_。（2）S1閉合S2打開時(shí)，a、b間的等效電阻為_。（3）S1、S2閉合時(shí)，a、b間的等效電阻為_。4. 如圖所示電路，e、f間的等效電阻為_。第六節(jié) 萬用表的基本原理一、表頭（課前

20、閱讀）1簡述表頭原理。2表頭的參數(shù)：Ig滿偏電流；Rg表頭內(nèi)阻。二、直流電壓的測量（參照電壓表量程擴(kuò)大，自學(xué)）畫出電路圖1I=_I正比于U，可以用來測量電壓。2分壓電阻的計(jì)算R=_3多量程的電壓表例：圖示某萬用表的直流電壓表部分，它有5個量程，分別是U1=2.5V，U2=10V，U3=50V，U4=250V，U5=500V，表頭參數(shù)Rg=3K，Ig=50A，求各分壓電阻。三、交流電壓的測量1補(bǔ)充：二極管的單向?qū)щ娦酝〝鄺l件（二極管圖） _2闡述工作原理_四、直流電流的測量（自學(xué)）1利用并聯(lián)分流原理（畫出電路圖）I=_2多量程的電流表五、電阻的測量1mA 滿偏電流為Ig、內(nèi)阻為Rg的電流表R 調(diào)

21、零電阻2調(diào)零紅、黑表筆_，調(diào)R，使Ig=則指針滿偏，紅、黑筆間電阻為_。3測量接入電阻Rx，則I=_ 隨Rx變化，I也變化，每個Rx對應(yīng)一個I。4注意（1）刻度_；（2）測量隨電池內(nèi)阻r的變化有影響，_。六、使用萬用表的注意事項(xiàng)1了解性能及各符號字母的含義，會讀數(shù)，了解各部件作用及用法。2觀察表頭指針是否處于_。3測量前選擇正確的_：量程選擇：應(yīng)使表頭指針偏倒?jié)M刻度_左右。無法估算測量值時(shí)可從_量程當(dāng)逐漸減少到合適量程。4讀數(shù)（1）對有弧形反射鏡的表盤，應(yīng)使_。（2）估讀_小數(shù)。（3）了解每一刻度的值。5被測位_要分清。6測電流要_。7測電壓時(shí)要_在被測電路兩端。8測電阻時(shí)不可_測量。9測量過

22、程中不允許_選擇量程。10使用結(jié)束后，要置于_。自評項(xiàng)目 非常好基本滿意一般般比較差課前預(yù)習(xí)課堂聽課課堂筆記學(xué)習(xí)目標(biāo)作業(yè)復(fù)習(xí)【自我評價(jià)】【課后作業(yè)】1.補(bǔ)充完善學(xué)案，完成作業(yè)； 2.預(yù)習(xí)： 電阻的測量類 型內(nèi) 容內(nèi)接法外接法電路圖 實(shí)際值與測量值的關(guān)系適用場合第七節(jié) 電阻的測量一、伏安法基礎(chǔ)知識（預(yù)習(xí)并完成表格）二、電橋法1惠斯通電橋（1）電路平衡條件： （2）平衡時(shí)電路的分析: 2滑線試電橋（畫出電路圖并分析電路）3平衡電橋的重要應(yīng)用：求等效電阻。§2.7 電阻的測量 課后練習(xí)1.電阻的測量，以下的說法正確的（ ）A電橋法比伏安法精度高 B.內(nèi)接法比外接法精度高C.萬用表直接測量發(fā)

23、比電橋法精度高 D.內(nèi)接法適宜測量小阻值的電阻2.用電表內(nèi)接法測得待測電阻為R1，用安培表外接法測得待測電阻阻值為R2，若待測電阻的真實(shí)值為R0，則（ ）A.R1>R2>R0 B.R1=R2<R0C.R1>R0>R2 D.R2>R0>R13.伏安法測電阻有兩種方法：（1）外接法，適用于_，測量結(jié)果比真實(shí)值偏_。（2）內(nèi)接法，適用于_，測量結(jié)果比真實(shí)值偏_。4.實(shí)際測量中，安培表內(nèi)阻應(yīng)盡可能的_，而伏特表內(nèi)阻應(yīng)盡可能的_。5.在圖所示電路中，如果伏特表內(nèi)阻為1K，其讀數(shù)為10V。安培表讀數(shù)為0.11A，則待測電阻R的真實(shí)值為_。6.在圖所示電路中，如果伏特表的讀數(shù)為10V，安培表的讀數(shù)為0.1A，安培表內(nèi)阻為0.2，則待測電阻R的真實(shí)值為_。7.如圖所示電路中RAB=_。第八節(jié) 電路中電位的分析計(jì)算一、基本概念1零電位： 2電位差： 3電位：