高二物理電路歐姆定律知識精講

1、高二物理電路歐姆定律知識精講W本周4育內(nèi)容歐姆定律、電阻定律、超導(dǎo)及其應(yīng)用、電功和電功率、電熱、串、并聯(lián)電路“知識總結(jié)歸納（一）部分電路基本規(guī)律：.電流強度：Q7E乂式 I = 一 t決定式I =U （在閉合電路中I =-一）RR外 + r注：（1）電流有方向，但電流強度無方向，是一個標量。（2）歐姆定律適用金屬和液體導(dǎo)電，對氣體導(dǎo)電不適用。（3） I-U圖象，伏安特性曲線。.電阻R定義式： R = !I決定式：R = PS注：（1） P：電阻率，跟材料種類和溫度有關(guān)，金屬電阻率隨溫度升高而增大。當溫度降到絕對零度，P = 0 ,這種現(xiàn)象稱超導(dǎo)。.電功、電熱W = U I t 9適用于任何電路

2、Q = I 2RtC 2U 2純電阻電路 W =Q = I Rt =UIt = t非純電阻電路I =U, WQ, E苴它=WQR.電功率、電熱率：P 電二UI上適用于任何電路P熱=I 2r十收2 U2純電阻電路，歐姆定律成立，P電=P熱=UI = I 2r =-非純電阻電路，P電- P熱，P其它=P電- P熱串、并聯(lián)電路（1）串聯(lián)電路的基本特點，如圖 1所示 I = | 1 = I 24=Riu2r2IR R =Ri R2U =Ui U2 R = RiP2R2(2)并聯(lián)電路的基本特點：如圖2所示Ii Rn-u2uU圖2,111 I = I112 U = U1 = U 2R RR2 L = RI

3、2R12=色P2R1應(yīng)注意：并聯(lián)電阻的總值小于任意一個電阻，并聯(lián)電阻越多總電阻越小，但不是并聯(lián) 電阻越大總電阻越小，兩個電阻并聯(lián)，其中一個電阻增大，并聯(lián)總電阻應(yīng)是增大而不是減 小。亙高*點撥豆題區(qū)展三二例1.圖3所示電路由無限多個電阻組成，每個電阻的阻值均為R=1G , A、B兩點間的電阻Rab =。 AB-_圖3解析：可以認為A、B間的電阻為R與Rx并聯(lián)后與R串聯(lián)的總電阻，等效電路如圖4。Rab 二 R RRxRRxRx22Rab = Rx ,有 Rx = R + R , Rx - RRx - R = 0 ,求出 Rx = 1.62 R = 1.62Q。R Rx點評：本題要求求出無數(shù)多個電阻

4、的總電阻，初看起來，無法求解。但對電路結(jié)構(gòu)的 特點進行分析后畫出等效電路，此題也就迎刃而解了。顯然，正確使用等效電路的方法是 解決電路問題的重要方法。例2. 一輛電瓶車質(zhì)量為 500kg由內(nèi)阻不計的蓄電池組向直流電動機提供24V的電壓使車在水平地面上以0.8m/s的速度勻速行駛時，通過電動機的電流為 5A,設(shè)車受的阻力為車重 的0.02倍，則此電動機的內(nèi)阻是（）A. 48JB. 3.2?C. 1611 D. 0.4l,1解：電動機輸出機械功率 = Fv = 002 mgv = 80W電動機消耗電功率 P電=UI =120W2電動機損耗熱功率 P熱=P電- P機=I r，r = 1.6C ,選

5、C例3.如圖5中，AB和A配長度均為2km,每km阻值為1。的兩根輸電線，今發(fā)現(xiàn)在距離A和A等遠的兩點C和C間發(fā)生漏電，相當于兩點間連接了一個電阻?，F(xiàn)用電動勢為90V,內(nèi)阻不計的電源接在 AA間時，測得 BB間電壓為72V。把此電源接在 BB間, 測得AN間電壓為45V,試確定A與C間的距離以及漏電的等效電阻值。解析：已知AB、A B間兩根導(dǎo)線長均為 2km,每km阻值為1。,則AB、A B旬電阻 分別為2C,二根導(dǎo)線的總電阻為 4C。設(shè)AC間的距離為xm,則AC間的電阻為xQ , AC 間的電阻也為xC, CB、CB間電阻為（2x）C。當將電動勢e=90V,內(nèi)阻不計（r = 0）的電源接在

6、AA間時，等效電路如圖6所示。 電壓表的電阻可視為無限大，再串聯(lián)上CB、CB間導(dǎo)線幾歐的電阻仍為無限大，對電路結(jié)構(gòu)沒有影響。 RCB、RCB,、在圖中未畫出，圖中 R為漏電處電阻。以漏電處電阻R為研究對象，列部分電路歐姆定律方程,有I =匕；以導(dǎo)線ac和AC為對象列歐姆定律方程,同理，將電源接在有I =三11 ；串聯(lián)電路電流強度處處相等,2xBB間，電壓表接在 AA間時等效電路如圖則有7所示,R 4 -2x名=90/, U1=72V, U2=45V 代入上式,可解得Ui ；-UiR 2x同法可列出方R = 3.2建，x =04C,即AC間的距離為0.4km,漏電的等效電阻為 3.2。畫不出等效

7、電點評：這是路，無從求解。解答此題需要注意以下二點。其一是如何實現(xiàn)導(dǎo)線的長度和導(dǎo)線電阻間的相互轉(zhuǎn)化。由于每km導(dǎo)線阻值為1復(fù)，則長為x km的導(dǎo)線阻值為xQ。其次，通常電壓表電阻幾 kQ , 與幾夏的導(dǎo)線串聯(lián)，電壓表支路上的電阻仍是幾kC ,仍可認為是斷路，從而可畫出等效電路圖6和圖7。例4.在測定金屬的電阻率的實驗中，金屬導(dǎo)線長約 0.8m,直徑小于1mm,電阻在5Q左右。實驗步驟如下：L。在金屬導(dǎo)線三個不同的位(1)用米尺測量金屬導(dǎo)線的長度，測三次，求出平均值 置上用 測量直徑，求出平均值 do(2)用伏安法測量金屬導(dǎo)線的電阻Ro試把圖8中所給的器材連接成測量R的合適的線路。圖中電流表的量

8、程為0.6A,內(nèi)阻接近1建；電壓表的量程為 3V,內(nèi)阻為幾千歐；電源的電動勢為6V;變阻器的阻值為020C。在閉合開關(guān)前，變阻器的滑動觸點應(yīng)處于正 確位置。L、直徑(3)用上面測得的金屬導(dǎo)線長度P =算出所測金屬的電阻率。解析：(1)用螺旋測微器測量直徑。(2)電路圖及實物連線圖分別如圖9所示:d和電阻 R,可根據(jù)電阻率的表達式金屬導(dǎo)線電阻約為5G, 接。圖9與電流表內(nèi)阻接近， 而遠小于電壓表內(nèi)阻， 故應(yīng)采用電流表外,2 二d -(3)：=R4L例5.如圖10所示的電路，S閉合后燈泡A、B均正常發(fā)光，忽然，燈?B變暗而燈泡A 變亮，試判斷電路發(fā)生了什么故障（設(shè)只有一處故障）。圖10解析：電路發(fā)

9、生故障時，電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，電流、電壓、電功率等物理量也隨之改 變，一般情況下，發(fā)生故障的電路元件位置不變，出現(xiàn)短路或斷路現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^歐姆定UU 2律I =U、電功率公式 P =1 2R = J 等規(guī)律找出發(fā)生故障的原因。RR對題目進行分析后得知， 發(fā)生故障后燈B變暗、燈A變亮，即燈A兩端電壓U a變大、 通過燈A的電流增加，同時燈 B兩端電壓U B變小、通過燈 B的電流減少。如果故障發(fā)生在電源或 R1處，所引起的變化對兩燈是相同的。如R1斷路，則外電路電阻減小，總電流加大，IA、IB將同時增加，兩燈同時變亮，可以排除電源、電阻R1發(fā)生A B1故障的可能。故障一定發(fā)生在R2或R3處。若R2

10、（或R3）短路，不會有電流通過燈 A （或燈B）,燈A （或燈B）不亮。題目所 述故障現(xiàn)象為燈 B變暗燈A變亮，即兩燈都亮只是亮度變化，電功率改變，故障不是電阻 短路。若R2斷路而R3不變，則燈A、燈B所在支路的電阻變?yōu)?R= Ra + （Rb R3），比原（Rb R3）來增大。其結(jié)果是外電路總電阻加大、電壓 U升高，總電流I減小。對于燈 A來說，支路兩端總電壓升高，燈 A在支路中的電壓分配比例 UA也增大，所以UA升高，PA變大，燈 UA變亮，對于燈B來說，總電流變小，燈 B與R3的電流分配比例不變，所以IB減小，PB 減小，燈B變暗。同理可證，若R2不變而R3斷路，會出現(xiàn)燈 A變暗而燈B變

11、亮現(xiàn)象，該電路故障為 R2斷路。/實戰(zhàn)模擬_.甲、乙兩根由同種材料制成的保險絲，直徑分別為0.5mm和1mm,熔斷電流分別為2A和6A,把以上兩根保險絲拉直后并聯(lián)接入保險盒內(nèi)，允許通過的最大電流是()R3上無電流通過，已知電 )A. 6.0A B. 7.5A C. 8.0A D. 10A.如圖11所示，六個電阻的阻值均相同，由于對稱性，電阻 阻R6所消耗的功率為1W,則六個電阻所消耗的總功率為(C. 3W D. 2WA. 6W B. 5W圖11.傳感器是一種采集信息的重要器件。如圖 12所示，是一種測定壓力的電容式傳感器, 當待測壓力作用于可動薄片電極上時，可使薄片產(chǎn)生形變，使極板間距離發(fā)生變

12、化而引起 電容的變化。將此電容器、靈敏電流計和干電池串接成閉合電路，那么(1)當向上壓薄片電極時，電容將減小(2)當向上壓薄片電極時，電容將增大(3)若電流計有示數(shù)，則壓力發(fā)生變化(4)若電流計有示數(shù)，則壓力不發(fā)生變化A.(1)(3)B.(1)(4)C.(2)(3)D.(2)(4)固定電極薄片電極圖124.在許多精密的儀器中，如果需要較精確地調(diào)節(jié)某一電阻兩端的電壓，常常采用如圖13所示的電路。通過兩只滑動變阻器電和2對一阻值為500建左右的電阻R0兩端電壓進行粗調(diào)和微調(diào)。已知兩個滑動變阻器的最大阻值分別為200Q和10C。關(guān)于滑動變阻器R、R2的聯(lián)接關(guān)系和各自所起的作用，下列說法正確的是()A

13、.取R =2000, R =10Q ,調(diào)節(jié)R1起粗調(diào)作用B.取R1 =10C, R2 =20g ,調(diào)節(jié)R起微調(diào)作用C.取R =2000, R2 =10C ,調(diào)節(jié)R2起粗調(diào)作用D.取R =10G, R2 =2000 ,調(diào)節(jié)R1起微調(diào)作用圖135.照明供電線路和路端電壓基本上是保持不變的。可是我們在晚上七八點鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要顯得暗些。這是因為此時（）A.總電阻比深夜時大，干路電流小，每盞燈分到的電壓就小B.總電阻比深夜時大，干路電流小，每一支路的電流就小C.總電阻比深夜時小，干路電流大，每盞燈的電壓小.白熾燈的燈絲斷了，重新搭接上后再接入原來的電源上，關(guān)于燈的亮度的描述，以下 說法正確的是（）A.燈比原來亮B.燈比原來暗C.燈和原來一樣亮D.條件不足，不能確定.如圖14所示，R1、R2表示輸電體對地的絕緣電阻，電源電壓 U=600V, R0為負載 電阻，將開關(guān)K接到“ 1”時，電壓表示數(shù)為 -300V ；開關(guān)S接到“ 2”時，電壓表示數(shù)為 +120V,已知電表內(nèi)阻Rv =200kC ,求電阻Ri、R2的值。4-圖14http:/BD提示：R3無電流通過，則電路結(jié)構(gòu)為C1提示：上壓，則板間距 d減小，由Ch ,電谷將增大，電流計有小數(shù)，說明電谷器d所帶電量發(fā)生變化，由于電容器始終與電源相連，電壓不變，則必須是電容發(fā)生變化，則 壓力發(fā)生變化。BC提示：R1大，R