81《电路的基本定律串并联电路》 无答案.docx
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81《电路的基本定律串并联电路》无答案
第八章恒定电流
一、考纲要求
内容
要求
说明
1．欧姆定律
2．电阻定律
3．电阻的串、并联
4．电源的电动势和内阻
5．闭合电路的欧姆定律
6．电功率、焦耳定律
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
本单元是电磁学部分的重点内容，它既是电场知识的延续，又是磁与交流知识的基础。
部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律是电学中最基本的规律。
这两个规律以电流为中心，揭示了恒定电流大小的决定条件是电路的物理性质（电阻、电阻的串联、并联）、电源的物理性质（电源电动势及内阻），是高考的必考内容，常常也是难点。
电路分析包括电路分析、电路变化、动态问题分析、电功、电功率分配问题分析，侧重点一般不在对基本概念的理解、辨析方面，而在物理知识应用与分析能力方面，在高考中出现的几率最大，多以选择题的形式出现。
电学实验，在整个物理学实验的考查内容中所占比重最大，电路实验是整个电学的精华所在，能够比较好地检查学生对电学量的测量能力和水平，灵活性强，能从不同角度命题。
近年来的高考题难度也逐渐增大，已从教材上原实验的照搬照抄，上升为运用基本电学一起进行设计性实验，常以“活题”的形式出现。
尤其是电阻的测量，年年考，题越出越活。
二、知识网络
第1讲电路的基本定律串、并联电路
★考情直播
1、考纲要求
考纲内容
能力要求
考向定位
1．欧姆定律
2．电阻定律
3．电阻的串、并联
4．电功率、焦耳定律
1．熟练掌握欧姆定律及应用。
2．理解电阻定律、电阻率及电阻的决定因素。
3．掌握串、并联电路的基本特征。
4．掌握电功、电功率及焦耳定律。
考纲对电流，欧姆定律，电阻和电阻定律，电阻的串，并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用，电功和电功率，串联，并联电路的功率分配均作Ⅱ级要求．故必须熟练掌握对基本概念和定律的理解．
2、考点整合
考点一基本概念与定律
1．电流：
电荷的形成电流。
，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
在电解液导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I＝q/t计算电流强度时q为正、负电荷电量的代数和。
电流的微观表达式：
I=nqvS
2．欧姆定律：
导体中的电流I跟成正比，跟成反比。
（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）
3.电阻定律：
在温度不变时，导体的电阻跟它的成正比，跟它的成反比。
表达式：
R=ρ
特别提醒
一、电流的方向性：
电流是标量，但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向运动方向与电流方向相反。
二、公式R＝
是电阻的定义式，而R=ρ
是电阻的决定式R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的，导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U＝0，它的电阻仍然照旧存在。
[例1]有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向转动速度为υ，在△t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（）
A．nυS△tB．nυ△tC．I△t/eD．I△t/（Se）
[例2]（2008江苏卷）2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其它电阻应用的说法中。
错误的是
A.热敏电阻可应用于温度测控装置中
B.光敏电阻是一种光电传感器
C.电阻丝可应用于电热设备中
D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。
考点二电功和电热的区别
1、电功：
在导体两端加上，导体内就建立了，导体中的自由电荷在的作用下发生定向移动而形成电流，此过程中电场力对自由电荷做功，我们说电流做了功，简称电功。
表达式：
。
2、电功率：
电流所做的功跟完成这些功的比值。
表达式：
。
3、焦耳定律：
电流通过导体产生的热量，跟、和成正比。
表达式：
纯电阻用电器：
电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。
非纯电阻用电器：
电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。
特别提醒
在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt=
t是通用的，没有区别，同理P=UI=I2R=
也无区别，在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其它形式的能；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt，这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其它+Q，电功就只能用W=UIt计算，电热就只能用Q=I2Rt计算。
[例3]某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）.
考点三串、并联电路
1、串联电路：
用导线将、、逐个依次连接起来的电路。
串联电路的特征如下：
①I=I1=I2=I3=…
②U=U1+U2+U3+…
③R+R1+R2+R3+…
④
=
=
=…=
=I
⑤
=
=
=…=
=I2
2、把几个导体连接起来，就构成了并联电路。
并联电路的特征如下：
①I=I1+I2+I3+…
②U=U1=U2=U3=…
③
=
+
+
+…
④I1R1=I2R2=I3R3=…I3R3=…=IR=U
⑤P1R1=P2R2=P3R3=…=PR=U2
特别提醒
1、并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻；当并联电路中某支路电阻增大时，则并联部分总电阻也增大，反之亦然。
2、若并联电路中各支路电阻之和为定值时，则当各支路电阻相等时，并联总电阻有最大值。
3、串联电路中的串联分压和并联电路中的并联分流正是伏特表和安培表的改装原理。
[例4]如图所示，有四盏电灯连接在电路中，L1和L2都标有“220V100W”字样，L3和L4都标有“220V40W”字样，把电路接通后，最暗的是（）
A．L1B．L2C．L3D．L4
考点四电路简化
１．等电势法：
将电势相同的点看成连接在一起，也可以将电势相同的点拆开.
在分析复杂电路时，首先应找出各个结点，凡是用导线相连的两结点是等势点（如果有理想电流表时可以将电流表看作导线），可以看成连在一起，连在相邻两个结点间的电阻是并联，当把最基本的电路等效后，可以对高一级的电路进一步等效．
２．回路法：
按电流的流动方向，看各用电器之间是串还是并.
实际电路简化处理中，常常将电压表看成是断路，而将电流表看成短路，除去电压表与电流表后，再重新画出其电路图，这样比较容易看清楚用电器之间的串并联关系．
[例5]由5个1Ω的电阻，连接成如图示的电路，导线的电阻不计，则AB间的等效电阻是（）
★高考重点热点题型探究
串、并联电路的综合应用
[例1]（2008宁夏卷）15.一个T型电路如图所示，电路中的电
.另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计。
则
A.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40
B.当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40
C.当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80V
D.当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V
[例2]（2008海南卷）11、当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值（填“变大”、“不变”或“变小”）．半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随变化而改变的特性制成的．
[例3]（2007·上海）
如图所示，AB两端接直流稳压电源，UAB＝100V，R0＝40，滑动变阻器总电阻R＝20，当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压UCD为___________V，通过电阻R0的电流为_____________A
[剖析]由分压原理可知UCD=80V，根据欧姆定律I0=80/40=2A
[答案]80，2
[点评]考查串联电路的分压规律
[例4]
（2008重庆卷）15.某同学设计了一个转向灯电路（题15图），其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源.当S置于位置1时，以下判断正确的是
A.L的功率小于额定功率
B.L1亮，其功率等于额定功率
C.L2亮，其功率等于额定功率
D.含L支路的总功率较另一支路的大
[例5]（2006·江苏）电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保
温功能，其工作原理大致相同。
图①为某种电热式电器的简化电路图，主要远件有电阻丝R1、R2和自动开关S。
（1）当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？
（2）用电器由照明电路供电U=220V，设加热时用电器的电功率为400W，保温时用电器的电功率为40W，则R1和R2分别为多大？
（3）若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D，如图②所示，其它条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能。
★抢分频道
◇限时基础训练（20分钟）
班级姓名成绩
1．在如图3所示的电路中，电源的内阻r不能忽略，其电动势ε小于电容器C的耐压值，闭合开关S，待电路稳定后，再断开开关S，则在电路再次达到稳定后，下列说法中正确的是（）
A.
电阻R1两端的电压增大
B.电容器C两端的电压减小
C.电容器C内的电场强度增大
D.电源的路端电压减小
1、答案：
C
解析：
考查含容电路，含容的支路当断路，其支路上的导体当导线处理
2．有三个电阻串联，如图1所示，安培表是完好的，合上电键
S后，发现安培表的示数为零，在不拆开电路的前提下，通过伏特表测
量各连接点的电压值，可判断故障原因。
伏特表测量数据为Uab=Ucd=0，
Uac≠0，则该电路的故障原因可能是
A．R1断路B．R2断路C．R3断路D．R1、R2、R3均断路
2、答案：
B
解析：
由安培表的示数为零可知,电路一定有某处断路。
由Uab=0可知，断点可能为R2或R3；由Ucd=0可知，断点可能为R1或R2；而Ubc≠0，说明R1、R3均不可能断开，故断路处一定是R2
3．（2008·深圳市南头中学）某研究所为了确定不同因素对钨丝白炽灯平均使用寿命的影响，做了如下三个实验。
实验一：
使灯泡内气体压强为0.1po（po=1.01×105Pa）,将灯泡内不同粗细、相同长度的钨丝通电加热到2400K的恒温，则维持这一温度所需的电流以及灯丝的平均使用寿命如下表一所示。
实验二：
在压强为25μm的相同灯泡内加入不同数量的惰性气体，从而改变灯泡内部的压强，且使钨丝的温度保持在2400K。
则当灯泡内压强从0.1po增大到0.5po后，灯泡的平均寿命从800h增大到时6000h；超过0.5po后，灯泡平均寿命递减。
实验三：
在压强为0.1po、钨丝粗细为250μm的灯泡内，通过改变流过钨丝的电流来改变灯丝的温度，灯泡的平均使用寿命与灯丝温度及电流的关系如下表二所示。
表一
表二
灯丝粗细/μm
电流/A
平均使用寿命/h
灯丝温度/K
电流/A
平均使用寿命/h
25
0.05
800
2400
5.00
8000
50
0.20
1600
2600
6.61
377
100
0.80
3200
2800
7.48
29.5
250
5.00
8000
3000
8.38
3.4
根据以上提供的实验信息，试完成下列问题：
（1）观察表一中实验数据，可归纳得出两个结论是：
①________________；②____________。
（2）实验一中，若灯丝粗细为75μm，且灯丝的发热电阻为500Ω，要保证该灯丝的平均使用寿命为2400h，则加在该灯泡两端的电压为多大？
（3）在相同的温度下，下列四种灯丝平均使用寿命最长的是（）
A．50μm粗细的灯丝并充有2.5po的惰性气体
B．100μm粗细的灯丝并充有0.5po的惰性气体
C．150μm粗细的灯丝并充有0.1po的惰性气体
D．150μm粗细的灯丝并充有0.5po的惰性气体
（4）根据表二的实验结果,可以预测:
在实验三相同的实验条件下,钨丝工作温度在2300K时其平均使用寿命最接近于（）
A.50hB.500hC.2400hD.24000h
4．（2008·广州市）神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质─髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106Ω·m。
某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体，当在其两端加上电压U=100V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为（）
A．0.31μAB．0.62μAC．0.15μAD．0.43μA
5．（2008·汕头）两个小灯泡的标识分别是L1“6V6W”，L2“6V9W”，把它们分别接在同一直流电源上，L1消耗的功率恰好为6W，则L2消耗的功率为（电源内阻不可忽略）（）
A．一定小于9WB．一定等于9W
C．一定大于9WD．条件不足，不能确定
◇基础提升训练
1．根据部分电路欧姆定律，下列判断正确的有（）
A．导体两端的电压越大，电阻就越大
B．导体中的电流越大，电阻就越小
C．比较几只电阻的I－U图象可知，电流变化相同时，电压变化较小的图象是属于阻值
较大的那个电阻的
D．由
可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
2．关于三个公式：
①
，②
③
，下列叙述正确的是（）
A．公式①适用于任何电路的电热功率
B．公式②适用于任何电路的电热功率
C．公式①、②、③适用于任何电路电功率
D．上述说法都不正确
3．鸟儿落在110kV的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但鸟儿仍然安然无恙。
这是因为（）
A．鸟有耐高压的天性B．鸟脚是干燥的，所以鸟体不导电
C．鸟两脚间的电压几乎为零D．鸟体电阻极大，所以无电流通过
4．图中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计。
开关K接通后，流过R2的电流是K
接通前的（）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，电源和电压表都是好的，当滑片由a滑到b的过程中，电压表的示数都为U，
下列判断正确的是（）
A．a处接线断开B．触头P开路
C．a、b间电阻丝开路D．b处接线开路
6．一块厚度均匀的矩形被测样品，它沿不同方向的电阻率不同，已知长AB是宽CD的两倍，沿对称轴测得电阻均为R，则沿AB方向的电阻率与沿CD方向的电阻率之比是。
7．用电压表检查图3电路中的故障，测得Uad=5.0V,Ued=0V,Ube=0V,Uab=5.0V,则此故障可能是
A.L断路
B.R断路
C.R′断路
D.S断路图3
◇能力提升训练
第I卷（共40分）
一、选择题（本题包括6小题，每小题8分，共48分。
每小题至少有1个选项符合题意）
1.如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为U，则
①通过两段导体的电流相等
②两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同
③细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压U2
④细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度
A.①B.①②C.①②③D.①②③④
2．如图所示，是某一电路的一部分，其中：
R1=5Ω，R2=1Ω，R3=3Ω，I1=0.2A，I2=0.1A，则
电流表上的电流为（）
A．0.2A，方向向右B．0.15A，方向向左
C．0.2A，方向向左D．0.3A，方向向右
3、一辆电瓶车，质量为500kg，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A，设车所受的阻力是车重的0.02倍（g=10m/s2），则此电动机的内阻是（）
A．4.8ΩB．3.2ΩC．1.6ΩD．0.4Ω
4、如图8示，电源内阻不可忽略，R1=10Ω，R2=8Ω，当开关S扳到位置1时，电压表示数为2.0V，当开关S扳到位置2时，电压表示数有可能是（）
A．2.2V B．1.9VC．1.6V D．1.3V
5、许多精密仪器中常常采用如图所示的电路精确地调节某一电阻的两端电压，图中R1、R2是两只滑动变阻器，通过它们可以对负载电阻R0（阻值约为500欧）两端的电压进行粗调和微调，已知两滑动变阻器的最大电阻分别是200欧、10欧，那么下面关于R1、R2的说法中正确的是（）
A、如R1=200Ω，R2=10Ω，调节R1起粗调作用
B、如R1=10Ω，R2=200Ω，调节R1起微调作用
C、如R1=200Ω，R2=10Ω，调节R2起粗调作用
D、如R1=10Ω，R2=200Ω，调节R2起微调作用
6.家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT元件，PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ与温度t的关系如图所示.由于这种特性，PCT元件具有发热、控温双重功能.对此，以下判断中正确的是
A.通电后，其电功率先增大后减小
B.通电后，其电功率先减小后增大
C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变
D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2间的某一值不变
第Ⅱ卷（共52分）
7．（10分）将阻值为16Ω的均匀电阻丝变成一闭合圆环，在圆环上取Q为固定点，P为滑键，构成一圆形滑动变阻器，如图1—28—8所示，要使Q、P间的电阻先后为4Ω和3Ω，则对应的θ角应分别是_______和_______.
8.（10分）甲、乙两地相距6km，两地间架设两条电阻都是6Ω的导线.当两条导线在甲、乙两地间的某处发生短路时，接在甲地的电压表，如图所示，读数为6V，电流表的读数为1.2A，则发生短路处距甲地多远？
9．（14）在研究微型电动机的性能时，应用如下的实验电路，当调节变阻器Ｒ使电动机停止转动时，电流表和电压表测得的数据是0.5A，2.0V，重新调节Ｒ使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的读数分别是2.0A，24.0V，则这台电动机运转时的输出功率是多少？
电动机的效率是多少？
10.（18分）如图所示是一种悬球式加速度仪.它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度.m是一个金属球，它系在细金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为l的电阻丝，其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计.电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表
（金属丝和导线电阻不计）.图中虚线OC与AB相垂直，且OC=h，电阻丝AB接在电压恒为U的直流稳压电源上.整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向θ，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小.
（1）当列车向右做匀加速直线运动时，试写出加速度a与θ角的关系及加速度a与电压表读数U′的对应关系.
（2）这个装置能测得的最大加速度是多少?
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