2021版高考物理教科版大一轮复习基础自查学案：8.2 电路 电路的基本规律
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第2讲 电路 电路的基本规律
必备知识
一、电阻的串、并联的特点
1.特点:
| 串 联 | 并 联 |
电 流 | I=I1=I2=…=In | I=I1+I2+…+In |
电 压 | U=U1+U2+…+Un | U=U1=U2=…=Un |
电 阻 | R=R1+R2+…+Rn | =++…+ |
电压与电 流分配 | 电压与各部分电路的 电阻成正比 | 电流与各支路的 电阻成反比 |
功率分配 | 与各部分电路的电阻成正比 | 与各支路的电阻成反比 |
2.电压表、电流表的改装:
(1)电压表的改装。
电压表是根据串联电路的分压作用,在表头上串联一个分压电阻,并在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的。
(2)电流表的改装。
电流表是根据并联电路的分流作用,在表头上并联一个分流电阻,并在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的。
二、电源的电动势和内阻
1.电动势:
(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式:E=,单位:V。
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。
2.内阻:电源内部也是由导体组成的,也有电阻r,叫作电源的内阻,它是电源的另一个参数。
三、闭合电路的欧姆定律
1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
2.公式:
(1)I=(只适用于纯电阻电路)。
(2)E=U外+Ir(适用于所有电路)。
如图,由电源、灯泡L1、L2组成闭合电路,开关闭合时,
外电阻R=RL1+RL2,电流I=。
3.路端电压U与电流I的关系:
(1)关系式:U=E-Ir。
(2)电源的U-I图像。
①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势。
②当外电路电压U=0时,横坐标的截距为短路电流。
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
基础小题
1.判断下列题目的正误。
(1)串联电阻的总阻值大于电路中任意一个电阻。 ( )
(2)并联电阻的总阻值大于电路中任意一个电阻。 ( )
(3)电流表改装时,并联的电阻越小,改装后的量程越大。 ( )
(4)电动势就是电源两极间的电压。 ( )
(5)当外电阻增大时,路端电压也增大。 ( )
(6)闭合电路中的短路电流无限大。 ( )
提示:(1)√。根据R=R1+R2+…+Rn可知串联电阻的总阻值大于任意一个电阻。
(2)×。根据=++…+可知并联电阻的总阻值的倒数大于任意一个电阻的倒数,所以并联电阻的总阻值小于任意一个电阻。
(3)√。电流表改装时,并联的电阻越小,分流越大,改装后的量程越大。
(4)×。电动势的大小等于电路内、外电压之和。
(5)√。当外电阻增大时,根据I=可得闭合电路的电流减小,根据U=E-Ir可得U增大。
(6)×。当闭合电路短路时,有I=,并不是无限大。
2.(教材改编题)如图是有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,量程为0～10 V,当使用a、c两个端点时,量程为0～100 V。已知电流表的内阻Rg为500 Ω,满偏电流Ig为1 mA,则电阻R1、R2的值分别为 ( )
A.9 500 Ω 90 000 Ω B.90 000 Ω 9 500 Ω
C.9 500 Ω 9 000 Ω D.9 000 Ω 9 500 Ω
【解析】选A。接a、b时,串联R1,由串联电路特点有R总=R1+Rg=得R1=-Rg=
9 500 Ω。接a、c时串联R1、R2,同理有R总′=R1+R2+Rg=得R2=-Rg-R1=
90 000 Ω。
3.如图所示,电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,已知R0=r,滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,下列说法中正确的是 ( )
A.电路中的电流变小
B.电源的输出功率先变大后变小
C.滑动变阻器消耗的功率变小
D.定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小
【解析】选C。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,外电路电阻减小,电路中的电流变大,当滑片位于b端时,r=R外,电源的输出功率最大,选项A、B错;当把定值电阻R0看作电源内阻,滑动变阻器的滑片P位于a端时,滑动变阻器消耗的功率最大,由a端向b端滑动时,滑动变阻器消耗的功率变小,选项C对;由P=I2R0知,定值电阻R0上消耗的功率变大,选项D错。
4.(多选)甲、乙两个电源的路端电压U和电流I的关系图像如图所示,设两个电源的内阻分别为r甲、r乙。若将一定值电阻R分别接到两个电源上,设R消耗的功率分别为P甲、P乙,则关于两个物理量大小关系判断正确的是 ( )
A.r甲>r乙 B.r甲<r乙
C.P甲>P乙 D.P甲<P乙
【解析】选B、C。
由图像可知,图像乙斜率的绝对值大于图像甲斜率的绝对值,因此r甲<r乙,选项A错误,B正确;在同一坐标系内作出电阻R的U-I图像,如图所示,图像与两个电源的U-I图像的交点为电路的工作点,根据P=IU可知R消耗的功率P甲>P乙,故C正确,D错误;故选B、C。
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