
知識點二 常見元器件在電路中的作用1.電感器具有“通直流阻交流”的作用,即電感線圈對交流有限流作用.2.電容器具“通交流隔直流”的作用.3.電阻器在電路中的主要作用是調節(jié)電路中的電流和電壓.4.二極管可作為各種邏輯電路的開關,或對高頻交流電路進行濾波整流等.
知識點三 電動勢1.電源的作用:通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電能.2.電動勢.(1)物理:描述電源將其他形式的能轉化為電能的本領.
(3)電源電動勢的大小只取決于電源本身的性質,與電源的體積無關,也與外電路無關.
知識點五 路端電壓與負載的關系1.當外電路的阻值減小時,由閉合電路歐姆定律可知,電路中的電流I增大,內電壓增大,路端電壓減小.2.路端電壓U與電流I的關系圖像如圖所示,可知:
(1)圖像是一條向下傾斜的直線.(2)路端電壓U隨著電流I的增大而減小.
1.關于電容器和電感器,下列說法中正確的是( ?。〢.電容器和電感器對交變電流有阻礙作用,因此不能讓交變電流通過B.電容器和電感器對直流電流有阻礙作用,但可以讓直流電流通過C.電容器和電感器對直流電流都沒有阻礙作用D.電感器對交變電流有阻礙作用
解析:電感器對交變電流有阻礙作用,但不能阻止,所以回路中有電流;電容器對直流電來說相當于斷路,所以A、B、C錯誤.
2.(多選)關于電動勢和電壓,下列說法正確的是( ?。〢.電動勢E是由電源本身決定的,跟外電路無關B.電動勢E的單位與電勢、電勢差的單位都是伏特,故三者本質上一樣C.電動勢不是電壓,但它數(shù)值上等于將1 C電荷在電源內從負極運送到正極電場力做功的大小D.電動勢是表示電源把其他形式的能轉化為電勢能的本領大小的物理量
解析:電動勢是表示電源把其他形式的能轉化為電勢能的本領大小的物理量,電動勢E由電源本身決定,跟外電路無關,電勢與電勢差是描述電場的能的性質的物理量,電動勢E與電勢、電勢差本質不同,A、D正確,B錯誤.電動勢不是電壓,電動勢對應非靜電力做功而不是電場力做功,C錯誤.
探究一 進一步理解電源電動勢1.對概念的理解.(1)對于不同電源,電動勢不同,表示將其他形式的能轉化為電能的本領不同,其實質是非靜電力做功的本領不同,即把相同數(shù)量的正電荷在電源內部從負極搬運到正極,非靜電力做功的多少不同.例如,蓄電池的電動勢為2 V,表示在蓄電池內移送1 C的電荷時,可以將2 J的化學能轉化為電能.
(3)為了研究問題方便,規(guī)定電動勢的方向為電源內部電流方向,即由電源負極指向正極,但電動勢是標量.2.電動勢和電壓的區(qū)別與聯(lián)系.
1.現(xiàn)代生活離不開電源,電子表、照相機、移動電話、計算器及許多電子產(chǎn)品,都需要配備各式各樣的電源.以下關于電源的說法,正確的是( ?。〢.電源的作用是在電源內部把電子由負極不斷地搬運到正極,從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢差B.電源的作用就是將其他形式的能轉化為電能C.只要電路中有電源,電路中就一定有電流D.電源實質上也是一個用電器,也需要外界提供能量
解析:電源的作用是維持正、負極之間有一定的電勢差,這需要電源不斷地將其內部的負電荷向負極聚集,將正電荷向正極聚集.外電路中自由電子在電場力的作用下向正極移動;在電源內部,需要將正極上的電子搬運到負極,維持電勢差不變,故A錯誤;從能量轉化的角度來看,電源在搬運電荷的過程中,需要克服電場力做功,將其他形式的能轉化為電能,故B正確;若要電路中有電流,不僅需要有電源,還需要電路是閉合的,兩者缺一不可,故C錯誤;電源是對電路提供能量的裝置,故D錯誤.故選B.
2.小剛家里購買了一款掃地機器人,如圖所示.小剛仔細檢查了這個新掃地機器人,發(fā)現(xiàn)銘牌上標有如下表所示數(shù)據(jù),則該掃地機器人( ?。?br/>A.額定工作電流為0.25 AB.充滿電后正常工作的時間為2.5 hC.電池充滿電后儲存的總電荷量為18 720 CD.以額定電流工作時每小時消耗能量為55 J
探究二 對閉合電路歐姆定律的理解1.閉合電路歐姆定律的表達形式.
2.路端電壓U隨電流I變化的圖像(U-I關系圖).(1)U-I圖像的函數(shù)表達式:U=E-Ir.(2)U-I圖像:位于第一象限,與橫縱坐標軸相交的傾斜直線,如圖所示.(3)幾個特點.①三個特征量:與縱軸交點表示電動勢,與橫軸交點表示短路電流,直線斜率的大小表示電源的內阻.
【典例2】 如圖所示電路中,電阻R1=R2=R3=10 Ω,電源內阻r=5 Ω,電壓表可視為理想電表.當開關S1和S2均閉合時,電壓表的示數(shù)為10 V.求:
(1)電阻R2中的電流;(2)路端電壓;(3)電源的電動勢;(4)當開關S1閉合而S2斷開時,電壓表的示數(shù).
閉合電路問題的求解方法(1)分析電路特點:認清各元件之間的串、并聯(lián)關系,特別要注意電壓表測量哪一部分的電壓,電流表測量哪個用電器的電流.(2)求干路中的電流:若各電阻阻值和電動勢都已知,可用閉合電路的歐姆定律直接求出,也可以利用各支路的電流之和來求.(3)應用閉合電路的歐姆定律解決問題時,應根據(jù)部分電路的歐姆定律和電路的串、并聯(lián)特點求出部分電路的電壓和電流.
3.在如圖所示的電路中,電源內阻r為1 Ω,電阻R為5 Ω,理想電壓表示數(shù)為1.50 V,則電源電動勢為( ?。〢.1.5 V B.1.8 VC.2.0 V D.3.0 V
4.如圖所示的電路中,電源電動勢E=9 V,電阻R1=2.5 Ω,R2=3 Ω,當電阻箱Rx調到3 Ω時,電流表的示數(shù)為2 A.求:
(1)電源的內電阻;(2)調節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)為1.8 A時,電阻R2的電流.
探究三 閉合電路的動態(tài)分析問題1.閉合電路動態(tài)分析的思路.閉合電路中由于局部電阻變化(或開關的通斷)引起各部分電壓、電流(或燈泡明暗)發(fā)生變化,分析這類問題的基本思路:
(2)結論法——“并同串反”.①“并同”是指某一電阻增大時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大;某一電阻減小時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小.②“串反”是指某一電阻增大時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??;某一電阻減小時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大.
(3)特殊值法與極限法:指因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論.一般用于滑動變阻器兩部分在電路中都有電流時的討論.
【典例3】 如圖所示,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,三個燈泡亮度的變化情況是( ?。〢.L1變亮,L2和L3均變暗B.L1變亮,L2不能確定,L3變暗C.L1變暗,L2變亮,L3也變亮D.L1變亮,L2變亮,L3變暗
解析:當P向右移動時,滑動變阻器的電阻減小,則總電阻減小,總電流增大,所以U3變大,L3變亮,內電壓增大,路端電壓減小,所以L1的電壓減小,L1變暗;總電流變大,又I1是變小的,所以L2的電流增大,L2變亮.
5.如圖所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,R為可變電阻,電源的電動勢為E,內阻為r,若開關S閉合后,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I,當可變電阻R的滑片向右端移動時,下列說法中正確的是( ?。〢.U變小,I變大 B.U變小,I變小C.U變大,I變大 D.U變大,I變小
6.(多選)閉合電路的電源電動勢為E、內阻為r,如圖所示,閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P從右端滑到左端時,下列說法中正確的是( ?。?br/>A.小燈泡L1、L3變亮,L2變暗B.小燈泡L1、L2變亮,L3變暗C.兩電表中,電壓表V1示數(shù)變化量較小D.兩電表中,電壓表V2示數(shù)變化量較小
解析:當滑動變阻器的滑片P從右端滑到左端時,導致整個回路電阻變小,干路電流變大,即L2電流變大、電壓變大,故L2變亮,內阻電壓也變大,導致L1、滑動變阻器、L3并聯(lián)部分電壓變小,可知流過L3電流變小,故L3變暗,流過L1電流變大,故L1變亮,A錯誤,B正確;電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)變大,電源內電壓變大,電動勢不變,故電壓變大量與變小量相等,可知兩電表中,電壓表V2示數(shù)變化量較小,C錯誤,D正確.故選BD.
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