一、常見的電路元器件1．填一填(1)常見的元器件：電阻器、________、________和二極管。(2)電路：通常將需要的電阻器、電感器、電容器等元器件裝配在同一個電路板上，再通過金屬導(dǎo)線將各個元器件連接組成__________，當(dāng)輸入端接入______時，電子在閉合回路中______流動，這個閉合回路稱為電路。(3)電感器具有“通______阻交流”的作用，電容器具有“通_______隔直流”的作用。
2．判一判(1)電阻器的阻值都是固定的。( )(2)電感器具有“通直流阻交流”的作用。( )(3)電容器具有“通直流隔交流”的作用。( )
3．想一想觀察如圖所示的電路，回答以下問題。
問題1：閉合開關(guān)S1、S2、S3，雙刀雙擲開關(guān)接直流電源，S2′斷開時三個燈泡有什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？提示：L1、L3發(fā)光，L3較亮、L2不發(fā)光。問題2：閉合開關(guān)S1、S2、S3，雙刀雙擲開關(guān)接交流電源，S2′斷開和閉合時三個燈泡有什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？提示：S2′斷開和閉合，L1、L3不受影響，L2都能發(fā)光，但S2′閉合時L2更亮。
二、電動勢1．填一填(1)電源電動勢在數(shù)值上等于不接用電器時電源正負(fù)兩極間的______。(2)非靜電力。①非靜電力的作用：把正電荷在電源內(nèi)部由______搬運(yùn)到_____，同時在該過程中非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為______。②非靜電力的來源：在電池中是指______作用，在發(fā)電機(jī)中是指______作用。(3)電動勢。①定義：非靜電力把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的___跟被搬運(yùn)的_______的比值。
③單位：_____，用符號“V”表示。④物理意義：電動勢的大小反映了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為______的本領(lǐng)，電動勢大，表示電源的轉(zhuǎn)化本領(lǐng)大。2．判一判(1)電源只能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。( )(2)電動勢與電勢差實(shí)質(zhì)上是一樣的。( )(3)電源的電動勢越大，電源內(nèi)部非靜電力做功的本領(lǐng)越大。( )3．想一想電源中非靜電力的作用是什么？提示：在電源中，非靜電力做功，把一定數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極，使電荷的電勢能增加，從而把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能。
(5)路端電壓與電流關(guān)系。①公式：U外＝_______。②圖像(U-I圖像)：如圖所示是一條傾斜的直線，該直線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)表示_________，斜率的絕對值表示_________。2．判一判(1)閉合電路中沿著電流的方向電勢一定降低。( )(2)閉合電路的電流跟內(nèi)、外電路電阻之和成反比。( )(3)電路斷開時，電路中的電流為零，路端電壓也為零。( )
3．想一想如圖為閉合電路中的電勢變化情況的示意圖，試說明哪部分是外電路、內(nèi)電路，電勢是如何變化的？電源電動勢為多大？提示：從A直接到B為外電路，電勢逐漸降低；從B到C到A為內(nèi)電路，在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢也降低；另一方面，沿電流方向存在電勢“躍升”——BC 和DA化學(xué)反應(yīng)層；電源電動勢為BC＋DA。
探究(一)　　對電動勢的理解和應(yīng)用[問題驅(qū)動]如圖所示是閉合電路中電勢升降的一個比喻。請思考圖中左邊的升降機(jī)在閉合電路中相當(dāng)于哪個元件？升降機(jī)對兒童做功相當(dāng)于閉合電路中的什么力做功？提示：升降機(jī)相當(dāng)于電源，升降機(jī)對兒童做功相當(dāng)于閉合電路中非靜電力對電荷做功?！　　　?
[多選]鉛蓄電池的電動勢為2 V，這表示(　　)A．電路中每通過1 C電荷量，電源把2 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．鉛蓄電池斷開時兩極間的電壓為2 VC．鉛蓄電池能在1 s內(nèi)將2 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能D．鉛蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池(電動勢為1.5 V)的大
理解電動勢的“三點(diǎn)注意”(1)電動勢由電源本身決定，與外電路無關(guān)。(2)電動勢是標(biāo)量，但有方向，物理學(xué)中規(guī)定方向?yàn)橛韶?fù)極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極，即電源內(nèi)部電流的方向。(3)電源的內(nèi)部也有電阻(即內(nèi)電阻)，當(dāng)電荷流經(jīng)電源內(nèi)部時也有電壓降(即內(nèi)電壓)。
[素養(yǎng)訓(xùn)練]1．電源電動勢反映了電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力，因此 (　　)A．電動勢是一種非靜電力B．電動勢越大，表明電源儲存的電能越多C．電動勢一定等于閉合電路中電源兩端的電壓D．電動勢的大小是非靜電力做功本領(lǐng)的反映
解析：電動勢是反映電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的物理量，電動勢不是一種非靜電力，電動勢越大說明這種轉(zhuǎn)化本領(lǐng)越強(qiáng)，但不能說明儲存的電能越多，A、B錯誤，D正確；閉合電路中電源電動勢大小等于內(nèi)、外電壓之和，或者等于開路電壓，電源有內(nèi)阻，所以閉合電路中電源兩端的電壓小于電動勢，故C錯誤。答案：D　
2．下面對電源電動勢概念的認(rèn)識正確的是 (　　)A．電源的電動勢與體積有關(guān)B．在閉合電路中，電動勢等于內(nèi)、外電壓之和C．電源電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢越大D．電動勢、電壓和電勢差雖名稱不同，但物理意義相同，所以單位也相同
解析：電動勢是由電源的性質(zhì)決定的，與體積大小無關(guān)，故A項(xiàng)錯誤；電源電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，即在電路中通過一定電荷量時，電源提供的電能越多，電動勢越大，并不是電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢越大，因?yàn)檗D(zhuǎn)化的能量除與電動勢有關(guān)外，還與所經(jīng)歷的時間、用電情況有關(guān)，故C項(xiàng)錯誤；電動勢和電勢差意義不同，電勢差是表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)的物理量，故D項(xiàng)錯誤。答案：B
探究(二)　對閉合電路的歐姆定律的理解[問題驅(qū)動]如圖為閉合電路的組成。(1)在外、內(nèi)電路中，沿著電流方向，各點(diǎn)電勢如何變化？提示：在外電路中沿電流方向電勢降低；在內(nèi)電路中沿電流方向電勢升高。(2)若電源電動勢為E，電路中的電流為I，在t時間內(nèi)非靜電力做功多少？提示：EIt。(3)閉合電路的電流I與電動勢E、外電阻R和內(nèi)電阻r的關(guān)系怎樣？
[重難釋解]1．常見的關(guān)系式
2．兩點(diǎn)提醒(1)外電路短路時電路中電流較大，為防止將電源、電路燒壞或引發(fā)火災(zāi)事故，一般不允許這種情況發(fā)生。(2)外電路含有非純電阻元件(如電動機(jī)、電解槽等)時，不能直接用歐姆定律解決電流問題，可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)或能量守恒定律列式計(jì)算。
如圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6 V和0.4 A。當(dāng)S斷開時，它們的示數(shù)各改變0.1 V和0.1 A，求電源的電動勢和內(nèi)電阻。[解題指導(dǎo)](1)兩電表讀數(shù)增減的分析：①開關(guān)S斷開后，外電阻的變化：由R1、R2并聯(lián)變化為只有R1接入電路，電阻變大；②兩電表讀數(shù)的變化：電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)變大。(2)電壓表測量的是路端電壓，電流表測量的是干路電流，它們之間的關(guān)系滿足閉合電路歐姆定律， 即U＝E－Ir。
解析：當(dāng)S閉合時， R1、R2并聯(lián)接入電路，當(dāng)S斷開時，只有R1接入電路，此時路端電壓增大、干路電流減小。當(dāng)S閉合時，U1＝1.6 V，I1＝0.14 A，當(dāng)S斷開時，U2＝(1.6＋0.1)V＝1.7 V，I2＝(0.4－0.1)A＝0.3 A。將兩組數(shù)據(jù)分別代入U＝E－Ir，解得E＝2 V，r＝1 Ω。答案：2 V　1 Ω
閉合電路問題的求解方法(1)分析電路特點(diǎn)：認(rèn)清各元件之間的串、并聯(lián)關(guān)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(yīng)用閉合電路的歐姆定律解決問題時，應(yīng)根據(jù)部分電路的歐姆定律和電路的串、并聯(lián)特點(diǎn)求出部分電路的電壓和電流。
[素養(yǎng)訓(xùn)練]1．如圖所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，下面結(jié)論正確的是 (　　)A．電源的電動勢為6.0 VB．電源的內(nèi)阻為12 ΩC．電源的短路電流為0.5 AD．電流為0.3 A時外電阻是1.8 Ω
2．如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S接a點(diǎn)時，標(biāo)有“4 V，8 W”的小燈泡L正常發(fā)光，當(dāng)開關(guān)S接b點(diǎn)時，通過電阻R的電流為1 A，這時電阻R兩端的電壓為5 V。求：(1)電阻R的阻值；(2)電源的電動勢和內(nèi)阻。
答案：(1)5 Ω　(2)6 V　1 Ω
探究(三)　路端電壓與負(fù)載的關(guān)系[問題驅(qū)動]觀察路端電壓隨外電阻變化的現(xiàn)象[選自魯科版新教材“實(shí)驗(yàn)與探究”]用導(dǎo)線把舊干電池組、電流表、電壓表、兩只相同的小燈泡、開關(guān)等按如圖所示電路連接。
(1)閉合開關(guān)S和S1，觀察小燈泡L1的亮度，并記下電流表和電壓表的示數(shù)。(2)再閉合開關(guān)S2，觀察小燈泡L1的亮度如何變化，電流表和電壓表的示數(shù)如何變化。請結(jié)合閉合電路歐姆定律，分析發(fā)生以上變化的原因。提示：當(dāng)閉合開關(guān)S2后，小燈泡L1變暗，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)減小。當(dāng)閉合開關(guān)S2，小燈泡L1和L2并聯(lián)，電路總電阻減小，總電流增大，由U＝E－Ir可知，電源的路端電壓減小，燈泡L1變暗。　　　　
[素養(yǎng)訓(xùn)練]1．電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，向可變電阻R供電，關(guān)于路端電壓，下列說法正確的是 (　　)A．因?yàn)殡娫措妱觿莶蛔?，所以路端電壓也不變B．因?yàn)閁＝IR，所以當(dāng)I增大時，路端電壓也增大C．因?yàn)閁＝E－Ir，所以當(dāng)I增大時，路端電壓減小D．若外電路斷開，則路端電壓為零解析：路端電壓U＝IR＝E－Ir，因?yàn)镮增大時，R減小，所以不能用U＝IR判斷路端電壓的變化情況，根據(jù)U＝E－Ir可知，當(dāng)I增大時，路端電壓減小，所以選項(xiàng)A、B錯誤，C正確；當(dāng)外電路斷開時，路端電壓等于E，選項(xiàng)D錯誤。答案：C　
2．如圖所示，電源的內(nèi)阻不能忽略，當(dāng)電路中點(diǎn)亮的電燈的數(shù)目增多時，下面說法正確的是 (　　)A．外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓逐漸變小B．外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓不變C．外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓不變D．外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓逐漸變小解析：由題圖可知，電燈均為并聯(lián)；當(dāng)點(diǎn)亮的電燈數(shù)目增多時，并聯(lián)的支路增多，由并聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律知，干路電流增大，則內(nèi)電壓增大，故路端電壓減小，電燈兩端的電壓變小，故D正確。
3．[多選]A、B兩電源分別供電時其路端電壓與電流的關(guān)系圖線如圖所示，則下述說法正確的是(　　)A．電源電動勢EA＝EBB．電源內(nèi)阻rA＝rBC．電源A的短路電流為0.2 AD．電源B的短路電流為0.3 A
一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維1．某數(shù)碼相機(jī)的鋰電池電動勢為7.2 V，容量為875 mA·h，能連續(xù)拍攝約315張照片。根據(jù)以上信息估算每拍攝一張照片消耗的電能最接近以下哪個數(shù)值(　　)A．0.02 J B．20 JC．70 J D．7×104 J
2． 用兩節(jié)干電池串聯(lián)后接在額定電壓為3 V 的小燈泡兩端，小燈泡正常發(fā)光?，F(xiàn)將一節(jié)如圖所示的方塊電池接在該小燈泡兩端，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變暗，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是 (　　)A．方塊電池的電動勢過低B．導(dǎo)線分擔(dān)了大部分電壓C．小燈泡的電阻太大D．方塊電池的內(nèi)阻太大
3．[選自人教版新教材課后習(xí)題]小張買了一只袖珍手電筒，里面是兩節(jié)干電池。他取出手電筒中的小燈泡，看到上面標(biāo)有“2.2 V　0.25 A”的字樣。小張認(rèn)為，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的意圖是使小燈泡在這兩節(jié)干電池的供電下正常發(fā)光。由此，他推算出了每節(jié)干電池的內(nèi)阻。如果小張的判斷是正確的，那么內(nèi)阻是多少？提示：串聯(lián)電池組的電動勢等于各個電池的電動勢之和，內(nèi)阻等于各個電池的內(nèi)阻之和。
二、注重學(xué)以致用和思維建模4．[選自魯科版新教材課后習(xí)題]如圖是一個簡易風(fēng)速測量儀的示意圖，絕緣彈簧的一端固定，另一端與導(dǎo)電的迎風(fēng)板相連，彈簧套在水平放置的電阻率較大的均勻金屬細(xì)桿上。迎風(fēng)板與金屬桿接觸良好，并能在金屬桿上自由滑動。電路的一端與迎風(fēng)板相連，另一端與金屬桿相連。已知彈簧的勁度系數(shù)k＝1 300 N/m，電阻R＝1.0 Ω，電源的電動勢E＝12 V，內(nèi)阻r＝0.5 Ω。閉合開關(guān)，沒有風(fēng)吹時，彈簧處于原長l0＝0.5 m，電壓傳感器的示數(shù)U1＝3.0 V。若不計(jì)摩擦和迎風(fēng)板的電阻，求：

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第一節(jié) 常見的電路元器件

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