9-1 电路的基本概念及部分电路规律

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电路的基本概念和基本定律

电路的基本概念和基本定律

总而言之,虽然实际电路种类繁多,但从本质上 来说,都是由电源、负载和中间环节三部分组成,因 此又称为组成电路的三要素。
1.1.2 电路模型
实际中的电路种类很多,较复杂的电路中有成千上万个元 器件,所以用实物画出的电路元器件让人们直观就认出来是什 么肯定是不现实的,例如图1.1所描述的手电筒电路是最简单的 电路,虽然人们一眼就能认出哪个是电池、哪个是开关、哪个 是灯泡,但画起来很烦,就不要说更复杂的电路了,所以人们 把组成电路的实际元器件加以理想化。采用足以反映实物主要 性质的一些符号来近似代替所用的元器件,这些符号就称为元 件的模型,用这些符号画出的电路图就称为电路模型。这里给 出电路中最基本的三种元器件,理想电阻、电容、电感的元件 模型,分别如图1.2(a)、(b)、(c)所示。
图1.2 理想化电路元件模型
关于理想化,这里还要强调一下:所谓“理想”,是指对 某一个元件仅仅是近似它的主要功能,而有些影响在某种条件 下是可以忽略不计的,例如一个电感元件是用漆包铜线绕制而 成,那么用的这一段铜线就会存在一些电阻,而所绕的电感元 件的线圈之间也会存在一些分布电容,在理想电感中把存在的 微量电阻和电容都忽略不计了。所以说,真正理想电路元件在 实际中并不存在,但又源于实际电路中,这种只抓主要矛盾的 方法在电路分析中起到重要作用。
(1) 电源:它是向电路提供电能的装置,其作用是可以 将其他形式的能量,如化学能、光能、热能、机械能 等非电能转换为电能。
(2) 负载:它是电路中的用电器,各种负载进行能量转 换的形式各有不同,如电灯是将电能转变成热能和光 能。
(3) 中间环节:它是利用各种元部件将电源和负载连接 起来构成闭合电路,并对整个电路起着传输和分配能 量、控制、保护和测量的作用。
于很小的电流可用毫安(mA)、微安(μA)甚至用纳安(nA),它们 之间的换算关系为

第一章 电路的基本概念和基本定律

第一章 电路的基本概念和基本定律
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
伏-安关系: 电压电流关系 (u,i关联参考方向下)
i u e

N
d e dt dLi di L dt dt
di u e L dt
电磁感应定律 感应电动势阻碍电流 变化,且其大小与电 流变化快慢有关
对于线性电感
伏安关系
说明1: 电压与电流的变化率成正比,电感是动态元件 当
如果U 、I方向不 一致该如何?
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
二、功率的计算:
U、 I 为关联参考方向时: U、 I 为非关联参考方向时:
P = UI或 p=ui
三、功率性质: 若计算结果 P(p) 0
若计算结果P(p) 0
Hale Waihona Puke + u –+
i
i
u –
P = -UI或 p=-ui
电工技术(电工学I)
第一章 电路的基本概念和基本定律 Basic conception and Laws of circuit
江苏大学电气信息工程学院
School of electric and information,UJS
电路的基本概念和基本定律
内容
1.1 电路的作用与组成
1.2 电路模型 1.3 电流和电压的参考方向 1.4 电路的功率
江苏大学电工电子教研室
电路的基本概念和基本定律
4.关联与非关联参考方向 对任一元件或一段电路 关联方向:
I

U
的参考方向一致
a
I U
b
非关联方向:
I

U
的参考方向相反
a

第一章电路的基本概念和基本定律

第一章电路的基本概念和基本定律
电路:电流的通路.
开关
实际电路
电源
电路模型 3
(1)电源:供给电能的设备。
把其它形式的能量转换为电能。
(2)负载: 消耗电能的设备。
把电能转换为其它形式的能量
(3)中间环节(又称传输控制环节):
各种控制电器和导线,起传输、分 配、控制电能的作用。
4
1.1.2 电路中的物理量 1、电流
定义 电荷有规律的定向运动即形成电流
(2) 列电路方程:
Uab UR E
UR Uab E
IR
UR R

Uab E R
15Leabharlann R aIR E UR
b U
IR

U
R
E
(3) 数值计算
U 3V
IR

3-2 1
1A
(实际方向与假设方向一致)
U 1V
IR
1 2 1

1A
(实际方向与假设方向相反)
16
(共7 个)
31
(一) 克氏电流定律(KCL)
对任何节点,在任一瞬间,流入节点的电流等于由节点
流出的电流, 即: I 入= I 出 或者说,在任一瞬 间,一个节点上电流的代数和为 0。 即: I =0

I2
I1 I3 I2 I4
I1
I3
或:
I4
I1 I3 I2 I4 0
(二) 克氏电压定律(KVL)
对电路中的任一回路,沿任意循行方向转一周,其 电位升等于电位降。或各电压的代数和为 0。
I1
a
I2
即: U 0
R1
R2
例如: 回路 #3

电路的基本概念和基本定律

电路的基本概念和基本定律
如果求出的电流值为正,说明参考方向 与实际方向一致,否则说明参考方向与实际 方向相反。
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(4)、电流的大小
通常规定用单位时间内通过导体横截面的电量来表示电流 的大小,以字母I表示。
Iq t
我们规定:电量的单位是C,时间的单位是s,那么电 流的单位是A。
电流常练掌握欧姆定律及应用。
3.了解电流热效应的应用和可能造成的 危害,了解负载额定值的意义。
4.了解电流做功及掌握电功率的定义。
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教学要求
第一节 电路的组成
一、电路和电路的组成 二、电路图 三、电气图形符号 四、电路的三种状态
第一章 电路的基本知识和基本定律 上一页 下一页 返 回 结 束
1kA 1103 A
1A 1103 mA
1mA 1103A
第一章 电路的基本知识和基本定律 上一页 下一页 返 回 结 束
第2节电流
(5)、直流电流
直流电流:凡大小和方向都不随时间变化的电流,称为直 流电流,简称直流(DC)。
I
Iq
t
0
t
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培养实验技能。
上一页 下一页 返 回 结 束
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一节 电路的组成 第二节 电路中的基本物理量 第三节 电阻 第四节 欧姆定律 第五节 串、并联电阻的分压分流作用
第六节 电功与电功率
第一章 电路的基本概念和基本定律 上一页 下一页 返 回 结 束
章目录
教学要求
1.了解电路的组成,了解常用电阻器, 理解电路的三种状态,理解有关基本物理量 的定义,熟记它们的单位和符号。

高中物理【电路的基本概念和规律】知识点、规律总结

高中物理【电路的基本概念和规律】知识点、规律总结


但不能说 I∝q,I∝1t
n:导体单位体积内的自由电荷数

q:每个自由电荷的电荷量
从微观上看 n、q、S、
观 I=nqSv 一切电路
S:导体横截面积
v 决定了 I 的大小

v:电荷定向移动的平均速率
公式 适用范围
字母含义


I=UR

金属、 U:导体两端的电压 电解液 R:导体本身的电阻
公式含义 I 由 U、R 决定,I∝U I∝R1
阻 W>QUIt=I2Rt+W 其他 UI=I2R+P 其他如电风扇、电动机、电解槽等
2.电动机的三个功率及关系
输入功率 电动机的总功率.由电动机电路中的电流和电压决定,即 P 总=P 入=UI
输出功率 电动机的有用功的功率,也叫做机械功率
热功率 电动机线圈上有电阻,电流通过线圈时会发热,热功率 P 热=I2r
适用于任何纯电阻导体
相同点
都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)
考点三 伏安特性曲线的理解及应用
师生互动
1.图线的意义
(1)由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线.
(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻.
2.应用
I­U 图象中图线上某点与 O 点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小.
考点一 对电流的理解和计算
自主学习
1.应用 I=qt 计算时应注意:若导体为电解液,因为电解液里的正、负离子移动方 向相反,但形成的电流方向相同,故 q 为正、负离子带电荷量的绝对值之和.
2.三个电流表达式的比较
公式 适用范围
字母含义

电工基础——电路的基本概念和定律

电工基础——电路的基本概念和定律
即两点间的电压等于这两点的电位的差 3.参考点不同,各点的电位不同,但两点间的 电压与参考点的选择无关。
教学方法
通过自学的方法引入参考方向的定义
思考题
1. 为什么要在电路图上规定电流的参考方向? 请说明参考方向与实际方向的关系?
2.电压参考方向都有哪些表示方法?
1.3 电功率和电能
目的与要求

i Gu
5.功率
在电流和电压关联参考方向下, 任何瞬
时线性电阻元件接受的电功率为
u 2 p ui Ri Gu R
2
2
线性电阻元件是耗能元件。
6.焦耳定律
如果电阻元件把接受的电能转换成热能, 则从 t0到t时间内。电阻元件的热[量] Q, 也就是 这段时间内接受的电能W为
Q W
负, 故 P=16+32-24=24W
Ⅳ、教学方法
讲授法
Ⅴ、思考题
1.当元件电流,电压选择关联参考方向时,什么情 况下元件接受功率?什么情况下元件发出功率?
2.有两个电源,一个发出的电能为1000kW.h,另一 个发出的电能为500kW.h。是否可认为前一个电源 的功率大,后一个电源的功率小?
A B A B

u

u
(a)
(b)
图1.3 电压的参考方向
1.2.2 电压及其参考方向(四)
4.若电压的参考方向与实际方向一致,电压为正。
若电压的参考方向与实际方向相反,电压为负。
5.分析电路时,首先应该规定电流电压的参考方 向。
1.2.2 电压及其参考方向(五)
6.元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的, 称为关联参考方向。
1.1.1 电路(一)
1. 电路是电流的流通路径, 它是由一些电气设 备 和元器件按一定方式连接而成的。复杂的 电路呈网状, 又称网络。 电路和网络这两个术 语是通用的。

电工基础知识

电工基础知识

2、电位
• 电位的定义:在电路中任选一点为参考点,则某点到参考 点的电压就叫做这一点(相对与参考点)的电位。
• 电位的表示:参考点在电路Байду номын сангаас中用符号“┷”表示。 (在工程技术中则选择大地、机壳等作为参考点) • 电位与电压的关系
两点间的电压就是该两点电位之差,电压的实际方向是
由高电位点指向低电位点,有时也将电压称为电压降。
《电工基础知识》 课件
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一节 电路和电路模型 第二节 电路的基本物理量
第一节 电路和电路模型
一、电路
1.定义 电流流过的途径 2.组成 电路由三部分组成:
(1)电源:能将其它形式的能量转换成电能的设备
(2)负载:所有电器 (3)中间部分:控制及连接部分(如导线,开关等) 3. 基本作用: (1)实现电能的传输与转换 (2)传递和处理信号
3、电动势
(1)电动势的定义: 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使
电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位 差的能力就叫电源电动势. (2)电动势的单位是 “伏”,用字母 “E”表示.计算公式为 E=A/ Q (该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A 为外力所作的功,Q为电荷量,E为电动势. (3)电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位
2.部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流,与电 阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分 欧姆定律.计算公式为 : U = IR
3.全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中 的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻 及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公 式为 其中R为外电阻,r0为内电阻,E为电动势

电路的基本概念和基本定律

电路的基本概念和基本定律
1.5.1 电源有载工作
一、电压和电流
I
• 电路特征: I = E/(R0+R) U = IR = E – IR0 将上式乘以I,得 P = PE - △ P
+ E -
+
R
R0
U -
图3 电源有载工作
< <
< >
> >
二. 功率与功率平衡
UI EI I RO
2
P PE P
P: 电源输出的功率 PE : 电源产生的功率
< <
< >
> >
四. 额定值与实际值 ·额定值: 制造厂为了使电子设备能在给定的工作 条件下正常运行而规定的正常允许值。 ·使用时,电器的电压、电流、功率 实际值不一定等于额定值。 ①电器受外界影响 (eg:电压波动)。 ②负载变化时,电流、功率通常不一定处 于 额定工作状态。
< <
< >
> >

I2
I1 I 3 I 2 I 4
I3
I1
I4
或:
I1 I 3 I 2 I 4 0
< <
克氏电流定律的依据:电流的连续性。
< >
> >
1.6.2
基尔霍夫电压定律(KVL)
对电路中的任一回路,沿任意循行方向转一周,其 电位升等于电位降。或,电压的代数和为 0。 b 即: U 0 I1 I2
电动势的参考方向: 任选一方向为电动势的正方向。 电压、电动势的单位:伏特(V)。
< <
< >
> >
电压、电动势的表示方法:
a
1.箭头 2.正负号 3.双下标
电压、电流方向间的关系: 正方向相一致:

电路的基本概念、定律和分析方法

电路的基本概念、定律和分析方法
➢线性电阻的阻值不仅与导体自身的材料有关,而 且与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比:
[动画演示]:电阻元R件
l A
一、电阻
2. 电阻定律
➢线性电阻的阻值不仅与导体自身的材料有关,而 且与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比:
R l
A
一、电阻
3. 电阻标注的识读
➢小电阻器的阻值和允许误差一般采用直标法和色 标法。色标法的第一道、第二道各代表一位数字, 第三道则代表零的个数。
2.二端网络的分类
➢二端网络可分为有源二端网络和无源二端网络两 种类型。其中含有电源的二端网络称为有源二端网 络,不含电源的二端网络称无源二端网络; ➢电阻的串联、并联和混联电路都属于无源二端网 络。无源二端网络可以等效成一个电阻 。
二、戴维宁定理
1.戴维宁定理
➢对外电路来说,任何线性有源二端网络,都可以 用一个理想电压源和一个电阻的串联组合代替:理 想电压源的电动势等于原二端网络的开路电压,电 阻则等于原二端网络除源后的等效电阻,这就是戴 维宁定理。
5. 电能和电功率
(1)电能 ➢电场力推动自由电荷定向移动所做的功叫电能; ➢电场力做功的过程实际上是电能转化为其他形式 的能的过程 。
(2)电功率 ➢电功率是单位时间内电路产生或消耗的电能。
PW t
第一节 电路
【课堂练习】
有一“220V、40W”的白炽灯,接在220V 的供电线路上,求取用的电流。若平均每天使 用5h(小时),电价是每千瓦时0.4元,求每 月(以30天计)应付的电费。
压U。
电路图
2.电路如图所示,用支路电流法计算各支路电流 。
电路图
第四节 基尔霍夫定律
【课堂小结】 一、名词解释 二、基尔霍夫电流定律 1.定律内容及表达式 2.定律的推论 三、基尔霍夫电压定律 1.定律内容及表达式 2.定律的推论 四、支路电流法

电路的基本概念和规律

电路的基本概念和规律

电路基本概念和规律一、电流1.电流(1)定义:电荷的定向移动形成电流。

(2)条件:①有自由移动的电荷;②导体两端存在电压。

注意:形成电流的微粒有三种:自由电子、正离子和负离子。

其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子,液体导电时定向移动的电荷是正离子和负离子,气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。

(3)公式①定义式:qIt=,q为在时间t内穿过导体横截面的电荷量。

注意:如果是正、负离子同时定向移动形成电流,那么q是两种离子电荷量的绝对值之和。

②微观表达式:I=nSve,其中n为导体中单位体积内自由电子的个数,q为每个自由电荷的电荷量,S 为导体的横截面积,v为自由电荷定向移动的速度。

(4)方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,与负电荷定向移动的方向相反。

注意:电流既有大小又有方向,但它的运算遵循算术运算法则,是标量。

(5)单位:国际单位制中,电流的单位是安培(A),常用单位还有毫安(mA)、微安(μA),1 mA=10–3 A,1 μA=10–6 A。

2.电流的分类方向不改变的电流叫直流电流;方向和大小都不改变的电流叫恒定电流;方向周期性改变的电流叫交变电流。

3.三种电流表达式的比较分析1.电源:通过非静电力做功使导体两端存在持续电压,将其他形式的能转化为电能的装置。

2.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:qW E =。

(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。

注意:电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路无关。

(4)方向:电动势虽然是标量,但为了研究电路中电势分布的需要,规定由负极经电源内部指向正极的方向(即电势升高的方向)为电动势的方向。

(5)电动势与电势差的比较1.电阻(1)定义式:I U R =。

(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小。

九年级电路设计

九年级电路设计

九年级电路设计一、电路设计的基本概念。

1. 电路的组成部分。

- 电源:提供电能的装置,如电池、发电机等。

在电路中,电源的作用是维持电路两端的电压,使电路中有持续的电流。

例如,干电池是常见的直流电源,其正负极之间存在一定的电压。

- 用电器:消耗电能的装置,如灯泡、电动机、电阻器等。

用电器将电能转化为其他形式的能,例如灯泡将电能转化为光能和热能。

- 开关:控制电路的通断。

当开关闭合时,电路接通,电流可以通过;当开关断开时,电路断路,电流无法通过。

- 导线:连接电路中的各个元件,起到传导电流的作用。

导线一般由导电性能良好的金属制成,如铜。

2. 电路的状态。

- 通路:电路处处连通,有电流通过用电器,用电器正常工作。

- 断路(开路):电路中某处断开,没有电流通过用电器。

例如,当开关断开或者导线断裂时,电路就处于断路状态。

- 短路:- 电源短路:不经过用电器,直接用导线将电源的两极连接起来。

这种情况会导致电路中的电流过大,可能会损坏电源,甚至引发危险。

- 局部短路:将电路中的某个用电器两端用导线直接连接起来,此时该用电器被短路,电流不通过这个用电器,而通过导线,其他用电器仍可正常工作。

二、电路设计的基本要求和步骤。

1. 基本要求。

- 满足用电器的工作条件:根据用电器的额定电压、额定功率等参数,设计合适的电路,确保用电器能够正常工作。

例如,一个额定电压为3.8V的小灯泡,需要设计一个能提供接近3.8V电压的电路。

- 安全可靠:避免电路出现短路等危险情况,同时要考虑电路元件的使用寿命和稳定性。

- 简单实用:在满足功能要求的前提下,尽量使电路结构简单,便于连接和操作。

2. 步骤。

- 分析需求:明确要实现的功能,例如是要设计一个简单的照明电路,还是一个能够控制多个用电器工作状态的电路。

- 选择元件:根据需求选择合适的电源、用电器、开关和导线等元件。

如果需要调节电路中的电流或电压,可能还需要选择变阻器等元件。

- 绘制电路图:- 使用规定的电路元件符号来绘制电路图。

高考物理一轮复习课件 第九章 第1讲 电路的基本概念及电路分析

高考物理一轮复习课件 第九章 第1讲 电路的基本概念及电路分析
2021·全国乙卷·T23
2018·全国卷Ⅱ·T22 2019·全国卷Ⅰ·T23 2019·全国卷Ⅲ·T23 2019·全国卷Ⅱ·T23
生活实践类
在日常生产生活和科技方面的主要试题情境有家用电器、电表的原理与应用等,涉及这类情境的题目往往考查纯电阻电路和非纯 电阻电路的分析与计算、串并联电路的规律与应用、电路故障的分析与判断等
U (2)表达式:I= R .
(3)适用范围:金属导电和电解质溶液导电,不适用于气态导体或半导体 元件. (4)导体的伏安特性曲线(I-U图线).(如图). ①比较电阻的大小:图线的斜率k=UI =R1 ,图中R1 > R2(选 填“>”“<”或“=”);
②线性元件:伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件, 适用于欧姆定律; ③非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,不适 用于欧姆定律.
√C.对应P点,小灯泡的电阻为R=I2U-1I1
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
由题图可知,U越大,小灯泡的电阻越大,故A
说法正确. R=UI 中的U、I与小灯泡所处状态下的电压与电流 相对应,故B说法正确,C说法错误.
对应P点,小灯泡的功率P=U1I2,与题图中PQOM所围的面积相等, 故D说法正确.
方法技巧 提升关键能力
电阻的决定式和定义式的区别
公式
R=ρSl 电阻的决定式
R=UI 电阻的定义式
区别
说明了电阻的决定因素
提供了一种测电阻的方法,并 不说明电阻与U和I有关
只适用于粗细均匀的金属导体和 浓度均匀的电解质溶液
适用于任何纯电阻导体
考向1 欧姆定律的理解和应用
例3 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线 上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线, 则下列说法中错误的是 A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大 B.对应P点,小灯泡的电阻为R=UI21

电路的基本概念和基本定律

电路的基本概念和基本定律

Ubd=φb-φd=8-(-3)=11V
或 Ubd=φb-φd = φb -φa+φa - φd =Uba+Uad
而 Uba=φb-φa=8-10=-2V
Uad= φa -φd=10-(-3)=13V
故 Ubd =Uba+Uad=-2+13=11V
2020/5/24
返节目录
电路基础
以上用两种思路计算所得结果完全相同, 由此可得出两 条重要结论:
电路基础
• 电压的方向
电路中,规定电位降低的方向为电压的实际方向。故电压 又称电位差或电压(位)降。与电流类似,也要给电压设参考 方向(参考极性)。
2020/5/24
返节目录
电路基础
电压参考方向的三种表示方式:
(1) 用箭头表示
U
(2) 用正负极性表示
+
U
(3) 用双下标表示
A
UAB
2020/5/24
二、教学重点
1.电压、电流的参考方向 2.电阻元件和电源元件的特性 3.基尔霍夫定律
电路与磁路
三、教学内容
1.1 电路和电路模型
1.5 电压源与电流源
1.2 电流、电压及其参考方向 1.6 基尔霍夫定律
1.3 电功率与电能
1.7 用电位的概念分析电路
1.4 电阻元件
小结
电路基础
1.1 电路和电路模型
+
IS
US

电阻元件 只具耗能 的电特性
电感元件 只具有储 存磁能的
电特性
电容元件 只具有储 存电能的
电特性
理想电压源 输出电压恒 定,输出电 流由它和负 载共同决定
理想电流源 输出电流恒定 ,两端电压由 它和负载共同 决定。

电路的基本概念和规律知识点

电路的基本概念和规律知识点

电路的基本概念和规律一、考纲要求1.理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容,并会利用它们进行相关的计算与判断.2.会用导体的伏安特性曲线I-U图象及U-I图象解决有关问题.3.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率、电热.二、知识梳理1.电流(1)定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷所用时间t的比值,叫做电流.(2)方向:自由电荷的定向移动形成电流.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.(3)2.电阻(1)定义式:R=.(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小.3.电阻定律:R=ρ.4.电阻率(1)物理意义:反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性.(2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大;②半导体的电阻率随温度升高而减小;③超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体.5.部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比.(2)公式:I=.(3)适用条件:适用于金属导体和电解质溶液导电,适用于纯电阻电路.6.电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功.(2)公式:W=qU=IUt(适用于任何电路).(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程.7.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢.(2)公式:P=W/t=IU(适用于任何电路).8.焦耳定律(1)电热:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比.(2)计算式:Q=I2Rt.9.热功率(1)定义:单位时间内的发热量.(2)表达式:P==I2R.10.串、并联电路的特点(1)特点对比U=U1=U2=…=U n=++…+=,==,==,==,=串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.②并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.③无论电阻怎样连接,某一段电路的总耗电功率P总是等于该段电路上各个电阻耗电功率之和.④无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大.三、要点精析1.对电阻率的理解:(1)电阻率可以用ρ=计算,在数值上等于用某种材料制成的长为1 m、横截面积为1 m2的导线的电阻值.(2)电阻率与导体材料有关,与导体长度l、横截面积S无关.(3)电阻率与温度有关.例如,金属材料的电阻率随温度的升高而增大.半导体材料的电阻率随温度的升高而减小.有些材料的电阻率几乎不受温度的影响,可制作标准电阻.2.R=ρ与R=的比较:R=ρR=3.应用公式R=ρ时的注意事项应用公式R=ρ解题时,要注意公式中各物理量的意义及变化情况.(1)公式R=ρ中,l为沿电流的方向的长度,S为垂直电流方向的面积.(2)导体长度l和横截面积S中只有一个发生变化,另一个不变.(3)l和S同时变化,有一种特殊情况是l与S成反比,即导线的总体积V=lS不变.(4)输电线问题中,输电线的长度等于两地距离的二倍.4.对伏安特性曲线的理解(1)图线的区别①下图中,图线a、b表示线性元件,图线c、d表示非线性元件.②图线a、b的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故R a<R b(如图甲所示).③图线c的电阻随电压的增大而减小,图线d的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示).(1)图线的意义①由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线.②伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻.5.伏安特性曲线的“三点注意”(1)在I-U曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数.(2)要区分是I-U图线还是U-I图线.(3)对线性元件:R==;对非线性元件:R=≠.应注意,线性元件不同状态时比值不变,非线性元件不同状态时比值不同.6.计算电功、电热、电功率的方法技巧(1)P=UI、W=UIt、Q=I2Rt,在任何电路中都能使用.在纯电阻电路中,W=Q、UIt=I2Rt,在非纯电阻电路中,W>Q、UIt>I2Rt.(2)在非纯电阻电路中,欧姆定律R=不成立.(3)处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解.(4)导体在某状态下的电功率P=UI,也可以从U-I图线看该状态纵、横坐标围成的矩形面积,注意不是曲线与坐标轴包围的面积.7.8.“柱体微元”模型求解电流大小[模型构建]带电粒子在外加电场的作用下,形成定向移动的粒子流,从中取一圆柱形粒子流作为研究对象即为“柱体微元”模型.如图所示,粗细均匀的一段导体长为l,横截面积为S,导体单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,当导体两端加上一定的电压时,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.[模型条件](1)外加电压为恒定电压.(2)带电粒子流仅带一种电荷.(3)带电粒子在柱体内做定向移动.[模型特点](1)柱体的长―→l.柱体的横截面积―→S.(2)带电粒子在柱体内做匀加速直线运动.[处理思路](1)选取一小段粒子流为柱体微元.(2)运用相关物理规律,结合柱体微元和整体对象的关联性进行分析计算.(3)常用的公式.①导体内的总电荷量:Q=nlSq.②电荷通过横截面D的时间:t=.③电流表达式:I==nqSv.。

(最新整理)电路的基本概念及电路元件

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理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容
元件和电源元件等。
例:手电筒由电池、灯泡、 开关和筒体组成。
I 开关
+ + E
U
R
R0
干2电021池/7/26
导线
电珠
电池是电源元件,其参数为电动势
E 和内阻Ro;
灯泡主要具有消耗电能的性质,是电
阻元件,其参数为电阻R;
筒体用来连接电池和灯泡,其电阻忽
略不计,认为是无电阻的理想导体。
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第一章 电路的基本概念及电路元件
本章在物理学的基础上,主要介绍 电路模型的概念、电路中的基本物理量 及其参考方向、电路的工作状态,还将 介绍无源电路元件、有源电路元件及其 特性。这些内容都是今后分析和计算电 路的基础。
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主要内容
发电机
升压 变压器
输电线
降压 变压器
电灯 电动机电
炉 ...
(2)实现信号的传递与处理的电路
话筒

扬声器


无论电路有多复杂,它都由3部分组成: 电源(或信号源)、负载、中间环节。
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电路的组成
●电路的组成部分:
负载:即用电设备。是将
电能转换为其他形式的能量
电源: 电路中电能的来源,是
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1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电路的基本物理量 1.4 电气设备的额定值 1.5 电路的工作状态 1.6 无源电路元件 1.7 有源电路元件 1.8 电路中电位的概念
返回 3
1.1 电路的组成及其作用
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第1讲电路的基本概念及部分电路规律题组一对电源和电流、电动势的理解1.关于电流,下列说法中正确的是() A.通过导体截面的电荷量越多,导体中的电流越大B.导体两端没有电压时,导体中的自由电荷也在运动,所以导体中也有电流C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多,导体中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量解析电流为单位时间内通过截面的电荷量,是由电荷量与时间共同决定的,电荷量多电流不一定大,故选项A错误;如果是单位时间内通过截面的电荷量多,则电流大,故选项C正确;电荷的定向移动形成电流,若不是定向移动则不是电流,选项B错误;一个量有方向并不能定义为矢量,矢量的运算必须遵循平行四边形定则,电流有方向但不符合矢量合成法则,不是矢量,选项D错误。

答案C2.下列关于电源的说法中正确的是() A.在外电路和电源内部,正电荷都受到静电力的作用,所以能不断地定向移动形成电流B.静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少C.在电源内部,正电荷能从负极移动到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D.静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加解析电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加,引出了电动势的概念,来描述非静电力的做功本领,而静电力移动电荷做正功使电势能减少,选项D对。

答案D3.对于电动势的定义式E=Wq的理解,正确的是() A.E与W成正比B.E与q成反比C.E的大小与W、q无关D.W表示静电力做的功解析电动势是描述电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量,其大小由电源性质决定,与W、q无关,而公式中W为非静电力做的功,故选项C正确。

答案C4.关于电源的电动势,下面说法正确的是() A.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量B.电动势在数值上等于外电路中通过1C电荷量时电源提供的能量C.电源的电动势跟电源的体积有关,跟外电路有关D.电源的电动势越大,非静电力做功越多解析电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量,选项A正确;根据电动势的定义式E=Wq可知电源电动势总等于电路中通过1C的正电荷时,电源提供的能量,但并不是对外电路提供的能量,选项B错误;电动势反映电源的特性,与外电路的结构无关,选项C错误;电源电动势的大小与非静电力做功多少无关,选项D错误。

答案A5.在示波管中,2s内有6×1013个电子通过横截面积大小不知的电子枪,则示波管中电流大小为() A.4.8×10-6A B.3×10-13AC.9.6×10-6A D.无法确定解析由q=It得,I=qt=net=6×1013×1.6×10-192A=4.8×10-6A,故选项A正确。

答案A题组二欧姆定律、电阻定律的应用6.根据表达式I=U/R和R=U/I,下列说法正确的是() A.由R=U/I知,导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定B.由I=U/R知,流过导体的电流由导体两端的电压和导体的电阻共同决定C.一定大小的电流流过导体,电阻越大,导体两端的电压越小D.表达式I=U/R和R=U/I所描述的是同一个问题的两个不同表达方式,没有区别解析表达式R=U/I是电阻的定义式,电阻R由导体本身性质(形状、大小和材料等)决定,与导体两端的电压和通过的电流无关,选项A错误;电流与电压成正比,与电阻成反比,所以流过导体的电流由导体两端的电压和导体的电阻共同决定,选项B正确;根据表达式I=U/R知,电流一定时,电阻越大,导体两端的电压越大,选项C错误;表达式R=U/I是电阻的定义式,I =U/R为欧姆定律的表达式,两者物理意义不同,选项D错误。

答案B7.下列关于电阻率的叙述,正确的是() A.电阻率与导体的长度和横截面积有关B.电阻率表征了材料的导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关C.电阻率大的导体,电阻一定大D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可以用来制成电阻温度计解析电阻率表征了材料的导电能力的强弱,电阻率的大小与材料、温度有关,与横截面积、长度无关,选项A错误,B正确;根据电阻公式R=ρlS知,电阻率大的导体,电阻不一定大,还与横截面积和长度有关,选项C错误;有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,温度变化时电阻几乎不变,无法显示其温度,不能用来制成电阻温度计,选项D错误。

答案B8.如图甲所示,用质量为m的铜制成管状导体,其长度为l,管状导体内腔横截面直径为D,管两端各有导电金属箍可接入电路中,当两个导电金属箍之间接有恒定电压U时,则乙中图象能正确描述通过管状导体的电流I与导体内腔横截面直径D之间的变化关系的是()解析铜制管状导体的电阻R=ρlS,其中,S是铜管侧壁的横截面积,而并非铜管的横截面积。

由于铜的质量一定,故铜材料的体积V一定,而V=Sl,且管状导体的长度l不变,故铜管侧壁的横截面积S不随管状导体内腔横截面直径D的变化而变化,故有管状导体的电阻R=ρlS保持不变,由欧姆定律可得管状导体的电流I=UR为定值。

故正确答案为B。

答案B9.(2015~2016诸暨市第一学期期末)某技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量进行抽查,结果公布如下:十几个不合格产品中,大部分存在导体电阻不合格,主要是铜材质量不合格,使用了再生铜或含杂质很多的铜;再一个就是铜材质量可能合格,但把横截面积缩小,买2.5平方毫米的电线,拿到手的仅为1.5平方毫米,载流量不够;另一个问题是绝缘层质量不合格,用再生塑料作电线外皮,电阻率达不到要求……则以下说法正确的是() A.横截面积减小的铜的电阻率增大B.再生铜或含杂质很多的铜的电阻率很小C.再生塑料作电线外皮,使电线的绝缘性能下降D.铜是导体,电阻为零,横截面积和杂质对其没有影响答案C10.已知用电器A 的电阻是用电器B 的电阻的2倍,加在A 上的电压是加在B 上的电压的一半,那么通过A 和B 的电流I A 和I B 的关系是()A .I A =2I BB .I A =I B /2C .I A =I BD .I A =I B /4解析由欧姆定律得I A =U A R A ,I B =U B R B ,所以I A I B =U A R B U B R A =14,即I A =14I B 。

答案D11.如图所示电路中,a 、b 两点与一个稳压直流电源相接,当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动一段距离时,哪一个电路中的电流表读数会变小()解析选项A 、C 、D 中,滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P 右侧部分,当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动时,滑动变阻器阻值减小,由欧姆定律I =U R可知,电路中的电流将会增大,电流表读数会变大,故选项A 、C 、D 错误;而选项B 中,滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P 左侧部分,当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动时,滑动变阻器阻值增大,电路中的电流将会减小,电流表读数会变小,选项B 正确。

答案B12.一段长为l ,电阻为R 的均匀电阻丝,把它拉制成3l 长的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻值为()A.R 3B .3R C.R 9D .R 解析根据电阻公式R =ρl S ,在拉伸过程中电阻丝的体积不变,当长度变为原来的3倍后,横截面积变为原来的13,所以R ′=ρ3l 13S =ρ9l S =9R ,平分成3段后,每段的电阻为3R ,故根据并联电路规律可得并联后的电阻为1R 并=13R +13R+13R,解得R 并=R ,故选项D 正确。

答案D 题组三U -I 图象及I -U 图象的理解及应用13.有四个金属导体,它们的伏安特性曲线分别是图中的a 、b 、c 、d ,则电阻最大的是()A .aB .bC .cD .d 解析伏安特性曲线中斜率是电阻的倒数,所以斜率最小的阻值最大,据图知d 的斜率最小,阻值最大,选项D 对。

答案D14.某同学做三种导电元件的导电性实验,他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I -U 图象如图所示,则下述判断正确的是()A .只有乙图象是正确的B .甲、丙图象是曲线,肯定误差太大C .甲、丙为线性元件,乙为非线性元件D .甲、乙、丙三个图象都可能是正确的,并不一定有较大误差解析金属的电阻率随温度的升高而增大,丙图可能为金属导体;半导体材料的电阻率随温度升高而减小,如甲图;某些线性元件电阻率不随温度变化,如乙图。

因此,甲、乙、丙三个图都可能正确,并不一定因误差引起。

答案D15.电阻R1和R 2的伏安特性曲线如图所示,已知R 1=1Ω,则R 2的阻值为()A .3Ω B.3ΩC.13Ω D.33Ω解析过U 轴上任一不为零的点U 0作平行于I 轴的直线,于R 1、R 2的伏安特性曲线的交点的纵坐标分别为I 1、I 2,表明在电阻R 1、R 2的两端加上相同电压U 0时,流过R 1、R 2的电流不同,如图所示。

由欧姆定律和数学知识可得:R 1R 2=U 0I 1U 0I 2=1tan 60°1tan 30°=13,又R 1=1Ω,故R 2=3Ω。

答案A16.一个标有“220V 60W ”的白炽灯泡,加上的电压U 由零逐渐增大到220V ,在此过程中,电压(U )和电流(I )的关系可用图线表示。

图中给出的四个图线中,比较符合实际的是()答案B17.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是()A .加5V 电压时,导体的电阻约是5ΩB .加12V 电压时,导体的电阻约是1.4ΩC .由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D .由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断增大解析对某些导电器材,其伏安特性曲线不是直线,但曲线上某一点的U I 值仍表示该点所对应的电阻值。

本题中给出的导体在加5V 电压时,U I 值为5,所以此时电阻为5Ω;当电压增大时,U I值增大,即电阻增大,综合判断可知B 、C 、D 项错误。

故选A 。

答案A 题组四焦耳定律的应用18.随着我国人民生活水平的不断提高,家庭中使用的电器越来越多。

下列电器中主要利用电流的热效应工作的是()A .电风扇B .电动轿车C .洗衣机D .电饭煲解析电风扇、电动轿车、洗衣机均利用电动机将电能主要转化为机械能,而电饭煲则是利用电流的热效应使电能变为内能,故选项D 正确。

答案D19.额定电压、额定功率均相同的电吹风机、电热水壶和日光灯,各自在额定电压下正常工作了相同的时间,比较它们产生的热量,下列说法正确的是()A .电吹风机最多B .电热水壶最多C .日光灯最多D .一样多解析电吹风机、电热水壶和日光灯额定电压、额定功率相同,相同时间内消耗的电能相等,而电吹风机消耗的电能大部分转化为机械能,日光灯消耗的电能大部分转化为光能,电热水壶消耗的电能全部转化为内能,所以电热水壶产生的热量最多,选项B 正确。

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