北京四中网校高考综合复习——恒定电流专题复习一(4)

2018-12-29 18:15

(2)方法:

①电流分支法:先将各结点用字母标上,判定各支路元件中电流的有无和方向(可假设在总电路两端加上电压后判定),然后按电流流向,自左到右将各元件结点,分支逐一画出,加工整理即可;

②等势点排列法:标出结点字母,判断出各结点电势的高低(电路无电压时可先假设加上电压),将各结点按电势高低自左到右排列,再将各结点间的支路画出,然后加工整理即可。 注意:以上两种方法常常结合使用。

2.几个有用的结论

(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,电路中任意一个电阻变大时,串联的总电阻变大。 (2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻,任意一个电阻变大时,总电阻变大。

(3)电阻并联后的总电阻为。

(注意

并联后总电阻不等于)

:如图所示,两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为

U,则( )

A.通过两棒的电流强度相等

B.两棒的自由电子定向移动的平均速率不等 C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强 D.细棒两端的电压

答案:ABCD 解析:两棒串联,

,故选项A正确。由

,因

,所以

,故选项B对。

大于粗棒内场强

大于粗棒两端的电压

,因,所以,故选项C正确。

,因,所以,故选项D正确。

知识点二——电功、电功率和电热

▲知识梳理 1.电功

电流做功的实质是电场力对电荷做功。电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式

的能。因此电功

2.电功率

,这是计算电功普遍适用的公式。

单位时间内电流做的功叫电功率。

3.焦耳定律

,这是计算电功率普遍适用的公式。

(1)电热:由于导体的电阻,使电流流过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分叫电热。 (2)计算公式(焦耳定律):

,这是普遍适用的电热计算公式。

焦耳定律是电流热效应的实验规律,凡是要计算电热,都应首选焦耳定律。

焦耳定律说明了有电阻才能产生电热,如果一段电路上的电阻R=0,这段电路上将无电热产生,如电流流过超导体时。 (3)热功率

定义:单位时间内电流产生的热量。 公式:

▲疑难导析

1、纯电阻电路和非纯电阻电路

(1)如果一段电路中只含有电阻元件(例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯等)称之为纯电阻电路,它有两大基本特点:

①遵循欧姆定律;

②电流通过纯电阻电路时,电流做功所消耗的电能全部转化为内能,电功等于电热,

即。

(2)如果电路中除了含有电阻外,还包括电动机、电解槽等能够把电能转化为其他形式的能的用电器,这种电路称为非纯电阻电路,其特点是: ①不遵循欧姆定律,在非纯电阻电路中

②电流通过电路时,电流做功消耗的电能除了转化为内能外,还要转化成其他形式的能,如机械能、化学能等,即

2、额定功率和实际功率的区别和联系

额定功率是指用电器在额定电压下工作时所消耗的功率;实际功率是指用电器在实际电压下工作时所消耗的功率。

(1)用电器正常工作的条件:

①用电器两端的实际电压等于其额定电压; ②用电器中的实际电流等于其额定电流; ③用电器的实际功率等于其额定功率。

由于以上三个条件中的任意一个得到满足时,其余两个条件必然同时满足,因此它们是用电器正常工作的等效条件。灵活使用等效条件,往往能够简化解题过程。 (2)用电器在一般工作状态下,其实际功率

与额定功率

的关系为:

但一般工作状态下的电阻可认为与额定工作状态下的电阻相同,即 而实际工作的电流、电压和实际功率由电路具体情况确定。

3、电路中的极值问题

(1)电压或电流的极值问题 ①串联电路允许的电压、电流最大值

串联电路的特点是电流处处相等。为使电流流过额定电流不相同的各元件都不损坏,电路允许的最大电流应等于各元件中最小的那个额定电流值,并以此电流值计算加在该电路两端的最大电压。 ②并联电路允许的电压、电流最大值

并联电路的特点是各支路电压相等。为使额定电压不同的各元件不损坏,并联电路允许加的最大电压应等于各元件中额定电压最小的那个值,并以该电压值计算并联部分的最大电流。 ③混联电路允许的电压、电流最大值 对混联电路,先分析并联部分的最大允许电压

求出并联部分的总电流许的最大电流

,并由

,最后把计算最大电压

等于并联各元件中最小的额定电压,然后根据

和串联元件的额定电流相比较,选最小的电流作为整个电路允。

(2)电路消耗的最大(或最小)功率 ①电路消耗的最大功率 先找出电路允许通过的最大电流 ②某元件功率的最大值 由

知,流过某元件的电流最大时,它的功率就最大。

,然后利用

计算。

③电路消耗的最小功率 当电路两端的电压恒定时,由

:理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将

,它与电热丝的电阻

相串联,接到直流电源上,电吹风机两端电压为

知,P最小的条件是I最小。

头发吹干.设电动机线圈的电阻为

U,电流为I,消耗的电功率为P,则有( ) A. C.

答案:D

解析:电功和电热是不同的,电功率路中,电功率大于热功率,即

,由此可得

,热功率

,在含有电动机的非纯电阻的电

,故本题选项D正确。

B.

D.

典型例题透析

题型一——串、并联电路的性质分析

电路中所连接的各种元器件应充分考虑它们的额定电压,额定电流等信息,避免烧坏元件,其次各元件的连接方式决定了它们对电流、电压、功率等的分配关系。

1、如图所示,AB两端接直流稳压电源,

=100V,

=40Ω,滑动变阻器总电阻R=20Ω,当

的电流为______A。

滑动片处于变阻器中点时,C、D两端电压为______V,通过电阻

思路点拨:要画出等效电路,根据欧姆定律和串、并联电路中电压、电流的分配关系求解。 解析:滑动变阻器上半部分的电阻与

串联,

则 答案:80;2

总结升华:该题考查了串、并联电路的计算和部分电路欧姆定律。 举一反三

【变式】有三个电阻的阻值及额定功率分别为

=10Ω,

=10 W,

=20Ω、

=80W,

=5Ω,

=20 W,它们组成的电路如图甲、图乙、图丙所示,关于各图的说法中正确的( ) A.图甲两端允许加的最大电压为60 V B.图乙电路允许通过的最大电流为3.5 A C.图丙两端允许加的最大电压为17.5 V D.图丙电路允许消耗的最大功率为110 W

答案:BC 解析:图甲分析:

先由计算三电阻的额定电流,=1 A,2 A,

4A,三电阻的额定电流最小为1 A,1 A就是该电路保证各元件不损坏的最大电流, = 1 A。最大电压

35 V。选项A错。

对图乙分析:

先根据

计算各元件的额定电压,10 V,

10 V,40 V,

三电阻最小的额定电压为10 V,10 V就是并联电路允许加的最大电压值,即=10 V。

电路允许的最大总电流 对图丙分析:

在图甲和图乙的分析中,已经知道, 故并联部分允许承受的最大电压

A=3.5 A。选项B正确。

的额定电压分别是10 V和40 V, =10 V,

该部分的最大电流

故整个电路允许通过的最大电流

A=1.5 A,又知的额定电流=2 A,

=1.5A,允许加在电路两端的最大电压

V=17.5 V。选项C对。

根据求出的最大允许电压及电流,可计算出图丙电路允许承受的最大功率

W=26.25 W。选项D错。

题型二——非纯电阻电路分析

解决非纯电阻电路的问题,关键是分析清楚多种情况下电能分别转化为什么形式的能,然后再确定选什么公式计算电功或电功率,切不可在没有分析清楚的情况下生搬硬套。对于电动机问题则要分情况而定,电


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