[理化生]串并联电路、焦耳定律

1、串并联电路、焦耳定律,高三一轮复习,一、串、并联电路的特点,在串、并联电路中，电路消耗的总功率等于各用电器消耗的功率之和,四、理解与巩固,1、串、并联电路的特点,如图所示电路中，各电阻阻值已标出，当输入电压UAB=110V时，输出电压UCD= V,1V,某实验小组用三只相同的小灯泡，联成如图所示的电路，研究串并联电路特点。实验中观察到的现象是 A、k2断开，k1与a连接，三只灯泡都熄灭 B、k2断开，k1与b连接，三只灯泡亮度相同 C、k2闭合，k1与a连接，三只灯泡都发光， L1、L2亮度相同 D、k2闭合，k1与b连接，三只灯泡都发光，L3亮度小于L2的亮度,D,二、电路的简化,1、特殊电路元件处理方法,理想电流表可看成短路，用导线代替；理想电压表可看成电路断开；非理想电表可看成能读出电流、电压的电阻,电容器稳定时可看成电路断开，两极板间电压等于与之并联的电阻两端电压。,电路中无电流通过的电阻可用导线代替，同一导线上的节点可以合并。,2、画等效电路的方法,如：,C,A,B,C,A,B,C,R1,R2,R3,R4,R5,入门训练：,S未接通,例1、如图所示的电路，R1、R2为两个阻值

2、很小的电阻，电路总电流恒为I若电流表A与R2串联时，其读数为0.4I，则电流表A与R1串联时（ ） (A)电流表A读数为0.6I (B)电流表A读数小于0.6I (C)R2中电流为0.4I (D)R2中电流大于0.4I,BD,例2、如图所示电路中已知I3A，I12A，R110，R25，R330，则通过电流表的电流方向及大小分别（ ） (A)电流方向向左 (B)电流方向向右 (C)电流大小为0.5A (D)电流大小为1.5A,BC,三、电功、电功率,1、电功,实质：电场力对电荷做功，即电能转化为其它形式的能的过程。,计算公式,W=qU=IUt（适用于任何电路）,W=I2Rt=U2t/R（适用于纯电阻电路）,2、电功率,电流所做的功与完成这些功所需时间的比值,P=W/t=IU（适用于任何电路）,P=I2R=U2/R（适用于纯电阻电路）,3、焦耳定律,电热：Q=I2Rt,发热功率：P热=I2R,4、纯电阻、非纯电阻电路,纯电阻电路：电能全部转化为内能,P热=UI=I2R=U2/R,非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能,P=UIP热=I2R,P其它=UIP热,热点三 电功与电热的关系 纯

3、电阻电路：电能全部转化为内能 1.在由白炽灯、电炉等组成的纯电阻电路中,电功等 于电热.计算时可选用下列公式中的任一形式W=Q=Pt=UIt=I2Rt= . 非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能 2.在非纯电阻电路(含有电动机、电解槽等)中消耗 的电能除转化成内能外,还转化成机械能(如电动 机)或化学能(如电解槽),在非纯电阻电路中, 既不能表示电功,也不能表示电热,它是无意义的. 3.功率 (1)纯电阻电路:P=I2R和P= 既为电功率,也为 热功率. (2)非纯电阻电路:P=UI为电功率,P=I2R为热功 率, 无意义.,3、电功、电功率,有四盏灯，接入如图11中，L1和L2都标有“220V、100W”字样，L3和L4都标有“220V、40W”字样，把电路接通后，最暗的灯将是： AL1； BL2；CL3；DL4,C,如图所示，电阻R1=20，电动机绕线电阻R2=10，当电键S断开时，电流表的示数是I1=0.5A,当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是: AI=1.5A B.I1.5A C.P=15W D.P15W,BD,有一个

4、小型直流电动机,把它接入电压为U1=0.2 V的电路中时,电机不转,测得流过电动机的电流是I1=0.4 A; 若把电动机接入U2=2.0 V的电路中,电动机正常工作,工作电流是I2=1.0 A.求 电动机正常工作时的输出功率多大?如果在电动机正 常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率 是多大?,如图4所示,有一个提升重物用的直流电动机,电动机铭牌有“电机内阻r=0.6 ”的标志,如果已知电路中的固定电阻R=10 ,电路两端电压U=160 V,电压表的示数U=110 V.根据以上数据试计算:,(1)通过电动机的电流. (2)电动机的输入功率. (3)电动机的输出功率.,一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数：,请根据上表计算： （1）此电动机的内阻 （2）电动机正常工作时的效率,某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源电动势E=110V，不计电源电阻及各处摩擦，当电动机以V=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5A，由此可知，电动机线圈的电阻R是多少?(g=10m/s2),4,环保汽车为2008年奥运会场馆服务.某辆以蓄电

5、池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3103 kg.当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50 A,电压U=300 V.在此行驶状态下,求:,(1)驱动电机的输入功率P电. (2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2).,环保汽车为2008年奥运会场馆服务.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3103 kg.当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50 A,电压U=300 V.在此行驶状态下,求:,(3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需太阳能电池板的最小面积. 已知太阳辐射的总功率P0=41026 W,太阳到地球的距离r=1.51011 m,太阳光传播到达地面的过程中 大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%.,一、表头G（小量程的电流表）,1、电流表G的构造,永磁铁和 放入永磁铁磁场中可转动线圈,图片,原理,构造,满偏电压Ug :,满偏电流Ig,3、电流表G的参数,电流表的内阻Rg,

6、电流表,改装,参数,二、电流表G改为电压表V,1、电流表改装电压表的原理：,串联一个电阻，分担一部分电压,电路分析,2、分压电阻的计算,分压电阻,电压表内阻,满偏电压,有一满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=120的电流表G, 要把它改装成为量程为6V的电压表，应 _联一个 的分压电阻。,串 1880,有一个电流表G，内阻Rg10欧，满偏电流Ig3mA。要把它改装为量程03V的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？,二、把表 头G改为电流表A,1、表头改装电流表的原理：,并联一个电阻，分担一部分电流,电路分析,2、分流电阻的计算,分流电阻,电流表内阻,有一满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=120的电流表G, 若把它改装成为量程为3A的电流表，应 _联一个 的分流电阻。,并 0.12,有一个电流表G,内阻Rg25欧，满偏电流Ig=3mA，要把它改装为量程为00.6A的电流表，要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？,如果给电压表串联一个阻值等于电压表内阻的电阻，它的量程变为多大，刻度盘上的是数字怎么改？,6V;；1、2、32、4、6,如果给电流表并联一个阻值等于电流表内阻

7、的电阻，它的量程变为多大，刻度盘上的是数字怎么改？,6A;；1、2、32、4、6,串联电路,并联电路,分压,分流,总结：小量程电流表的改装, 图示电路由8个电阻组成，已知R112欧，其余电阻阻值未知，测得AB间的总电阻为4欧，今将R1换成6欧的电阻，则AB间的总电阻变为欧,2、等效电路,3,4、纯电阻、非纯电阻电路,直流电动机线圈的电阻很小，起动电流很大，这对电动机本身和接在同一电源上的其他电器都产生不良的后果。为了减小电动机起动时的电流，需要给电动机串联一个起动电阻R，如图所示。电动机起动后再将R逐渐减小。如果电源电压U=220V，电动机的线圈电阻r0=2,那么， （1）不串联电阻R时的起动电流是多大？ （2）为了使起动电流减小为20A，起动电阻应为多大？,110 9,5、与实际生活相联系,演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是 （ ） A物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C物体M不动时，电路中没有电流 D物体M不动时，电压表没有示数,B,

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