[理化生]串并联电路、焦耳定律课件.ppt

1、串并联电路、焦耳定律串并联电路、焦耳定律高三一轮复习高三一轮复习一、串、并联电路的特点一、串、并联电路的特点串联串联并联并联电流电流电压电压电阻电阻电压（电流）电压（电流）分配分配功率关系功率关系nIIII21nUUUU21nUUUU21nIIII21nRRRR21nnRURURURU332211nRRRR111121nnRIRIRI2211在串、并联电路中，电路消耗的总功率等于在串、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各用电器消耗的功率之和四、理解与巩固四、理解与巩固1、串、并联电路的特点、串、并联电路的特点如图所示电路中，各电如图所示电路中，各电阻阻值已标出，当输入电阻阻

2、值已标出，当输入电压压UAB=110V时，输出电时，输出电压压UCD=V1V1V某实验小组用三只相同的小灯泡，联成如图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。实验中观所示的电路，研究串并联电路特点。实验中观察到的现象是察到的现象是 A、k2断开，断开，k1与与a连接，三只灯泡都熄灭连接，三只灯泡都熄灭B、k2断开，断开，k1与与b连接，三只灯泡亮度相同连接，三只灯泡亮度相同C、k2闭合，闭合，k1与与a连接，三只灯泡都发光，连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同亮度相同D、k2闭合，闭合，k1与与b连接，三只灯泡都发光，连接，三只灯泡都发光，L3亮度小于亮度小于

3、L2的亮度的亮度 D D二、电路的简化二、电路的简化1、特殊电路元件处理方法、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。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。一导线上的节点可以合并。2、画等效电路的方法、画等效电路的方法如：如：

4、CABCABCR1R2R3R4R5V入门训练：入门训练：S未接通未接通例例1 1、如图所示的电路，、如图所示的电路，R R1 1、R R2 2为两个阻值很小为两个阻值很小的电阻，电路总电流恒为的电阻，电路总电流恒为I I若电流表若电流表A A与与R R2 2串联串联时，其读数为时，其读数为0.40.4I I，则电流表，则电流表A A与与R R1 1串联时串联时（）(A)(A)电流表电流表A A读数为读数为0.60.6I I(B)(B)电流表电流表A A读数小于读数小于0.60.6I I(C)R2(C)R2中电流为中电流为0.40.4I I(D)R2(D)R2中电流大于中电流大于0.40.4I

5、IBDBD例例2 2、如图所示电路中已知如图所示电路中已知I I3A3A，I I1 12A2A，R R1 11010，R R2 255，R R3 33030，则通过电流表的电，则通过电流表的电流方向及大小分别（流方向及大小分别（）(A)(A)电流方向向左电流方向向左(B)(B)电流方向向右电流方向向右(C)(C)电流大小为电流大小为0.5A0.5A(D)(D)电流大小为电流大小为1.5A1.5ABCBC三、电功、电功率三、电功、电功率1、电功、电功实质：电场力对电荷做功，即电能转化为其实质：电场力对电荷做功，即电能转化为其它形式的能的过程。它形式的能的过程。计算公式计算公式W=qU=IUt（适

6、用于任何电路）（适用于任何电路）W=I2Rt=U2t/R（适用于纯电阻电路）（适用于纯电阻电路）2、电功率、电功率电流所做的功与完成这些功所需时间的比值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）（适用于任何电路）P=I2R=U2/R（适用于纯电阻电路）（适用于纯电阻电路）3、焦耳定律、焦耳定律电热：电热：Q=I2Rt发热功率：发热功率：P热热=I2R4、纯电阻、非纯电阻电路、纯电阻、非纯电阻电路纯电阻电路：电能全部转化为内能纯电阻电路：电能全部转化为内能P热热=UI=I2R=U2/R非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的

7、能P=UIP热热=I2RP其它其它=UIP热热热点三热点三 电功与电热的关系电功与电热的关系纯电阻电路：电能全部转化为内能纯电阻电路：电能全部转化为内能1.1.在由白炽灯、电炉等组成的纯电阻电路中在由白炽灯、电炉等组成的纯电阻电路中,电功等电功等 于电热于电热.计算时可选用下列公式中的任一形式计算时可选用下列公式中的任一形式W W=Q Q=PtPt=U UI It t=I I2 2RtRt=.=.非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能2.2.在非纯电阻电路在非纯电阻电路(含有电动机、电解槽等含有电动机、电解槽等)中消耗中消耗 的电能除转化成内能外的

8、电能除转化成内能外,还转化成机械能还转化成机械能(如电动如电动 机机)或化学能或化学能(如电解槽如电解槽)tRU2 在非纯电阻电路中在非纯电阻电路中,既不既不能能表示电功表示电功,也不能也不能表示电热表示电热,它是无意义的它是无意义的.3.3.功率功率 (1)(1)纯电阻电路纯电阻电路:P P=I I2 2R R和和P P=既为电功率既为电功率,也为也为 热功率热功率.(2)(2)非纯电阻电路非纯电阻电路:P P=U UI I为电功率为电功率,P P=I I2 2R R为热功为热功 率率,无意义无意义.tRU2tRU2tRU23、电功、电功率、电功、电功率有四盏灯，接入如图有四盏灯，接入如图1

9、1中，中，L1和和L2都标都标有有“220V、100W”字样，字样，L3和和L4都标有都标有“220V、40W”字样，把电路接通后，最字样，把电路接通后，最暗的灯将是：暗的灯将是：AL1；BL2；CL3；DL4 C C如图所示，电阻如图所示，电阻R1=20，电动机绕线电阻，电动机绕线电阻R2=10，当电键，当电键S断开时，电流表的示数是断开时，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，电流表的示数路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消和电路消耗的电功率耗的电功率P应是应是:A AI=1.5A B.I1.5A I=1.5A

10、B.I1.5A C.P=15W D.P15WC.P=15W D.P15W BDBD有一个小型直流电动机有一个小型直流电动机,把它接入电压为把它接入电压为U U1 1=0.2 V=0.2 V的电的电路中时路中时,电机不转电机不转,测得流过电动机的电流是测得流过电动机的电流是I I1 1=0.4 A;=0.4 A;若把电动机接入若把电动机接入U U2 2=2.0 V=2.0 V的电路中的电路中,电动机正常工作电动机正常工作,工工作电流是作电流是I I2 2=1.0 A.=1.0 A.求求电动机正常工作时的输出功率多大电动机正常工作时的输出功率多大?如果在电动机正如果在电动机正常工作时常工作时,转子

11、突然被卡住转子突然被卡住,此时电动机的发热功率此时电动机的发热功率是多大是多大?如图如图4所示所示,有一个提升重物用的直流电动机有一个提升重物用的直流电动机,电电动机铭牌有动机铭牌有“电机内阻电机内阻r=0.6”的标志的标志,如果已如果已知电路中的固定电阻知电路中的固定电阻R=10,电路两端电压电路两端电压U=160 V,电压表的示数电压表的示数U=110 V.根据以上数据根据以上数据试计算试计算:(1)通过电动机的电流通过电动机的电流.(2)电动机的输入功率电动机的输入功率.(3)电动机的输出功率电动机的输出功率.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数：一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的

12、技术参数：规规 格格后轮驱动直流电机后轮驱动直流电机车型车型26#电动电动自行车自行车额定输出额定输出功率功率120W整车质量整车质量 30kg额定电压额定电压 40V 最大载重最大载重 120kg额定电流额定电流 3.5A请根据上表计算：请根据上表计算：（1）此电动机的内阻）此电动机的内阻（2）电动机正常工作时的效率）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，如某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量图所示，重物的质量m=50kg，电源电动势，电源电动势E=110V，不计电源电阻及各处摩擦，当电，不计电源电阻及各处摩擦，当电动机以动机以V=0.90m/s的恒定速度向上

13、提升重物的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度时，电路中的电流强度I=5A，由此可知，由此可知，电动机线圈的电阻电动机线圈的电阻R是多少是多少?(g=10m/s2)4 4环保汽车为环保汽车为2008年奥运会场馆服务年奥运会场馆服务.某辆以蓄电池为驱某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车动能源的环保汽车,总质量总质量m=3103 kg.当它在水平路当它在水平路面上以面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电驱动电机的输入电流流I=50 A,电压电压U=300 V.在此行驶状态下在此行驶状态下,求求:(1)(1)驱动电机的输入功率驱动电机的输入功率P P电电.(2)(

14、2)若驱动电机能够将输入功率的若驱动电机能够将输入功率的90%90%转化为用于牵引汽转化为用于牵引汽车前进的机械功率车前进的机械功率P P机机,求汽车所受阻力与车重的比值求汽车所受阻力与车重的比值(g g取取10 m/s10 m/s2 2).).环保汽车为环保汽车为2008年奥运会场馆服务年奥运会场馆服务.某辆以蓄电池为驱某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车动能源的环保汽车,总质量总质量m=3103 kg.当它在水平路当它在水平路面上以面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电驱动电机的输入电流流I=50 A,电压电压U=300 V.在此行驶状态下在此行驶状态下,求

15、求:(3)设想改用太阳能电池给该车供电设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变其他条件不变,求所求所需太阳能电池板的最小面积需太阳能电池板的最小面积.已知太阳辐射的总功率已知太阳辐射的总功率P0=41026 W,太阳到地球的距离太阳到地球的距离r=1.51011 m,太阳光传播到达地面的过程中太阳光传播到达地面的过程中大约有大约有30%的能量损耗的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化该车所用太阳能电池的能量转化效率约为效率约为15%.一、表头一、表头G G（小量程的电流表）（小量程的电流表）1、电流表、电流表G的构造的构造永磁铁和永磁铁和放入永磁铁磁场中可转动线圈放入永磁铁磁场中可转动线圈

16、 图片图片原理原理构造构造满偏电压满偏电压Ug:满偏电流满偏电流Ig 3、电流表、电流表G的参数的参数电流表的内阻电流表的内阻RggggRIU 电流表电流表改装改装参数参数二、电流表二、电流表G G改为电压表改为电压表V V1、电流表改装电压表的原理：、电流表改装电压表的原理：串联一个电阻，串联一个电阻，分担一部分电分担一部分电压压 电路分析电路分析2、分压电阻的计算、分压电阻的计算 gggggRRUUURUURgggRIU 分压电阻分压电阻电压表内阻电压表内阻RRRgV满偏电压满偏电压有一满偏电流有一满偏电流Ig=3mA，内阻，内阻Rg=120的电流表的电流表G,要把它改要把它改装成为量程为

17、装成为量程为6V的电压表，应的电压表，应 _联一个联一个 的分压电阻。的分压电阻。串串 1880 有一个电流表有一个电流表G，内阻，内阻Rg10欧，欧，满偏电流满偏电流Ig3mA。要把它改装为。要把它改装为量程量程03V的电压表，要串联多大的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多的电阻？改装后电压表的内阻是多大？大？二、把表二、把表 头头G G改为电流表改为电流表A A1、表头改装电流表的原理：、表头改装电流表的原理：并联一个电阻，并联一个电阻，分担一部分电流分担一部分电流 电路分析电路分析2、分流电阻的计算、分流电阻的计算ggggRgRIIIRIIR分流电阻分流电阻电流表内阻电流表

18、内阻RRRRRggA有一满偏电流有一满偏电流Ig=3mA，内阻，内阻Rg=120的电流表的电流表G,若把它改若把它改装成为量程为装成为量程为3A的电流表，应的电流表，应 _联一个联一个 的分流电阻的分流电阻。并并 0.12 有一个电流表有一个电流表G,内阻内阻Rg25欧，欧，满偏电流满偏电流Ig=3mA，要把它改装为，要把它改装为量程为量程为00.6A的电流表，要并联的电流表，要并联一个多大的电阻？改装后电流表一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？的内阻是多大？如果给电压表串联一个阻值等如果给电压表串联一个阻值等于电压表内阻的电阻，它的量于电压表内阻的电阻，它的量程变为多大，刻度盘上的是数

19、程变为多大，刻度盘上的是数字怎么改？字怎么改？6V;；1、2、32、4、6 如果给电流表并联一个阻值如果给电流表并联一个阻值等于电流表内阻的电阻，它的量等于电流表内阻的电阻，它的量程变为多大，刻度盘上的是数字程变为多大，刻度盘上的是数字怎么改？怎么改？6A;；1、2、32、4、6改装电压表改装电流表电路R的作用R的计算电表的总电阻串联电路串联电路并联电路并联电路分压分压分流分流gggRIIIRgggRUUURRRRgVRRRRRggA总结：小量程电流表的改装总结：小量程电流表的改装 图示电路由图示电路由8个电阻组成，已知个电阻组成，已知R112欧，欧，其余电阻阻值未知，测得其余电阻阻值未知，测

20、得AB间的总电阻为间的总电阻为4欧，今将欧，今将R1换成换成6欧的电阻，则欧的电阻，则AB间的总间的总电阻变为欧电阻变为欧 2、等效电路、等效电路3 34、纯电阻、非纯电阻电路、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，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电流，需要给电动机串联一个起动电阻R，如，如图所示。电动机起动后再将图所示。电动机起动后再将R逐渐减小。如果逐渐减小。如果电源电

21、压电源电压U=220V，电动机的线圈电阻，电动机的线圈电阻r0=2,那么，那么，（1）不串联电阻）不串联电阻R时的起动电流是多大？时的起动电流是多大？（2）为了使起动电流减小为）为了使起动电流减小为20A，起动电阻应，起动电阻应为多大？为多大？110 9110 95、与实际生活相联系、与实际生活相联系演示位移传感器的工作原理如右图示，演示位移传感器的工作原理如右图示，物体物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小来反映物体位移的大小x。假设电压表是。假设电压表是理想的，则下列说法正确

22、的是理想的，则下列说法正确的是 （）A物体物体M运动时，电源内的电流会发运动时，电源内的电流会发生变化生变化B物体物体M运动时，电压表的示数会发生运动时，电压表的示数会发生变化变化C物体物体M不动时，电路中没有电流不动时，电路中没有电流D物体物体M不动时，电压表没有示数不动时，电压表没有示数 B B 如图所示是一种悬球式加速度仪如图所示是一种悬球式加速度仪.它可以用来测定沿水平轨道它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度做匀加速直线运动的列车的加速度.m是一个金属球，它系在细金是一个金属球，它系在细金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，点，AB是一根

23、长为是一根长为l的电阻丝，的电阻丝，其阻值为其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计.电阻丝的中点电阻丝的中点C焊焊接一根导线接一根导线.从从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V（金属丝和导线电阻不计）（金属丝和导线电阻不计）.图中虚线图中虚线OC与与AB相垂直，且相垂直，且OC=h，电阻丝电阻丝AB接在电压恒为接在电压恒为U的直流稳压电源上的直流稳压电源上.整个装置固定在列车整个装置固定在列车中使中使AB沿着车前进的方向沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加当列车加速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向，从电压表的读数变化，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小可以测出加速度的大小.（1）当列车向右做匀加速直线运动时，）当列车向右做匀加速直线运动时，试写出加速度试写出加速度a与与角的关系及加速度角的关系及加速度a与与电压电压表读数表读数U的对应关系的对应关系.（2）这个装置能测得的最大加速度是）这个装置能测得的最大加速度是多少多少?