《高三物理高考第一輪復習課件 串并聯(lián)電路 焦耳定律 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高三物理高考第一輪復習課件 串并聯(lián)電路 焦耳定律 新人教版（52頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、第第2 2課時課時 串并聯(lián)電路串并聯(lián)電路 焦耳定律焦耳定律考點自清考點自清一、串并聯(lián)電路一、串并聯(lián)電路1.1.串聯(lián)電路特點串聯(lián)電路特點 (1)(1)等效電阻等效電阻: :R R= = (2) (2)各處的電流強度相等各處的電流強度相等: : (3) (3)分壓原理分壓原理: : (4) (4)電路兩端電壓電路兩端電壓: :U U= = (5) (5)功率分配功率分配: :R R1 1+ +R R2 2+R Rn nI I= =I I1 1= =I I2 2=I In nnnRURURU2211nnRPRPRP2211U U1 1+ +U U2 2+U Un n2.2.并聯(lián)電路特點并聯(lián)電路特點(
2、1)(1)等效電阻等效電阻: :(2)(2)各支路電壓相等各支路電壓相等: :(3)(3)分流原理分流原理: :(4)(4)電路中的總電流電路中的總電流: :I I= =(5)(5)功率分配功率分配: :nRRR1.1121并R1U U= =U U1 1= =U U2 2=U Un nI I1 1R R1 1= =I I2 2R R2 2=I In nR Rn nI I1 1+ +I I2 2+I In nP P1 1R R1 1= =P P2 2R R2 2=P Pn nR Rn n二、焦耳定律二、焦耳定律1.1.電功電功 (1)(1)定義定義: :導體中的恒定電場對自由電荷的導體中的恒定電
3、場對自由電荷的 做的功做的功. . (2) (2)公式公式: :W W= =qUqU= = ( (適用于任何電路適用于任何電路).). (3) (3)實質實質: : 轉化轉化為為其他形式能的過程其他形式能的過程. .2.2.電功率電功率 (1)(1)定義定義: :電流在一段電路上做功的功率電流在一段電路上做功的功率P P等于電等于電 流流I I與這段電路兩端的電壓與這段電路兩端的電壓U U的乘積的乘積, ,表示電流做表示電流做 功的功的 . . (2) (2)公式公式: :P P= =W W/ /t t= = ( (適用于任何電路適用于任何電路).).靜電力靜電力I IUtUt電能電能快慢快慢
4、I IU U3.3.電熱電熱: :電流流過導體產生的熱量電流流過導體產生的熱量. .由由 定律來定律來 計算計算, , . .4.4.熱功率熱功率: :單位時間內的發(fā)熱量單位時間內的發(fā)熱量, ,表達式為表達式為: : = = . .名師點撥名師點撥首先要區(qū)分電路是否為純電阻電路首先要區(qū)分電路是否為純電阻電路, ,選取恰當?shù)墓x取恰當?shù)墓β时磉_式來計算率表達式來計算; ;其次要認真判斷題目要求的是電其次要認真判斷題目要求的是電功還是電熱功還是電熱. .焦耳焦耳RtIQ2tQP RI2熱點聚集熱點聚集熱點一熱點一 串并聯(lián)電路串并聯(lián)電路1.1.幾個常用的推論幾個常用的推論 (1)(1)串聯(lián)電路的總電
5、阻大于其中任一部分電路的串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的 總電阻總電阻. . (2) (2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電 阻阻, ,且小于其中最小的電阻且小于其中最小的電阻. . (3) (3)n n個相同的電阻并聯(lián)個相同的電阻并聯(lián), ,總電阻等于其中一個電總電阻等于其中一個電 阻的阻的 即即: :R R總總= = R R. . (4) (4)兩個電阻并聯(lián)時的總電阻兩個電阻并聯(lián)時的總電阻R R= ,= ,當其中任當其中任 一個增大或減小時總電阻也隨之增大或減小一個增大或減小時總電阻也隨之增大或減小. .n1n12121RRRR (5)(5)
6、多個電阻并聯(lián)時多個電阻并聯(lián)時, ,其中任一個電阻增大或減小其中任一個電阻增大或減小, , 總電阻也隨之增大或減小總電阻也隨之增大或減小. .2.2.等效電路等效電路 (1)(1)電路的等效原則電路的等效原則 無電流的支路除去無電流的支路除去; ;電勢相等的各點合并電勢相等的各點合并; ; 理想電流表可認為短路理想電流表可認為短路, ,理想電壓表可認為斷理想電壓表可認為斷 路路; ;電壓穩(wěn)定時電壓穩(wěn)定時, ,電容器可認為斷路電容器可認為斷路; ;在電路在電路 中中, ,若只有一處接地線若只有一處接地線, ,只影響電路中各點的電勢只影響電路中各點的電勢 值值, ,不影響電路結構不影響電路結構; ;
7、若電路中有兩點或兩點以上若電路中有兩點或兩點以上 的接地線的接地線, ,除了影響電路中各點的電勢外除了影響電路中各點的電勢外, ,還改變還改變 電路結構電路結構, ,接地點之間認為是接在同一點接地點之間認為是接在同一點. .(2)(2)電路等效的常用方法電路等效的常用方法電流分支法電流分支法: :先將各節(jié)點標上字母先將各節(jié)點標上字母, ,判定各支路元判定各支路元件的電流方向件的電流方向, ,按電流流向按電流流向, ,自左向右將各元件、節(jié)自左向右將各元件、節(jié)點、分支逐一畫出點、分支逐一畫出, ,加工整理即可加工整理即可. .等勢點排列法等勢點排列法: :標出節(jié)點字母標出節(jié)點字母, ,判斷出各節(jié)點
8、電勢判斷出各節(jié)點電勢的高低的高低, ,將各節(jié)點按電勢高低自左向右排列將各節(jié)點按電勢高低自左向右排列, ,再將各再將各節(jié)點間的支路畫出節(jié)點間的支路畫出, ,然后加工整理即可然后加工整理即可. .熱點二熱點二 電表的改裝電表的改裝1.1.把電流表把電流表G G改裝成電壓表改裝成電壓表 (1)(1)電流表改裝成電壓表的原理電流表改裝成電壓表的原理: : 將電流表的示數(shù)根據歐姆定律將電流表的示數(shù)根據歐姆定律U Ug g = =I Ig gR Rg g換算成電壓值換算成電壓值, ,可直接用于可直接用于 測電壓測電壓, ,只是量程只是量程U Ug g很小很小. .如果給如果給 小量程電流表串聯(lián)一個分壓電阻
9、小量程電流表串聯(lián)一個分壓電阻, , 就可以用來量度較大的電壓就可以用來量度較大的電壓. .因此因此 電壓表實際上就是一個串聯(lián)了分壓電阻的電流表電壓表實際上就是一個串聯(lián)了分壓電阻的電流表, ,如圖如圖1 1所示所示. .圖圖1 1(2)(2)分壓電阻的計算分壓電阻的計算: :由由U U= =I Ig gR Rg g+ +I Ig gR R解得解得 , ,因為電壓擴大量程的倍數(shù)因為電壓擴大量程的倍數(shù)n n= ,= ,所以所以R R=(=(n n-1)-1)R Rg g. .需要說明的是需要說明的是, ,通過表頭的滿偏電流并沒有改變通過表頭的滿偏電流并沒有改變, ,加加在表頭兩端的最大電壓也沒有改變
10、在表頭兩端的最大電壓也沒有改變, ,仍是仍是U Ug g= =I Ig gR Rg g, ,但但改裝成的電壓表的最大電壓增大改裝成的電壓表的最大電壓增大了了, ,所以表的刻度盤所以表的刻度盤要改換要改換, ,原來是原來是0 0I Ig gR Rg g, ,現(xiàn)在要換現(xiàn)在要換成成0 0I Ig gR Rg g+ +I Ig gR R, ,即每個即每個刻度處的電流數(shù)要換成對應的總電壓數(shù)刻度處的電流數(shù)要換成對應的總電壓數(shù)I IR Rg g+ +I IR R. .ggRIURgUU2.2.把把電流表電流表G G改裝成大量程電流表改裝成大量程電流表 (1)(1)電流表改裝的原理電流表改裝的原理: :給小量
11、程給小量程 電流表并聯(lián)一個分流電阻電流表并聯(lián)一個分流電阻, ,就可以就可以 用來量度較大的電流用來量度較大的電流, ,即擴大了電即擴大了電 流表的量程流表的量程, ,如圖如圖2 2所示所示. . (2) (2)分流電阻的計算分流電阻的計算 由并聯(lián)電路的特點由并聯(lián)電路的特點U Ug g= =I Ig gR Rg g=(=(I I- -I Ig g) )R R, , 解得解得 , ,因為電流擴大量程的倍因為電流擴大量程的倍 數(shù)數(shù)n n= ,= ,所以所以R R= .= .與改裝電壓表一樣與改裝電壓表一樣, ,刻度刻度圖圖2 21gggggIIRIIRIRgII1nRg盤也要由原來指示的通過電流表盤
12、也要由原來指示的通過電流表G G的電流換成指示的電流換成指示電流表電流表A A的電流的電流. . 電壓表改裝后電壓表改裝后, ,正確使用它測電壓時正確使用它測電壓時, ,發(fā)現(xiàn)測量值總是偏小發(fā)現(xiàn)測量值總是偏小, ,出現(xiàn)這種情況的原因是什么出現(xiàn)這種情況的原因是什么? ? 串入的分壓電阻偏大造成的串入的分壓電阻偏大造成的, ,應給分壓電阻并應給分壓電阻并聯(lián)一個大電阻加以修正聯(lián)一個大電阻加以修正. .交流與思考交流與思考提示提示:熱點三熱點三 電功與電熱的關系電功與電熱的關系 電功是電場力對自由電荷所做的功電功是電場力對自由電荷所做的功, ,其大小等于電其大小等于電 能轉化為其他形式能量的多少能轉化為
13、其他形式能量的多少, ,是電能轉化為其他是電能轉化為其他 形式能的總和形式能的總和. .電熱是轉化為內能的電能電熱是轉化為內能的電能, ,一般是電一般是電 功的一部分功的一部分. .1.1.在由白熾燈、電爐等組成的純電阻電路中在由白熾燈、電爐等組成的純電阻電路中, ,電功等電功等 于電熱于電熱. .計算時可選用下列公式中的任一形式計算時可選用下列公式中的任一形式W W= =Q Q= =PtPt= =U UI It t= =I I2 2RtRt= .= .2.2.在非純電阻電路在非純電阻電路( (含有電動機、電解槽等含有電動機、電解槽等) )中消耗中消耗 的電能除轉化成內能外的電能除轉化成內能外
14、, ,還轉化成機械能還轉化成機械能( (如電動如電動 機機) )或化學能或化學能( (如電解槽如電解槽),),即電動機即電動機W W= =E E機機+ +Q Q或或 U UI It t= =E E機機+ +I I2 2RtRt, ,電解槽電解槽W W= =E E化化+ +Q Q或或U UI It t= =E E化化+ +I I2 2RtRt, ,此時此時 W WQ Q. .tRU2 在非純電阻電路中在非純電阻電路中, , 既不既不能能表示電功表示電功, ,也不能也不能表示電熱表示電熱, ,它是無意義的它是無意義的. .3.3.功率功率 (1)(1)純電阻電路純電阻電路: :P P= =I I2
15、 2R R和和P P= = 既為電功率既為電功率, ,也為也為 熱功率熱功率. . (2) (2)非純電阻電路非純電阻電路: :P P= =U UI I為電功率為電功率, ,P P= =I I2 2R R為熱功為熱功 率率, , 無意義無意義. . 有電動機的電路一定是非純電阻電有電動機的電路一定是非純電阻電 路嗎路嗎? ?在非純電阻電路中歐姆定律是否成立在非純電阻電路中歐姆定律是否成立? ?tRU2tRU2tRU2交流與思考交流與思考提示提示: :不要認為不要認為有有電動機的電路一定是非純電阻電路電動機的電路一定是非純電阻電路, ,當電動機不轉動時當電動機不轉動時, ,仍為純電阻電路仍為純電
16、阻電路, ,歐姆定律仍適歐姆定律仍適用用, ,電能全部轉化為內能電能全部轉化為內能. .只有在電動機轉動時才為非只有在電動機轉動時才為非純電阻電路純電阻電路, ,U U IRIR, ,歐姆定律不能適用歐姆定律不能適用, ,此時大部分電此時大部分電能轉化為機械能能轉化為機械能. .題型題型1 1 用電器正常工作的分析方法用電器正常工作的分析方法【例例1 1】如圖如圖3 3所示電路中所示電路中E E為電源為電源, , 其電動勢其電動勢E E=9.0 V,=9.0 V,內阻可忽略不內阻可忽略不 計計; ;ABAB為滑動變阻器為滑動變阻器, ,其電阻其電阻R R= = 30 ;L 30 ;L為一小燈泡
17、為一小燈泡, ,其額定電壓其額定電壓 U U=6.0 V,=6.0 V,額定功率額定功率P P=1.8 W;S=1.8 W;S為開關為開關. .開始時滑動開始時滑動 變阻器的觸頭位于變阻器的觸頭位于B B端端, ,現(xiàn)在接通開關現(xiàn)在接通開關S,S,然后將觸然后將觸 頭緩慢地向頭緩慢地向A A端滑動端滑動, ,當?shù)竭_某一位置當?shù)竭_某一位置C C處時處時, ,小燈小燈 泡剛好正常發(fā)光泡剛好正常發(fā)光. .則則CBCB之間的電阻應為之間的電阻應為 ( )( ) A.10 B.20 C.15 D.5 A.10 B.20 C.15 D.5 圖圖3 3題型探究題型探究解析解析 本題考查串聯(lián)電路的特點及額定電壓
18、、額定功本題考查串聯(lián)電路的特點及額定電壓、額定功率與電阻的關系率與電阻的關系. .關關鍵是對額定電壓、額定功率概鍵是對額定電壓、額定功率概念的理解念的理解, ,明確滑動變阻器哪一段電阻接入了電路明確滑動變阻器哪一段電阻接入了電路. .燈泡的工作電流燈泡的工作電流I I= A=0.3 A= A=0.3 A此時此時ACAC間電阻間電阻R R1 1= =10 = =10 故故CBCB間電阻間電阻R R2 2= =R R- -R R1 1=20 =20 故故B B選項正確選項正確. .答案答案 B68 . 1UP3 . 0691IU規(guī)律總結規(guī)律總結 用電器正常工作的條件用電器正常工作的條件: :(1)
19、(1)用電器兩端的實際電壓等于其額定電壓用電器兩端的實際電壓等于其額定電壓. .(2)(2)用電器中的實際電流等于其額定電流用電器中的實際電流等于其額定電流. .(3)(3)用電器的實際電功率等于其額定功率用電器的實際電功率等于其額定功率. .如果以上三個條件中的任何一個得到滿足如果以上三個條件中的任何一個得到滿足, ,其余兩個其余兩個條件必定同時滿足條件必定同時滿足. .變式練習變式練習1 1 如下圖所示如下圖所示, ,額定電壓都是額定電壓都是110 V,110 V,額定額定功率功率P PA A=100 W,=100 W,P PB B=40 W=40 W的兩燈泡的兩燈泡, ,接在接在220
20、V220 V電路上電路上使用使用, ,使電燈能夠正常發(fā)光使電燈能夠正常發(fā)光, ,且電路中消耗電能最小且電路中消耗電能最小的電路是哪一個的電路是哪一個 ( )( )解析解析 根據根據P P= = 知知R R= ,= ,按題目已知按題目已知P PA A P PB B, ,則則R RA A R RB B. .對于對于A A、B B電路電路, ,B B的電壓大于的電壓大于A A的電壓的電壓, ,B B燈將燈將燒毀燒毀, ,兩燈不能正常發(fā)光兩燈不能正常發(fā)光, ,故本題故本題A A、B B均錯均錯. .C C電路中通過變阻器調節(jié)電路中通過變阻器調節(jié), ,可使左右兩可使左右兩部分電阻相等部分電阻相等, ,即
21、均在即均在110 V110 V額定電壓下工作而正常發(fā)光額定電壓下工作而正常發(fā)光, ,P P總總=2=2P PA A=200 W.=200 W.D D電路中若通過變阻器調節(jié)電路中若通過變阻器調節(jié), ,左右兩部分電阻也可能左右兩部分電阻也可能相等相等, ,保證保證A A、B B兩燈均在兩燈均在110 V110 V下工作而正常發(fā)光下工作而正常發(fā)光, ,易知易知P P總總=2(=2(P PA A+ +P PB B)=280 W,)=280 W,故故C C對，對，D D錯錯. .答案答案 CRU2RU2題型題型2 2 非純電阻電路的分析非純電阻電路的分析【例例2 2】有一個小型直流電動機有一個小型直流電
22、動機, ,把它接入電壓為把它接入電壓為U U1 1=0.2 V=0.2 V的電路中時的電路中時, ,電機不轉電機不轉, ,測得流過電動機測得流過電動機的電流是的電流是I I1 1=0.4 A;=0.4 A;若把電動機接入若把電動機接入U U2 2=2.0 V=2.0 V的電的電路中路中, ,電動機正常工作電動機正常工作, ,工作電流是工作電流是I I2 2=1.0 A.=1.0 A.求電求電動機正常工作時的輸出功率多大動機正常工作時的輸出功率多大? ?如果在電動機正如果在電動機正常工作時常工作時, ,轉子突然被卡住轉子突然被卡住, ,此時電此時電動機的發(fā)熱功率動機的發(fā)熱功率是多大是多大? ?思
23、路點撥思路點撥 解答本題時解答本題時, ,應把握以下兩點應把握以下兩點: :(1)(1)當電動機不轉時當電動機不轉時, ,電動機為純電阻電動機為純電阻R R= ,= ,P P熱熱= =U UI I. .(2)(2)當電動機轉動時當電動機轉動時, ,電動機為非純電阻電動機為非純電阻, ,R R , ,P P熱熱= =I I2 2R R R RD D, ,這時電阻器這時電阻器R RD D兩端的電壓兩端的電壓U UD D , ,電阻電阻R R1 1兩端的電壓兩端的電壓U U1 1 , , ,由由電功率計算式綜合比較得出電功率計算式綜合比較得出,A,A、B B、D D錯誤錯誤,C,C正確正確. .答案
24、答案 CDRURURU222122U2U2U6.6.用一個標有用一個標有“12 V,24 W”12 V,24 W”的的 燈泡做實驗燈泡做實驗, ,測得燈絲電阻隨測得燈絲電阻隨 燈泡兩端電壓變化關系圖象如燈泡兩端電壓變化關系圖象如 圖圖1010所示所示. . (1) (1)在正常發(fā)光條件下在正常發(fā)光條件下, ,燈泡的電功率為多大燈泡的電功率為多大? ? (2) (2)設燈絲電阻與絕對溫度成正比設燈絲電阻與絕對溫度成正比, ,室溫為室溫為300 K,300 K, 求正常發(fā)光條件下燈絲的溫度求正常發(fā)光條件下燈絲的溫度. . (3) (3)將一定值電阻與燈泡串聯(lián)后接到將一定值電阻與燈泡串聯(lián)后接到20
25、V20 V電壓上電壓上, , 要使燈泡能正常發(fā)光要使燈泡能正常發(fā)光, ,串聯(lián)的電阻為多大串聯(lián)的電阻為多大? ? (4) (4)當合上開關后當合上開關后, ,需要需要0.5 s0.5 s燈泡才能達到正常燈泡才能達到正常 亮度亮度, ,為什么這時電流比開始時小為什么這時電流比開始時小? ?計算電流的最計算電流的最 大值大值. .圖圖1010解析解析 (1)(1)由圖知由圖知, ,正常發(fā)光時正常發(fā)光時R R=8 ,=8 ,由由P P= =18 W.(2)=18 W.(2)由圖知由圖知, ,室溫時電阻室溫時電阻R R=1 ,=1 ,由由 , ,得得T T=2 400 K.=2 400 K.(3)(3)
26、串聯(lián)電路電壓分配與電阻成正比串聯(lián)電路電壓分配與電阻成正比, , ,得得R Rx x=5.33 .=5.33 .(4)(4)剛合上開關燈未正常發(fā)光剛合上開關燈未正常發(fā)光, ,溫度低溫度低, ,電阻小電阻小, ,電流電流大大, ,I Im m=12 A.=12 A.答案答案 (1)18 W (2)2 400 K (3)5.33 (4)(1)18 W (2)2 400 K (3)5.33 (4)剛剛合上開關燈未正常發(fā)光合上開關燈未正常發(fā)光, ,溫度低溫度低, ,電阻小電阻小, ,電流大電流大12 A12 ARU2RRTT128RRx7.7.如圖如圖1111所示為摩托車轉所示為摩托車轉向燈電路向燈電路
27、,S,S為轉向開關為轉向開關, ,它它是三擲開關是三擲開關.D.D為轉向指示燈為轉向指示燈( (裝在儀表內裝在儀表內).RD).RD1 1、R RD D2 2為前后兩個右轉向為前后兩個右轉向燈燈,LD,LD1 1、LDLD2 2為前后兩個左轉為前后兩個左轉向燈向燈. .已知電源電壓為已知電源電壓為6 V,6 V,內阻不計內阻不計, ,四只轉向燈用四只轉向燈用“6 V,15 W”6 V,15 W”的燈泡的燈泡,D,D用用“6 V,1 W”6 V,1 W”的小燈泡的小燈泡. .試試判斷判斷 圖圖1111(1)(1)當轉向開關當轉向開關S S與與1 1連通時電路中各燈的發(fā)光情況連通時電路中各燈的發(fā)光
28、情況? ?要求通過計算說明要求通過計算說明. .(2)(2)該電路中轉向燈發(fā)光時的情況與實際摩托車轉向該電路中轉向燈發(fā)光時的情況與實際摩托車轉向燈發(fā)光情況有何區(qū)別燈發(fā)光情況有何區(qū)別? ?在電路的什么位置安裝什么器在電路的什么位置安裝什么器件件( (或說出器件的功能或說出器件的功能),),可以使轉向燈的發(fā)光與實際可以使轉向燈的發(fā)光與實際情況相符情況相符. .解析解析 (1)(1)轉向開關轉向開關S S與與1 1連通時電路中各燈的發(fā)光情連通時電路中各燈的發(fā)光情況況: :前后右轉向燈前后右轉向燈RDRD1 1、RDRD2 2正常發(fā)光正常發(fā)光, ,指示燈指示燈D D正常發(fā)正常發(fā)光光, ,左指示燈很小不
29、發(fā)光左指示燈很小不發(fā)光. .轉向燈電阻轉向燈電阻R R1 1= =2.4 =2.4 指示燈電阻指示燈電阻R R2 2= =36 = =36 153612PU13622PU每只右轉向燈均獲得每只右轉向燈均獲得6 V6 V電壓電壓, ,正常發(fā)光正常發(fā)光. .每只左轉向燈獲得電壓每只左轉向燈獲得電壓U U1 1= =0.2 V,= =0.2 V,遠小于正常發(fā)光電壓遠小于正常發(fā)光電壓6 V,6 V,所以不能發(fā)光所以不能發(fā)光. .指示燈獲得電壓指示燈獲得電壓U U2 2= =5.8 V,= =5.8 V,接近正常發(fā)光接近正常發(fā)光電壓電壓6 V,6 V,基本上正常發(fā)光基本上正常發(fā)光. .21122RRUR2122RRUR(2)(2)該電路中轉向燈發(fā)光時的情況與實際摩托車轉該電路中轉向燈發(fā)光時的情況與實際摩托車轉向燈發(fā)光情況的區(qū)別是不能閃爍發(fā)光向燈發(fā)光情況的區(qū)別是不能閃爍發(fā)光. .在電路的干路位置安裝電磁繼電器在電路的干路位置安裝電磁繼電器( (使電路不斷斷使電路不斷斷開閉合的功能開閉合的功能),),可以使轉向燈的發(fā)光與實際情況可以使轉向燈的發(fā)光與實際情況相符相符. .答案答案 見解析見解析反思總結反思總結
高三物理高考第一輪復習課件 串并聯(lián)電路 焦耳定律 新人教版
