【高二物理 秋季】07简单串联、并联组合电路-学生版
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第九章 电路
§1 简单串、并联组合电路
【知识框架】
【知识点梳理】
一、电流
1、电流:_______________________________,形成电流。
2、形成电流的条件:①存在________; ②导体两端________._______的作用是保持导体两端的电压,使导体中有持续的电流。
3、电流的方向:_______________的方向为电流方向。
4、电流的强弱:
(1)定义:单位时间内通过导体横截面的电荷量,定义式可表示为t
q I = (2)单位:____,简称安,符号是A ,1A =1C /s ,常用单位还有毫安(mA )、微安(μ
A )。
(3)直流电:方向不随时间变化的电流。
恒定电流:方向和强弱都不随时间变化的电流。
5、决定电流大小的微观量
高导体的横截面积为S ,导体每单位体积内的自由电荷数为n ,每个电荷的电荷量为q ,电荷的定向移动速率为V ,由t I Q =可得nqvs t
qnsvt I ==。
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二、欧姆定律 电阻
1、电阻R:比值I U 反映了导体对电流的阻碍作用,叫做电阻,用R表示,单位为____,简称欧,符号是Ω。
2、欧姆定律
(1)表述:导体中的电流I跟导体两端的电压U成____,跟导体的电阻R成_____。
(2)公式表示:R
U I =。 (3)适用范围:金属导电和电解液导电。对气体导电不适用。
三、导体的伏安特性
1、伏安特性曲线:导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线,
叫做导体的_________,如右图所示。
图线斜率的物理意义:____________表示电阻。
2、线性元件和非线性元件
符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线,具有这种伏安特性的电学元件叫做________;不符合欧姆定律的导体和器件,电流和电压不成正比,伏安特性曲线不是直线,这种电学元件叫做__________。
四、电阻定律 电阻率
1、电阻定律的公式表示:S
L R ρ=。 2、电阻率ρ
(1)意义:电阻率跟导体的材料有关,是反映材料导电性能好坏的物理量,在数值上等于用该材料制成的1m长,横截面积为1m2的导体的电阻值,电阻率大表示__________。
(2)单位:欧姆米,简称欧米,符号是Ω·m 。
(3)电阻率一般随温度的变化而变化。
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五、串联电路和并联电路
1、串联电路基本特点
①电路中各处的电流相等,即:II =I2。
②总电压等于分电压之和,即 U=U1+U2。
③总电阻等于各个分电阻之和,即:R=R1+R2。 ④串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比:I R U R U R U ===2
211。 ⑤串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比:22
211I R P R P R P ===。 ⑥总功率等于各电阻功率之和:P=P1 +P2。
2、并联电路的基本特点
①各支路两端电压均相等:U =U1=U2。
②总电流等于各支路电流之和:I=I1+I2。
③并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和:2
1111R R R +=。
④并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比:IR=I1R1=I2R2。 ⑤并联电路中通过各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比:PR =P 1R 1=P 2R 2。 ⑥总功率等于各支路功率之和:P=P1 +P2。
六、电路的识别和简化
1、理想的电流表内阻为零,看成短路。
2、理想的电压表内阻无穷大,看成断路。
3、电流流向法:依据电流的流动方向(从电源的正极流向负极),在节点处判定电流的走向,从而确定电阻的连接方式。
例:在右图中,电流表A1和A2的示数分别为1A 和 2A ,
若将R3和R4两电电阻互换位置,则两电流表的示数不变,试求通过电阻R1的电流强度多
大?
析解:忽略电流表的电阻,假定电流从R1流入,到节点B分为两个支路:一是经电流表A1到D节点后,又分为两支路,分别经R3和R4流向E;二
是经R2到C再经电流表A2
到E。由此图甲的电路可等效变换为图乙,由图乙可见,电流
表A1显示的电流的电阻R3中的电流I3与电阻R4中的电流
I4之和的电流表A2显示的流是电阻R2中的电流I2与电阻R3中的电流I3之和,依题中所给数据I3+I4=1A,I2+I3=2A;又由题述有R3与R4互换位置两表示数不变,即应有R3和R4中的电流应相等,故I3=I4由上三式联立解得I3=I4=0.5A,I2=1.5A。
4、等势点法:将电路中的各电阻两端分别标上字母,标注时注意相等电势的点可用相同的字母标。将电阻合理摆放,把相同电势的点相连,形成一个节点,这样可使电路简化。例:图1所示电路中,R1=R2=R3=3Ω,R4=R5=R6=6Ω,求M、N两点间的电阻。
解析:
1.在原电路图上标了等势点a、b、c。
2.捏合等势点画草图。从高电势点M点开始,先把两个a点捏合到一起,理顺电阻,
标出电流在a点“兵分三路”,分别经R1、R2、R3流向b点;再捏合三个b点,理顺电阻,标出电流在b点“兵分三路”,分别经R4、
R5、R6流向c点;最后捏合c点,电流流至N点。
(见图2)
3.整理电路图如图3所示。从等效电路图图3可以清楚
地看出原电路各电阻的联接方式,很容易计算出M、N
两点间的电阻R=3Ω。
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