内容正文:
专题二.欧姆定律和电阻串联并联(讲义)《电工技术基础与技能》高教版 专题复习讲练测
[考纲要求]
1.理解电动势的概念,能够解释电动势在电路中的作用和意义。
2.掌握端电压的概念,了解端电压在电路中的测量方法以及其与电压的关系。
3.能够解释串联电路的特点和串联电阻的计算方法,理解串联电路中电流的分布规律。
4.掌握电压表的使用方法,能够通过电压表测量电路中的电压值。
5.理解并联电路的特点和并联电阻的等效电阻计算方法,能够解释并联电路中电流的分布规律。
6.掌握电流表的使用方法,能够通过电流表测量电路中的电流值。
[课时安排]
2课时
[知识梳理]
一、闭合电路
图2-1所示是最简单的闭合电路。闭合电路由两部分组成,一部分是电源外部的电路,称为外电路,包括用电器和导线等;另一部分是电源内部的电路,称为内电路,如发电机的线圈、电池内的溶液等。外电路的电阻通常称为外电阻,内电路也有电阻,通常称为电源的内电阻,简称内阻。
二、串联电路的重要性质
1.串联电阻的总电阻,如图所示,U=RI、U1=R1I、U2=R2I、U3=R3I,因为U=U1+U2+U3,所以R=R1+R2+R3,这就是说串联电阻的总电阻等于各个电阻之和。
2.串联电阻的分压公式:U1=R1*I=U*RI/RI*R2,U2=R2*I=U*R2/R1*R2
3.串联电路中某个电阻Rk(k=1,2,......,n)消耗的功率Pk=UkI,而Uk=RkI,各个电阻消耗的功率分别是P1=R1*I*I,P2=R2*I*I,......,Pn=Rn*I*I,所以P1/R1=P2/R2=.....=Pn/Rn=I*I。这就是说,串联电路中各个电阻消耗的功率与它的阴值成正比。
三、电压表
电流越大,微安表或毫安表指针的偏角就越大。根据欧姆定律可知,加在它两端的电压越大,指针的偏角也越大,如果在刻度盘上直接标出电压值,就可以用它来测电压。但是不能直接用微安表或毫安表来测较大的电压。因为,如果被测电压U大于RI,电流将超过I,而把微安表或毫安表烧毁。如果给微安表或毫安表串联一个电阻,分担一部分电压,就可以用来测较大的电压了。加上串联电阻并在刻度盘上直接标出电压值,微安表或毫安表就改装成了电压表,如图2-11所示。
四、并联电路
把几个电阻并列地连接起来,就组成了并联电路,图2-12所示是三个电阻R1、R2、R3组成的并联电路。并联电路的基本特点是:
①电路中各支路两端的电压相等;
②电路中的总电流等于各支路的电流之和。
五、电流表
并联电阻可以分担一部分电流,并联电阻的这种作用称为分流作用,具有这种用途的电阻称为分流电阻。在微安表或毫安表上并联一个分流电阻,按比例分流一部分电流,这样就可以利用微安表或毫安表测量大的电流。如果在刻度盘上标出电流值,则构成一个电流表,如图2-14所示。
[真题练讲]
1.(2022年浙江省统一考试)一个串联电路中,总电流为 2 安培,总电压为 12 伏,求总电阻的大小为多少欧姆?
A. 2 欧姆
B. 4 欧姆
C. 6 欧姆
D. 8 欧姆
解析:B. 4 欧姆。根据欧姆定律,总电阻 R = U/I = 12/2 = 6 欧姆。
2.(2019年浙江省统一考试)在电路中,功率的单位是?
A. 伏特
B. 安培
C. 欧姆
D. 瓦特
解析:D. 瓦特。功率的单位是瓦特。
3.(2019年山西省统一考试)一个电阻器的功率为 60 瓦,通过它的电流为 2 安培,求其两端的电压为多少伏?
A. 30 V
B. 60 V
C. 90 V
D. 120 V
解析:D. 120 V。根据功率公式 P = UI,可得电压 U = P/I = 60/2 = 120 V。
4.(2021年浙江省统一考试)电势差是指?
A. 电荷的大小
B. 电流大小
C. 电压差
D. 电阻大小
解析:C. 电压差。电势差即电压,是指两点之间的电势能差。
5.(2020年吉林省统一考试)电流表的作用是?
A. 测量电阻值
B. 测量电流大小
C. 测量电压大小
D. 测量电动势
解析:B. 测量电流大小。电流表用来测量电路中的电流大小。
[限时练讲]
1. 以下哪个物理量描述了电路的工作能力?
A. 电动势
B. 电阻
C. 电位差
D. 电流
解析:A. 电动势。电动势描述了电源的工作能力,类似于电压。
2.串联电路中各电阻总电阻等于?
A. 两电阻之和
B. 两电阻之差
C. 两电阻之积
D. 两电阻之商
解析:A. 两电阻之和。串联电路中电阻相加得到总电阻。
3.如果在电阻相同的情况下,将两个串联电阻转变为并联,总电阻将会?
A. 不变
B. 变小
C. 变大
D. 以上都有可能
解析:B. 变小。并联电路下总电阻小于任意一个电阻的值。
4.一个电路中,两端电压为10伏,电阻为5欧,通过该电路的电流为?
A. 2安
B. 10安
C. 5安
D. 0.5安
解析:A. 2安。根据欧姆定律,电流等于电压除以电阻。
5.在并联电路中,各支路的电流?
A. 相等
B. 可以相等也可以不等
C. 总是相等
D. 总是不等
解析:A. 相等。并联电路中各支路的电流相等。
6.一个电阻为8欧的串联电路中,通过电阻的电流为2安,电压是多少?
A. 8伏
B. 10伏
C. 16伏
D. 20伏
解析:C. 16伏。根据欧姆定律,电压等于电流乘以电阻。
7.一个由5个电阻为2欧分别串联组成的电路,总电阻是多少?
A. 5欧
B. 10欧
C. 2欧
D. 0.4欧
解析:B. 10欧。5个2欧的电阻串联,总电阻为各电阻之和。
8.请简要解释闭合电路的欧姆定律。
解析:欧姆定律指出了电流、电压和电阻之间的关系,表达式为V=IR,其中 V 是电压(单位:伏特),I 是电流(单位:安培),R 是电阻(单位:欧姆)。这个定律说明了在一个闭合电路中,电压与电流成正比,电流与电阻成反比。
9.什么是电路的总电阻?如何计算串联电路的总电阻?
解析:电路的总电阻是指整个电路中所有电阻的等效电阻。在串联电路中,总电阻等于各个电阻的电阻之和,即Rtotal=R1+R2+...+Rn。
10.解释电路中的端电压是什么意思。
解析:电路中的端电压是指两个点之间的电压差,通常用来表示电源的电压或者电路中某一部分的电压。
11.怎样计算电源向负载输出的功率?
解析:电源向负载输出的功率可以通过P=VI 计算得出,其中 V 是电源端的电压,I 是电路中的电流。
12.解释串联电路和并联电路的区别。
解析:串联电路中电阻依次排列,电流只有一条路径可以流过;而并联电路中各个电阻分别与电源相连,电流可以选择不同的路径流动。
[学法建议]
重点复习知识点:
1. 闭合电路:由两部分组成,一部分是电源外部的电路,称为外电路,包括用电器和导线等;另一部分是电源内部的电路,称为内电路,如发电机的线圈、电池内的溶液等。
2.串联电路的重要性质:串联电阻的总电阻等于各个电阻之和、串联电路中各个电阻消耗的功率与它的阴值成正比
3.并联电路的基本特点是:电路中各支路两端的电压相等;电路中的总电流等于各支路的电流之和。
4.闭合电路的欧姆定律: 闭合电路内的电流,与电源的电动势成正比,与整个电路的电能成反比。
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