专题02 电路【考点清单】-2024-2025学年高二物理上学期期末考点大串讲（沪科版2020）

专题02 电路 一、电路 1.串联电路、并联电路的特点 串联电路 并联电路 电流关系 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In 电压关系 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻关系 R＝R1＋R2＋…＋Rn 越串越大 n个相同电阻R串联，R总＝nR ＝＋＋…＋ 越并越小 n个相同电阻R并联，R总＝ 分配关系 串联分压：电压与电阻成正比 并联分流：电流与电阻成反比 2.电流的微观表达式 一段粗细均匀的导体，自由电荷定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。 导体电流：I = = = 在金属导体中q=e，所以I＝neSv 3. 简化电路的方法 (1)拖动法：导线之间没有用电器，形状、位置可以任意拖动，不改变串并联关系，拖成规整的形式。 (2)节点法 ①在原电路中标识出端点、节点。 ②电流表视为短路，化简前先用导线代替；电压表视为断路，化简后对应位置接入即可。 ③正确判断出相同节点，导线之间没有用电器，无论如何连接都是同一节点。 ④端点标在两端，节点标在中间。相同节点必须标在同列，并用导线联接。 ⑤把原电路中的元件分别对应联入排列好的端点和节点间，画出等效电路图： 例如下图，R1、R2和R3并联，再和R4串联。 4. 滑动变阻器的两种接法及其应用 限流式接法 分压式接法 电路图 接线方法 接2个接线柱 接3个接线柱 闭合开关前滑片位置 滑片在最左端，接入电路的阻值最大 滑片在最左端，R两端的电压为零 负载两端的电压调节范围 U～U 0～U 通过负载的电流调节范围 ～ 0～ (1)限流式接法耗能低，但电压调节范围小； (2)分压式接法电压调节范围大，并且可从零开始变化。 二、电阻定律 1. 电阻定律：R＝ρ，式中ρ叫作这种材料的电阻率。 是定义式，R＝ρ 是决定式。 2. 导体的伏安特性曲线 (1) 伏安特性曲线：用纵坐标表示通过导体的电流I，用横坐标表示导体两端电压U的图像。 伏安特性曲线是一条直线，欧姆定律适用的元件是线性元件； 伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件是非线性元件。 (2) I－U图像是曲线时，导体某状态的电阻，其含义不是该点切线斜率的倒数，如下图。 3. 伏安法测电阻 内接法 外接法 电路 误差分析 电压表示数：UV＝UR＋UA>UR 电流表示数：IA＝IR R测＝>＝R真 电压表示数：UV＝UR 电流表示数：IA＝IR＋IV>IR R测＝<＝R真 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 （速记：大内偏大，即电阻较大时，使用内接法，测量结果偏大） 4.游标卡尺 (1)原理（以十分度为例） 主尺的最小分度是1 mm，副尺上有10个等分刻度，它们的总长度等于9 mm。 因此副尺上每一个分度比主尺的最小分度小0.1 mm。其他不同准确度的游标卡尺见表格： 游标卡尺 精度(mm) 测量结果[n为游标卡尺上正对刻度左侧的小格数](mm) 小格数 刻度总长度(mm) 主尺与游标卡尺每小格长度差(mm) 10 9 0.1 0.1 ＋0.1n 20 19 0.05 0.05 ＋0.05n 50 49 0.02 0.02 ＋0.02n (2)读数： ①主尺读数：以游标零刻线位置为准，在主尺上读取整毫米数L0。 ②附尺读数：看游标上第K条刻线与主尺上的某一刻线对齐，读数为KΔL，ΔL为游标卡尺的精度。 ③得读数为L0＋KΔL。 测量值: 20mm+6×0.1mm=20.6mmcm 测量值: 14mm+10×0.05mm=14.50mm 5.螺旋测微器 (1)原理 螺旋测微器又叫千分尺，可动刻度E上的刻度为50等分，每一小格表示0.01 mm，读数时再估读一位，即可测到0.001 mm，故也叫作千分尺。 (2)读数方法 (a)固定刻度数（毫米）：要注意固定刻度上面的半毫米刻度线是否已经露出，露出则加0.5mm。 (b)可动刻度数：可动刻度数（估读一位）×0.01（毫米） (c)测量值（毫米）＝固定刻度数＋可动刻度数 读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即用mm为单位，则小数点后面必须保留三位。 如某同学读出的读数为“6.32 mm”，肯定有效数字是错的，正确的应读成6.320 mm。 6. 实验：金属丝电阻率的测量 (1)实验原理 (a)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R（R＝）。电路原理图如图所示。 (b)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S＝。 (c)由电阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求出电阻率。 (2)误差分析 (a)电流表外接法，R测<R真导致ρ测<ρ真(系统误差)。 大内偏大，小外偏小 (b)通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系统误差)。 三、多用电表的使用 图（a） 图（b） 1. 指针式多用电表，如图（a）： (1)电流挡串联接入电路，电流从红表笔流进电表，从黑表笔流出电表。 (2)电压挡并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍然是“红进、黑出”。 (3)使用欧姆挡时，红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极。 电流仍然是“红进、黑出”。刻度不均匀，左边密集，右边稀疏。 ①选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位。 ②欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0 Ω”。 ③测量、读数：断开电路，将两表笔分别与待测电阻的两端接触，示数乘以倍率即为待测电阻阻值。 (4) 在不使用时，应把选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡。 2. 数字式多用电表，如图（b） 插口处标有“V”、“A”、“Ω”，分别代表测量电压、电流、电阻时红表笔对应的插孔。 口诀：电流红表笔进，黑表笔出。如果反接，则电流会出现负值。 使用数字式多用电表测量电阻时，必须先把电阻从电路中断开。 3. 研究二极管的单向导电性 (1)二极管符号如图，左端P为正极，右端N为负极。 特点：电流从正极流入时电阻很小，而从负极流入出时电阻很大 (2)多用电表测二极管的正、反向电阻 ①测二极管正向电阻： 选择低倍率的欧姆挡，调零后，将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极。 ②测二极管反向电阻： 选择高倍率的欧姆挡，调零后，将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极。 四、电源电动势和内阻 1.电源的能量转化： 在电源内部，非静电力克服静电力做正功，其他形式的能转化为电势能，电势能增加。 在电源外部，静电力做正功，电势能减少，转化为其他形式的能。（内部也有静电力同时做功） 2.电动势 (1) 定义：非静电力把单位电量的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。 (2) 公式：E＝ 比值定义法! 反映电源非静电力做功的本领的大小。 (3) 单位：伏特（V），电压、电势单位相同，但含义不同。 电压、电势：反映静电力做功，包含电能转化为其他形式能的含义。 电动势：反映非静电力做功，包含其他形式能转化为电能的含义。 3.电源的内阻：电源内部导体的电阻，通常用r表示。 (1)水果电池内阻很大，几乎不能提供持续电流。 (2)干电池使用久了，内阻变大。 4.电池容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h或mA·h。 (1)通过额定电流可计算放电时间 (2)通过额定电压可计算电池静电力做功W=qU 五、闭合电路欧姆定律 1. 内容：I＝ E为电源电动势，R为外电路总电阻，r为电源内阻。 2. 适用条件：外电路为纯电阻电路。 3. 路端电压随外电阻的变化规律 (1) 当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大， 当R增大到无限大(断路)时，I＝0，U＝E，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势。 (2) 当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小， 当R减小到零(短路)时，I＝，U＝0。此时电流I0称短路电流。 (3) 电路动态分析 速记口诀：并同串反 定性分析过程：外电路电阻→总电流 →内部电压→外部电压 →各串并联支路 4. 闭合电路的电源及电阻的U－I图像 当电阻R接入电动势为E的电源两端时，电源和电阻的U－I图像如图所示。 (1)交点坐标：(IP，UP)表示电源E与电阻R接通时，电路中的电流和电阻R两端的电压。 (2)电源U-I图像的斜率表示内阻r，电阻U-I图像斜率表示电阻R（直线）。 (3)如果电源U-I图像不是直线，只是斜率的含义变化，但纵坐标轴截距仍表示E，横坐标轴截距仍表示短路电流（纵坐标轴起点为0）。 5. E=U外+U内的本质 （1） （2） (1) V1测量内电压，V2测量外电压。 E=U1+U2 (2) 电源内部， b→c：非静电力做功，电势差为Ucb； c→d：静电力做功，U内=Ir； d→d：非静电力做功，电势差为Uad； 电源外部， a→b：静电力做功，U外=IR； E = Ucb+Uad = U外+ U内 6. 闭合电路欧姆定律的表达形式 表达式 物理意义 适用条件 I＝ 电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比 纯电阻电路 E＝I(R＋r)　① E＝U外＋Ir　② E＝U外＋U内　③ 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路； ②、③式普遍适用 六、电功和电热 1.电功：W＝UIt 适用任何电路 2.电功率：P＝＝UI 适用任何电路 3.焦耳定律：Q＝I2Rt，物理意义是电流通过用电器时，电能转化为内能的多少。 热功率：P＝I2R，物理意义是表示电流发热快慢。 4. 纯电阻电路和非纯电阻电路 (1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能。 (2)非纯电阻电路：电流做功时将电能转化为内能和其它形式的能（机械能、化学能等）。 (3)两种电路的功、热关系 纯电阻电路 非纯电阻电路 I、U、R三者关系 遵循欧姆定律，I＝ 不遵循欧姆定律，I＜ 能量转化情况 能量转化规律 电能全部转化为内能， W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t 电能转化为内能和其他形式能，电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt， 所以 W＝Q＋W其他＞Q 功率关系 电功率等于热功率， 即P电＝P热＝UI＝I2R＝ 电功率P电＝UI， P热＝I2R，P电＝P热＋P其他 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽、电风扇等 4. 电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入＝UI。 (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r。 (3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝IU－I2r。 (4)电动机的效率：η＝×100%＝×100%。 5. 纯电阻电路的串、并联电路中的功率关系 串联电路 并联电路 功率分配 ＝ ＝ 总功率 P＝P1＋P2＋…＋Pn P＝P1＋P2＋…＋Pn 从能量转化的角度看，无论是串联电路还是并联电路，无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总功率均等于电路中各部分消耗的功率之和。 6. 根据额定功率和实际功率求电阻 根据P＝， R＝但由于小灯泡的电阻随温度升高而升高，解题中通常忽略电阻随温度的变化。 7. 比较不同小灯泡的明暗： (1)串联电路中电流相同，功率和R成正比； (2)并联电路中电压相同，功率和R成反比。 七、电功率相关的三种图像 1. U-I图像含义 ①电源效率η== ②α变大（R增大），电流减小，端电压增大，总功率变小，效率增大 α变小（R增小），电流增大，端电压减小，总功率变大，效率减小 ③如果是电源或电阻图像是曲线，斜率的含义有变化，但D、A、F的含义不变，矩形面积含义不变 2. 电源输出功率P出与外电路电阻R关系 在电路中，电源输出功率P出与外电路电阻R关系如下图： ①当R=r时，电源的输出功率最大，Pm （利用均值不等式证明） ②当外电路电阻为R1和R2，且R1R2=r2时，电源具有相同的输出功率P1=P2 物理含义，例：r=2Ω，R1=1Ω时输出功率为P1，R2=4Ω时输出功率为P2，则P1=P2 ③R增大，电源的效率一直增大，但输出功率不是一直增大 ④在R<r时，输出功率随R增大而增大；在R>r时，输出功率随R增大而减小 ⑤等效内阻分析法：电源串联一个定值电阻时，r’=r+R0,分析方法同上 3. 电路中功率和电流的关系图像 ① P总= P出+P内 ② P总和P内交点处：外电阻R=0，此时P总=P内=EI=I2r，可求得E，r ③ P出和P内交点处：R=r 八、家庭电路的组成 1. 家庭电路组成：电能表，断路器，用电器，导线，开关组成 (1)顺序：电能表-》断路器-》用电器，所有用电器都并联在相线和零线之间，互不影响。 (2)相线L（火线）：相线与零线之间电压是220V。 (3)零线N：变压器的中性点。原则上对地电压接近为0，但漏电时可能有一定电压。 (4)地线E：接地，对地电压为0。用电器外壳接在地线上，漏电时电流流入大地，防止触电事故。 (5)低压断路器：相当于总开关。 工作原理是当电路发生短路或过载时，在很短的时间内断开电路，起到很重要的保护作用。 防止短路：电流超过安全电流时，断路器会自动切断供电线路。 防止漏电：检测到相线与零线中电流不一致，且差值超过一定大小时便会在短时间内断开电路。 2. 简单故障排除，氖泡验电笔的使用规范： (1)不可触碰电笔前端的金属部分 (2)用拇指按住电笔后端的金属帽，用笔头轻触带电体。使检验部位、验电笔、人体和大地构成回路。 (3)氖泡会发亮表示物体带电或是相线。不亮表示不带电或零线。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$