内容正文:
山东省(春季高考)车辆维修类 知识点讲解
第四节 基尔霍夫定律的应用
【考情分析】
基尔霍夫定律是汽车电工电子课程的核心必考考点,是解析汽车复杂混联电路电流、电压分布规律,开展汽车电路故障诊断的核心理论基础,考查核心聚焦于基尔霍夫电流定律(KCL)、电压定律(KVL)的内容理解、公式书写,汽车电路中节点与闭合回路的判断,以及两个定律在汽车混联电路中的计算应用、故障原因分析。题型以选择题、判断题、计算题为主,侧重公式应用+电路分析+汽修场景匹配。备考关键在于熟记两个定律的核心内容,掌握节点电流、回路电压的书写规则,能结合欧姆定律完成汽车复杂电路的定量计算,理解定律在汽车电路故障排查中的应用逻辑。
学习目标
1
掌握基尔霍夫电流定律、电压定律的内容,熟记定律的文字表述与数学表达式,明确适用范围。
2
能熟练列写节点电流方程和回路电压方程,结合欧姆定律完成汽车混联电路的电流、电压计算。
3
能准确判断汽车电路中的节点、独立闭合回路,掌握 KVL 回路绕行方向的选定及电压正负判定规则。
【例1】某汽车电路的搭铁公共节点,流入节点的电流分别为I1=2.5A、I2=1.5A,仅有一条支路流出该节点,流出电流为( )
A.1A B.3A C.4A D.5A
【分析】此题考查基尔霍夫电流定律(KCL)的基础应用。根据 KCL 核心内容,任一节点流入电流之和等于流出电流之和,代入数值得流出电流=2.5A+1.5A=4A。
【例2】某汽车传感器闭合纯电阻回路,电源电动势E=12V(内阻忽略),回路中串联R1=3Ω、R2=3Ω,根据基尔霍夫电压定律求电路的工作电流为( )
A.2A B.4A C.6A D.12A
【分析】此题考查 KVL 与欧姆定律的结合应用。根据 KVL,闭合回路中电动势的代数和等于各电阻电压降的代数和,即E=IR1+IR2,变形得I=E/(R1+R2),代入数值得I=12/(3+3)=2A。
【例3】汽车鼓风机混联电路的某线束节点,流入电流I1=6A,流出电流分别为I2=2A、I3=1.5A,另有一未知支路电流I4,则I4的大小为( )
A.1.5A B.2A C.2.5A D.9.5A
【分析】此题考查基尔霍夫电流定律的代数和应用。根据 KCL,任一节点的电流代数和为 0,列方程:I1−I2−I3−I4=0,代入数值6−2−1.5−I4=0,解得I4=2.5A。
【例4】某汽车 12V 供电闭合回路,选定顺时针为绕行方向,电源电动势E=12V,回路中R1电压降4V、R2电压降5V,则回路中剩余电阻的电压降为( )
A.2V B.3V C.4V D.9V
【分析】此题考查基尔霍夫电压定律的基础应用。根据 KVL,沿闭合回路绕行一周,各段电压的代数和为 0,列方程:E−U1−U2−U3=0,代入数值12−4−5−U3=0,解得U3=3V。
【例5】汽车启动时,启动机大电流工作导致全车用电设备电压瞬间降低,结合基尔霍夫电压定律分析,其核心原因是( )
A. 电源电动势大幅降低
B. 总电流骤增,电源内阻压降Ir增大,路端电压外降低
C. 用电设备电阻突然增大
D. 电路绕行方向发生改变
【分析】此题考查 KVL 在汽车电路故障中的实际应用。电源电动势为固有特性,启动时不会大幅降低;用电设备电阻短时间内无明显变化;回路绕行方向是分析电路的设定值,与电路实际工作无关。根据 KVL,外,启动机大电流工作使总电流I骤增,电源内阻压降Ir增大,路端电压外降低,导致用电设备电压不足。
【答案】 CACBB
【高考题实战】
1.(2008年高考)如图所示,当开关S断开时A点的电位时( )
A.0V B. 3V C. 8V D. 15V
2.(2008年高考)如图所示电路,已知,则流过电阻R的电流是( )
A.-2A B.0A C.2A D. 4A
3.(2009年高考)如图所示电路中,A点电位是( )
A.0V B. -2V C.8V D.2V
4.(2011年高考)如图所示电路,节点和回路数分别是( )
A.3,3 B.3,5 C.4,5 D.4,7
5.(2014年高考)如图所示电路中,A点电位等于( )
A.0V B.-1V C.1V D.2V
6.(2013年高考)如图所示电路中,已知试求:(1)电流I3;(2)电阻R4两端的电压U。
7.(2015年高考)如图所示的电路中,已知,电阻R3两端的的电压为6V,电阻R4消耗的功率为4W。试求:电流I1、I2、I3。
8.(2018年高考)如图所示电路中,。回答下列问题:(1)当开关S闭合时,计算电路中电流I3和电阻。上的电压U。(2)当开关S断开时,请用基尔霍夫定律计算电流I1,I2,I3(电流方向已标出,所有网孔电压的绕向均按顺时针方向)。
【答案】1-5 DCBDA
6.(1)I1==A=0.5A
R34==Ω=1Ω
I2=A=1A
I3=I1-I2=(0.5-1)A=-0.5A
(2)U=I2R34=1×1V=1V
7.I1==A=6A,I3==A=2A,I2=I1-I3=(6-2)A=4A
8.当开关闭合时,I3=A=24A
R13==Ω=1Ω
U==V=13.5V
(2)当开关断开时,列方程:
代入数据得
解得:I1=6A,I2=2A,I3=4A
【模拟演练】
1. 基尔霍夫电流定律的适用对象是电路中的( )
A. 闭合回路 B. 电源元件 C. 电阻元件 D. 任意节点
2.沿闭合回路绕行一周,各段电压的代数和为 0,这是( )的核心内容
A. 部分电路欧姆定律 B. 全电路欧姆定律
C. 基尔霍夫电压定律 D. 电阻并联规律
3.某汽车搭铁节点,流入电流I1=4A,流出电流I2=1.2A、I3=1.8A,则未知支路电流为( )
A.1A B.2A C.3A D.7A
4.汽车 14V 蓄电池供电闭合回路,电动势E=14V,回路中三个串联电阻的电压降分别为 3V、4V、U3,则U3为( )
A.5V B.6V C.7V D.8V
5.列写基尔霍夫电压定律方程时,电阻电压降的正负判定依据是( )A. 电阻阻值大小 B. 电流方向与绕行方向是否一致
C. 电源电动势方向 D. 电阻连接方式
6.某汽车电路节点,流入电流之和为 8A,若该节点电流关系满足 KCL,则流出电流之和为( )
A.4A B.8A C.16A D.0A
7.汽车电路中,搭铁点可视为电路的公共节点,其电流分布规律遵循( )
A. 基尔霍夫电流定律 B. 基尔霍夫电压定律
C. 欧姆定律 D. 电阻串联规律
8.某汽车闭合回路,选定逆时针绕行方向,电源电动势从正到负绕行,其在 KVL 方程中的符号为( )
A. 正 B. 负 C.0 D. 无法判定
9.利用基尔霍夫定律分析汽车电路故障时,若某节点流入电流远大于流出电流,大概率是电路存在( )
A. 断路 B. 短路 C. 电阻断路 D. 电源失效
10.某汽车混联电路,闭合回路电动势E=12.6V,电源内阻r=0.05Ω,外电路总电压降为 12.5V,根据 KVL,电源内阻的压降为( )
A.0.05V B.1V C.0.5V D.0.1V
【答案】1-5 DCACB 6-10 BABBD
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