内容正文:
云南省(职教高考)交通运输类 知识点讲解
第十三节 直流电路
【考情分析】
在云南省中职职教高考交通运输类职业技能考试中,直流电路是电工电子模块的核心基础章节,属于必考内容。考试侧重考查电路基本概念、欧姆定律、串并联电路特性及电功率计算,题型以选择题为主,占电工电子模块分值的25%~30%。题目多结合交通运输类专业实际(如汽车电路、轨道交通供电基础),注重知识点的应用和计算,难度以中等偏基础为主,是得分的关键章节。
【学习目标】
· 掌握电流、电压、电阻的基本概念、单位及测量方式,理解电动势与电压的区别。
· 熟练运用欧姆定律进行电路中电流、电压、电阻的计算,能分析电路故障对参数的影响。
· 掌握串、并联电路的结构特点和等效电阻、电流、电压的计算方法,能区分实际电路的连接方式。
· 掌握电功率和电能的计算公式,理解额定值与实际值的关系,能判断用电器的工作状态。
【考点梳理】
1. 电流(I)
定义:电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
单位:安培(A),常用单位有毫安(mA)、微安(μA),换算关系:1A=103mA=106μA。
测量:电流表串联在电路中,电流从正接线柱流入,负接线柱流出。
2. 电压(U)与电动势(E)
电压定义:电路中两点间的电位差,是衡量电场力做功能力的物理量。
电压单位:伏特(V),常用单位有千伏(kV)、毫伏(mV),换算关系:1kV=103V=106mV。
电动势定义:电源内部非静电力做功将其他形式的能转化为电能的能力,方向由电源负极指向正极。
测量:电压表并联在被测两点间,正接线柱接高电位端,负接线柱接低电位端。
3. 电阻(R)
定义:导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种性质。
单位:欧姆(Ω),常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),换算关系:1MΩ=103kΩ=106Ω。
电阻定律:R=ρ×(ρ为电阻率,与材料、温度有关;L为导体长度;S为导体横截面积)。
定值电阻:阻值不随电压、电流变化的电阻,如碳膜电阻、金属膜电阻。
4. 欧姆定律
部分电路欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,公式:I=U/R,变形公式:U=IR、R=U/I。
适用条件:纯电阻电路(电能全部转化为热能的电路)。
5.电阻的串联
定义:将两个或多个电阻依次首尾相连,电流在电路中只有一条通路,这种连接方式称为电阻的串联。
电流特性:处处相等。流过每个电阻的电流都等于总电流。
电压特性:总分压。总电压等于各电阻两端电压之和。
功率特性:总功率等于各电阻消耗功率之和。
等效电阻计算:
规律:串联后的总电阻(等效电阻)大于任意一个分电阻。
公式:等效电阻等于各分电阻之和。
物理意义:电阻串联相当于增加了导体的长度,所以总电阻增大。
分压原理(重点):
串联电路中,各电阻两端的电压与电阻值成正比。
公式:
结论:电阻越大,分得的电压越多(大电阻分大电压)。
6.电阻的并联
定义:将两个或多个电阻两端分别连接在一起,接在电路的两个节点之间,电流有多条通路,这种连接方式称为电阻的并联。
电压特性:两端电压相等。加在每个电阻两端的电压都等于总电压。
电流特性:总分流。总电流等于各支路电流之和。
功率特性:总功率等于各电阻消耗功率之和。
等效电阻计算:
规律:并联后的总电阻(等效电阻)小于任意一个分电阻。
通用公式:等效电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。
两电阻并联专用公式(考试最高频):
(口诀:和分之积)
特殊情况:
n个相同电阻 R 并联:
物理意义:电阻并联相当于增加了导体的横截面积,所以总电阻减小。
分流原理(重点):
并联电路中,各支路的电流与电阻值成反比。
两电阻并联公式:
结论:电阻越小,分得的电流越大(小电阻分大电流)。
7. 电功率与电能
电功率定义:电流在单位时间内所做的功,是衡量电流做功快慢的物理量,公式:P=UI;结合欧姆定律推导得:P=I2R=(纯电阻电路)。
单位:瓦特(W),常用单位有千瓦(kW),换算关系:1kW=103W。
额定功率与实际功率:额定功率是用电器在额定电压下的功率P额=U额I额;实际功率是用电器在实际电压下的功率,当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作。
电能:电流所做的功,公式:W=Pt,单位:焦耳(J)、千瓦时(kW·h),换算关系:1kW·h=3.6×106J。
【例题】
1. 关于电流的说法,正确的是()
A. 电流的方向与负电荷定向移动的方向一致
B. 电路中有电流时,电路两端一定有电压
C. 电流的单位是伏特,符号为A
D. 只要电路闭合,就会有电流
答案:B
解析:电流方向规定为正电荷定向移动方向,与负电荷移动方向相反,A错误;电压是形成电流的原因,电路有电流则两端必有电压,B正确;电流单位是安培(A),伏特是电压单位,C错误;电路闭合且有电源才能形成电流,D错误。
2. 某导体两端电压为3V时,通过的电流为0.3A,该导体的电阻为()
A. 0.1Ω B. 10Ω C. 3.3Ω D. 9Ω
答案:B
解析:根据欧姆定律R=U/I=10Ω,导体电阻由自身性质决定,与电压电流无关,故选B。
3. 下列关于串联电路的说法,错误的是()
A. 串联电路中电流处处相等
B. 串联电路总电阻等于各电阻之和
C. 串联电路中各电阻两端电压与电阻成反比
D. 串联电路总电压等于各部分电压之和
答案:C
解析:串联电路分压原理为电压与电阻成正比,错误;A、B、D均为串联电路的正确特性。
4. 两个电阻R1=20Ω,R2=30Ω并联在电路中,通过R1的电流为0.3A,则通过R2的电流为()
A. 0.2A B. 0.3A C. 0.5A D. 0.6A
答案:A
解析:并联电路各支路电压相等,U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V,则U2=U1=6V,通过的电流I2=U2/R2=0.2A,故选A。
5. 某纯电阻用电器的额定电压为220V,额定功率为100W,其正常工作时的电阻为()
A. 2.2Ω B. 484Ω C. 220Ω D. 48.4Ω
答案:B
解析:根据纯电阻电路功率公式P=U2/R,变形得R=484Ω,故选B。
6. 电路中,电源电动势为12V,内阻不计,两个电阻R1=4Ω、R2=8Ω串联,则R2两端的电压为()
A. 4V B. 8V C. 12V D. 2V
答案:B
解析:串联总电阻R总=4Ω+8Ω=12Ω,电路电流I=U/R总=1A,R2两端电压U2=IR2=1A×8Ω=8V,故选B。
7. 下列电路中,属于纯电阻电路的是()
A. 含电动机的电路 B. 含蓄电池充电的电路
C. 含白炽灯的电路 D. 含电风扇的电路
答案:C
解析:纯电阻电路是电能全部转化为热能的电路,白炽灯的灯丝为电阻丝,属于纯电阻电路;电动机、电风扇将电能转化为机械能,蓄电池充电将电能转化为化学能,均不属于纯电阻电路,故选C。
【高考题实战】
1. (云南职教高考改编)在交通运输类汽车电路中,测量蓄电池两端的电压时,电压表应()
A. 串联在电路中 B. 并联在电路中
C. 与被测电路串联且正负极反接 D. 与被测电路独立连接
答案:B
解析:电压表的使用规则是并联在被测电路两端,且正接线柱接高电位端,负接线柱接低电位端,故选B。
2. (云南职教高考改编)某导体的电阻为10Ω,通过它的电流为0.5A,则该导体两端的电压为()
A. 2V B. 5V C. 10V D. 0.05V
答案:B
解析:根据部分电路欧姆定律U=IR=0.5A×10Ω=5V,故选B。
3. (云南职教高考改编)串联电路中,总电阻比任何一个分电阻都大,原因是()
A. 串联电阻相当于增加了导体的长度
B. 串联电阻相当于增大了导体的横截面积
C. 串联电阻相当于减小了导体的电阻率
D. 串联电阻改变了导体的材料
答案:A
解析:根据电阻定律R=ρ×,串联电阻相当于将导体长度加长,横截面积和材料不变,因此总电阻增大,故选A。
4. (云南职教高考改编)两个电阻R1=10Ω,R2=10Ω并联,其等效电阻为()
A. 5Ω B. 10Ω C. 20Ω D. 0Ω
答案:A
解析:两个等值电阻并联,等效电阻R总=R/n=5Ω;或用并联电阻公式R总=5Ω,故选A。
5. (云南职教高考改编)某汽车灯泡的额定功率为55W,额定电压为12V,其正常工作时的电流约为()
A. 0.22A B. 4.58A C. 5.5A D. 660A
答案:B
解析:根据电功率公式P=UI,变形得I=P/U≈4.58A,故选B。
6. (云南职教高考改编)在直流电路中,下列说法正确的是()
A. 电阻越大,消耗的功率一定越大
B. 电压越高,消耗的功率一定越大
C. 电流越大,消耗的功率一定越大
D. 功率大小由电压、电流共同决定
答案:D
解析:电功率公式P=UI,功率大小由电压和电流的乘积决定,单一参数(电阻、电压、电流)无法确定功率大小,例如电阻大但电压小,功率可能很小,故选D。
7. (云南职教高考改编)汽车上的蓄电池(电源),其电动势的方向是()
A. 从正极指向负极 B. 从负极指向正极
C. 与电流方向相反 D. 与电压方向相同
答案:B
解析:电动势的方向规定为电源内部非静电力推动正电荷移动的方向,即从负极指向正极;电源外部电流从正极流向负极,电压方向与电流方向一致,故选B。
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