第08讲 电路分析（原卷版）-2024-2025学年高二物理上学期中期末复习精细讲义.docx

第08讲电路分析

——划重点之高二期中期末复习精细讲义

考点1

路端电压与负载的关系

考点2

欧姆表的测量原理及内部电路

考点3

电路的动态变化

考点4

电路故障的分析与判断

考点1：路端电压与负载的关系

1.路端电压与干路电流的关系

(1)定义

路端电压U:外电路的电势降落叫作路端电压，即电源两端的电压。

干路电流I:外电路干路的电流，即流过电源的电流。

(2)图像

根据闭合电路欧姆定律，可知U=E-Ir,则U-I图像为倾斜直线.

①横截距:当U=0时，,此时的电流叫作短路电流，对应图像与横轴交点，即横截距.

②纵截距：当I=0时，U=E,意味着外电路断路时，路端电压等于电动势.对应图像与纵轴交点，即纵截距.

③斜率；由函数关系式可知，图像的斜率为-r,即.斜率绝对值越大，表示电源内阻越大。

④面积：图线上某点横、纵坐标的乘积UI为电源的输出功率，即图中矩形面积表示电源在路端电压为U时的输出功率.

U-I图像中电压关系

2.路端电压与负载的关系

(1)函数关系：U=IR=E-Ir=E-r.(纯电阻电路)

特例：①当外电路断路时，R→∞,U内=0,U=E,即外电路断路时路端电压等于电源电动势.

②当外电路短路时R=0，,即短路电流.由于一般情况下r很小，电路中电流会很大，容易烧坏电源，所以严禁把电源两极不经负载直接相接.

(2)变化关系

对某一给定的闭合电路而言，电流、路端电压、内电压均会随外电阻的变化而变化，总结如下.

外电阻R

R↑

R→∞

R↓

R→0

电流

I↓

I→0

I↑

I→

内电压

U内↓

U内→0

U内↑

U内→E

路端电压

U↑

U→E

U↓

U→0

3.电阻的U-I图线与电源的U-I图线的比较

图象上特征

物理意义

电源U－I图象

电阻U－I图象

图形

图象表述的物

理量变化关系

电源的路端电压随电路电流的变化关系

电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系

图线与坐标

轴交点

与纵轴交点表示电源电动势，与横轴交点表示短路电流

过坐标轴原点，表示没有电压时电流为0

图线上每一点

坐标的乘积UI

表示电源的输出功率

表示电阻消耗的功率

图线上每一点

对应的U、I比值

表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同

每一点对应比值均等大，表示此电阻的大小不变

图线斜率的大小

内阻r＝||

电阻R＝

注意事项

①对电源的U－I图象若纵坐标上的取值不从0开始图象与纵轴的交点仍表示电源的电动势，而横轴上的截距不表示短路电流，斜率的绝对值仍表示内阻r。

②利用电源的U－I图象和电阻的U－I图象解题，无论电阻的U－I图象是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的U－I图线画在同一坐标系中，图线的交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求。

【典例1】光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的U?I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（）

A．光电池的电动势为5V B．光电池的内阻为8

C．光电池的输出功率为0.6W D．回路中的总电阻为18

【典例2】如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法错误的是（）

A．电源1与电源2的内阻之比是11：7

B．电源1与电源2的电动势之比是1：1

C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1：2

D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1：2

【典例3】（多选）如图所示，图线I是某电池的I?U关系图像，图线II是阻值为R的定值电阻的I?U关系图像，图像中的阴影面积为5W，下列说法正确的是（????）

??

A．当把定值电阻R直接接在此电源两端时，线段MN表示内电压、线段NP表示外电压

B．图像中的阴影面积表示把定值电阻R直接接在此电源两端时电阻R的热功率

C．此电源的电动势为30V

D．定值电阻R为20

【典例4】（多选）如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，直线C为电阻R两端电压与电流的关系图线，将电阻R分别接到a、b两电源上，下列说法正确的是（）

A．a电源的电动势大于b电源的电动势

B．a电源的内阻小于b电源的内阻

C．R接到a电源上时比接到b电源上时消耗的功率大

D．R接到b电源上时电源的输出功率比接到a电源上时电源的输出功率大

考点2：欧姆表的测量原理及内部电路

1.欧姆表内部电路结构：电流计、电池、滑动变阻器.

2.欧姆表测电阻原理

欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，其工作电路如图甲所示，G是电流计(表头),内阻为R