高三复习--选修3-1-2.2闭合电路欧姆定律及其应用(Ⅱ).docVIP

高三复习--选修闭合电路欧姆定律及其应用〔Ⅱ〕

局部电路欧姆定律

1．内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

2．表达式：I＝eq\f(U,R)。

3．适用范围

(1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)。

(2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等电路)。

4．导体的伏安特性曲线

图7－2－1

(1)I—U图线：

以I为纵轴、U为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线，如图7－2－1所示。

(2)比拟电阻的大小：

图线的斜率k＝eq\f(I,U)＝eq\f(1,R)，图中R1R2(填“”“＝”“”)。

(3)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用欧姆定律。

(4)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律。

1．注意欧姆定律的“二同”

(1)同体性：指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体。

(2)同时性：指U和I必须是导体上同一时刻的电压和电流。

2．公式I＝eq\f(U,R)的理解

I＝eq\f(U,R)是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，常用于计算一局部电路加上一定电压时产生的电流。此公式是电流的决定式，反映了电流I与电压U和电阻R的因果关系。

3．对伏安特性曲线的理解

图7－2－2

(1)图线a、b表示线性元件。图线c、d表示非线性元件。

(2)图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaRb(如图7－2－2所示)。

(3)图线c的斜率增大，电阻减小，图线d的斜率减小，电阻增大(如图7－2－3所示)。

图7－2－3

(注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数)

(4)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。

(5)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻。

(6)对线性元件：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(ΔU,ΔI)；对非线性元件R＝eq\f(U,I)≠eq\f(ΔU,ΔI)，应注意，线性元件不同状态时比值不变，非线性元件不同状态时比值不同。

－2－4所示是某导体的伏安特性I－U图线，图中α＝45°。以下说法正确的选项是()

图7－2－4

A．通过导体的电流与其两端的电压成正比

B．此导体的电阻R＝2Ω

C．I－U图线的斜率表示电阻的倒数，所以R＝cot45°＝Ω

D．在RV电压时，每秒通过电阻截面的电荷量是

解析：选ABDI－U图为直线，I与U成正比，A正确；由图可知导体电阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,5)Ω＝2Ω，B正确；在I－U图上，两坐标轴标度不同，R≠cot45°，C错；由欧姆定律知，D正确。

串并联电路电表的改装

1．串并联电路的比拟

串联电路

并联电路

电流

电路中各处的电流强度相等，即I＝I1＝I2…＝In

总电流等于各支路的电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In

电压

总电路两端的电压等于各局部电路两端电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un

电路中各支路两端的电压相等，即U＝U1＝U2＝…Un

电阻

总电阻等于各个导体的电阻之和，即R总＝R1＋R2＋…＋Rn

总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和，即eq\f(1,R总)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)

分压原理或分流原理

由U＝IR可知，各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即U1∶U2∶…∶Un＝R1∶R2∶…∶Rn

由I＝U/R可知，通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比，即I1∶I2∶…∶In＝eq\f(1,R1)∶eq\f(1,R2)∶…∶eq\f(1,Rn)

功率分配

由P＝I2R可知，各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即P1∶P2∶…∶Pn＝R1∶R2∶…∶Rn

由P＝U2/R可知，各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比，由P1∶P2∶…∶Pn＝eq\f(1,R1)∶eq\f(1,R2)∶…∶eq\f(1,Rn)

(1)小量程电流表(表头)：

①工作原理：主要由磁场和放入其中可转动的线圈组成。当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，从表盘上可直接读出电流值。

②三个参数：满偏电流Ig，表头内阻Rg，满偏电压Ug，它们的关系：Ug＝IgRg。

(2)电压表、电流表的改装：

改装为电压表

改装为大量程电流表

原理

串联电阻分压

并联电阻分流

改装原理图

分压电阻或分流电阻

U＝Ug＋UR

所以R＝eq\f(U,Ig)－Rg

IgRg＝(I－Ig)R

所以R＝IgRg/(I－Ig)

改装后电表内阻

RV＝R＋RgRg

RA＝eq\f(RRg,R＋Rg)Rg

(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变