电工基础第二章 简单的直流电路导学案 学案

第二章 简单的直流电路

考纲要求

1.掌握闭合电路的欧姆定律。

2.掌握串联.并联电路的性质和作用。

3.理解串联分压.并联分流和功率分配的原理。

4.掌握简单混联电路的分析方法及计算。

5.掌握电路中各点电位以及任意两点间电压的计算方法。

6.掌握电阻的各种测量方法（伏安法.万用表.惠斯通电桥法） 复习提要与练习 一.电源电动势（E ）

1.大小：（1）电源电动势等于在没有外电路（电路开路）时正负两极间的电压。 （2）电源电动势等于内外电压降之和。

2.方向：规定自负极通过电源内部到正极的方向为电源电动势的方向。

二.闭合电路欧姆定律(

全电路欧姆定律)

1.内容

：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与整个电路内外电阻之和成反比，

即

2.公式：

注：在题干中，若I 、E 、R 、四个量中已知其中三个量，则根据以上公式可求第

四个量。例如已知E 、R 、

三个物理量，可以求电流I.

○例:（1）电源的电动势为1.5V ，内电阻为0.1Ω，外电路上的电阻为1.4Ω，求电路中的电流强度和路端电压。

3.电源的外特性

负载电阻（外电阻）增大，则

也增大，通过

可知I 减小，由于端

电压

，电流I 减小时，端电压U 就增大；反之，外电路的电阻R 减小时，

电流I 增大，于是电压U 就减小。

即负载电阻（外电阻）增大，端电压增大，负载电阻减小，端电压减小。 电源端电压随负载电流变化的规律叫做电源的外特性。

○例判断：通路状态下，负载电阻增大，电源端电压就要下降。（ ） 4.电路两种特殊情况下的电流、端电压和内电压的变化情况。 （1）外电路断路 外电路断路，电流为I=0，则，即内电压等于0，

又因为

，所以

即外电路断路时，端电压等于电源电动势，内电压等于零。

（2）外电路短路

外电路短路，外电阻R=0，则

，即端电压等于0， 又因为

，所以

即外电路短路时，内电压等于电源电动势，端电压等于零。

注：外电路短路时， 所以（内阻极小，所以电流I 无穷大，即

短路时会引起极大的电流）--------如下表格

参数 电路状态

电流

端电压

内电压

通路

U=IR

开路（断路） I=0

U = E

短路（捷路）

U=0

○例判断：短路状态下，电源内电阻的压降为零。（ ） 5.负载获得最大功率的条件：

获得的最大功率为：

注：当负载获得最大功率时，电源的效率只有50%，并不是最大。 ○例判断：只有负载电阻等于电源内阻时，负载才能获得最大功率。（ ） 三.电阻的串联

1.定义：把电阻一个接一个地依次连接起来，就组成串联电路。

2.特点：（1）电路中各处的电流相等（

）

（2）电路两端总电压等于各部分电两端电压之和（

）

（3）串联电路的总电阻，等于各个串联电阻之和（）

注：

串联后的总电阻大于任何一个分电阻。

3.电压分配关系（1）串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比。（）

（2）两个电阻串联时的分压公式：，

4.功率分配关系:串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比。

5.应用（串联电阻扩大电压表的量程）

○例：

（1）现有一量程10V 的电压表，内阻Rg=10千欧，若把它改成量程为250V 的电压表，应 联的电阻R= 。

（2）将3Ω和2Ω两个电阻串联后接在15V 的电源上，2Ω的电阻消耗的

功率为_______,3Ω的电阻消耗的功率为__________。 四.电阻的并联

1.定义：把几个电阻并列地连接起来，就组成了并联电路。

2.特点（1）电路中各支路两端的电压相等（

）

（2）电路中的总电流等于各支路的电流之和（

）

(3) 并联电路的总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和

。

注:①当两个电阻并联时，总电阻

②当n个阻值均为R 相同的电阻并联在电路中，总电阻

③并联后的总电阻小于任何一个分电阻。

○例：判断

（1）通常电灯开的越多，总负载电阻越大。（）

（2）两个电阻并联时，其等效电阻总是大于并联电阻中最小的一个电阻。（）3.电流分配关系（1）并联电路通过各个电阻的电流与它的电阻成反比()

（2）两个电阻并联时的分流公式：,

4.功率分配关系：并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比。

○例

两个同种材料的电阻丝，长度之比为1：5,横截面积之比2：3,它们的电阻之比为_______________。将它们串联时，它们的电压之比为_______________，电流强度之比为_______________；将它们并联时，它们的电压之比为_______________，电流强度之比_____________。

5.应用（并联电阻扩大电流表的量程）

○例：

有一表头，满刻度电流Ig=100微安，内阻Rg=1.5千欧，若把它改成量程为1mA的电流表，应______联的电阻R=________。

课堂练习

1.已知电源电动势E=2V，负载电阻R=9Ω,电源的端电压U=1.8V，则电源的内电阻

R0= Ω。

2.一只“220V 40W”的灯泡，它的灯丝电阻是________ 。当它接在110V的电路上，它的实际功率是_______________。（假定灯丝电阻不随温度而变化）

3.电路处于开路状态时，电路中的电流等于_________，路端电压等于__________；电路处于短路状态时，电源内电压等于________，路端电压等于___________。

4.电源端电压与负载电阻的关系是：端电压随负载电阻的增大而______________。当外电路断开时，端电压等于______________。

5.在理想的电压源系统中，我们讲负载增加，通常是指（）

A.负载电流增加

B.负载电阻增加

C.负载电压增加

D.总电阻增加

五、电阻的混联

1.混联电路等效电路图的画法

（1）利用电流的流向及电流的分、合，画出等效电路。

○例画出等效电路图，求等效电阻。

（2）利用电路中各等电位点分析电路，画出等效电路。

等电位点的判断：

①电流总是从高电位点流向低电位点，电源正极可看成电位最高点，负极可看成电位最低点。

②电流从电源正极流向电源负极过程中，若经过用电器、电压表、电阻等对电流有较大阻碍作用的原件时，其电位会降低，故它们两端不是等电位点

③若只经过导线、闭合的开关、电流表等对电流的阻碍作用几乎为零的元件时，电位不会降低，故这些位置可看成等点位点。

等电位法画等效电路图的一般方法及步骤

①在电阻之间的连接点上标注字母，电势相等的点标注同一字母

②根据等电位点法从电源正极出发或从电路中某一端点出发，按着电路图顺序依次画出等效电路，从同一节点出发的各支路均是并联关系。

○例画出等效电路图，求等效电阻。六.电阻的测量

1.万用表欧姆档

特点：（1）反向刻度，即刻度尺是由大到小刻度；

（2）刻度尺不均匀

（3）使用欧姆档时，万用表内部电池提供电压，待测电阻必须与外电路断开。红表笔与内部电池的负极相连，黑表笔与内部电池的正极相连；

（4）每测量一次电阻前，或者每进行一次换挡都要进行欧姆调零。

2.伏安法测电阻（大内小外，大偏大、小偏小）

（1）安培表内接法

适用场合：待测电阻远远大于电流表内阻时

误差分析：测量值大于真实值

（2）安培表外接法

适用场合：待测电阻远远小于电压表内阻时

误差分析：

测量值小于真实值

○例如图所示，如果伏特表读数为10V，安培表读数为

0.1A，安培表的电阻为0.2Ω，则待测电阻Rx的值为_______。

3.惠斯通电桥测电阻

V

A

R

V

A

R x

桥臂：,

其中为已知电阻，为待测电阻

桥：灵敏电流计（检流计）

原理：当灵敏电流计（检流计）指针指在零刻线

时，流过检流计的电流=0，这时称为电桥平衡。

表明B、D 两点电位箱等：所以

即：推出：

推出：

又因为：，

所以：则待测电阻可求。

○例有一划线式电桥如图1－6所示，当滑柄滑到D

点时，电流计读数为_____时，称电桥处于平衡状态。

若这时测得：L1=40cm，L2=60cm，R=10Ω则

Rx=_______。

七．电路中各点电位的计算

1.电位

（1）定义：电路中任一点与零电位点之间的电压（电位差）。

（2）符号：V

A 点的电位可表示为

B 点的电位可表示为

（3）单位：伏特（V）

2.计算电路中某点电位的方法及步骤

（1）根据题意选择好零电位点---（一般选择大地为零电位点）

（2）确定电路中电流的方向和各元件两端电压的正负极

A.电流的方向判断原则

①当回路中存在一个电源时，电流的方向与电源电动势方向相同；

②当回路中存在两个电源时，如果两个电源电动势方向相同，则电流的方向与电动势的方向相同；如果两个电源的电动势方向相反，则电流的方向与电动势大的方向相同。

B. 各元件两端电压的正负极

①电阻：电流流入端为正，流出端为负

②电源：长正短负（如图）

（3）从被求点开始通过一定的路径绕到零电位点，则该点的电位即等于此路径上全部电压降的代数和。

C. 各元件两端及电源两端电压降方向

总体原则：先遇到正极就取正；

若先遇负极则取负

注：电位与电压的区别：电位具有相对性（即参考点选择不同，电路中各点的电位也随之改变）；电压具有绝对性（即电路中任意亮点间的电压不随参考点的变化而

变化）。

○例电路中任意两点间的电压值，与下列那个因素有关（ ）

A.参考点位置的选择

B.路径的选择

C.电压与电流正方向的选择

○例如图所示，当S 闭合时，Va=_____， Uab=______；当S 断开时，Uba=_______。

课堂练习

1.如下图所示，R1=R2=R7=2Ω ,R3=R5=R6=4Ω ,R4=3Ω 求：AB 之间等效电阻。

2.如图求Va, Vb ,Uab

3.图右图所示，正确的表达式是

A. U=E+IR 0

B. U=E-IR 0

C. U=-E+IR 0

D. U=-E-IR 0