第十一章电路
(完整版)第十一章简单电路知识点
第十一章简单电路知识点一、认识电路1、电源：提供电能的装置，将其他形式的能转化为电能。
⑴干电池：干电池是日常生活中使用最多的直流电源，有1号、2号、5号、7号等。
⑵蓄电池：蓄电池也是电池中的一种，应用于汽车、摩托车、通讯等。
⑶纽扣电池：电脑、手表、石英钟等。
⑷锂电池:手机以上都是化学能转化为电能。
⑸太阳能电池：广泛应用光能转化为电能。
2、电路⑴电路的组成：电路是由电源、用电器、开关和导线四部分组成，缺少或不完整都会影响电路的正常工。
⑵电路各部分的作用①电源：提供电能的装置，它保证电路中有持续电流，工作时将其他形式的能转化为电能。
②用电器：用电来工作的设备，工作时将电能转化为其他形式的能。
③开关：用来接通或断开电路，起控制电路的作用。
（闭合或断开）④导线：导线将电源、用电器、开关连接起来。
⑶电路的三种状态①通路：正常连接的电路，即用电器能够工作的电路．通路特征：电路中有电流，用电器正常工作。
②断路（开路）：断开的电路。
断路特征：电路中无电流，用电器不工作．原因有开关没闭合，接线处松动，导线断了，用电器损坏等③短路：不经过用电器而直接跟电源的两极相连的电路（用电器和导线并联，用电器被短路也就是不工作了）短路特征：用电器不工作，电路有很大电流，会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘皮，引起火灾。
⑷电路故障的判断根据现象判断故障在哪里，在确定故障原因（短路、短路）3、电路图①电路图：用规定的符号表示电路连接情况的图叫做电路图。
②记住常见电学元件符号（电源、单刀单置/双置、交叉导线/连接、电动机、伏特表、安培表、电铃、电阻、互动变阻器等）③电路图要规范，画成矩形。
元件不能放在拐角处。
注意开关的状态。
④双控电路图、楼道感应灯电路图。
4、实物图与电路图互相转化⑴根据实物图画电路图看实物画电路图，关键是在看图，实物图实际上只有两种电路，一种串联，另一种是并联。
①串联电路非常容易识别，先找电源正极，沿电流方向顺序前进直到电源负极为止，明确每个元件的位置，然后作图。
新教材第11章电路及其应用第4节串联电路和并联电路课件
AD [电流表改装成电压表的原理是串联电阻的分压作用，故 A 正确；电流表改装成电压表后 Rg、Ig、Ug 均不变，故 B、C 错误，D 正确。]
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3．(多选)电阻 R1、R2、R3 串联在电路中。已知 R1＝10 Ω、R3 ＝5 Ω，R1 两端的电压为 6 V，R2 两端的电压为 12 V，则( )
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(2)由欧姆定律知 I＝RUad＝4124 A＝3 A， 即为通过 R1、R2 的电流。 设通过 R3、R4 的电流分别为 I3、I4， 则由并联电路电压相等，得 I3R3＝I4R4； 又 I3＋I4＝3 A，解得 I3＝1 A，I4＝2 A。
[答案] 见解析
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上例中，如果将 1 A 的电流通过 a、d 电路，则每个电阻两端的 电压分别是多少？a、d 之间的总电压是多少？
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自主预习 探新知
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一、串、并联电路的特点 串联电路
各处电流相等： 电流
I＝_I_1_＝__I2_＝__…__＝__In_____
并联电路 总电流等于各支路
_电__流_之__和__： I＝__I_1＋__I_2_＋_…__＋__I_n_总电压等于各部分
并联电路的总电阻 R 总
不同 点
一个大电阻和一个小电阻串联 时，总电阻接近大电阻
一个大电阻和一个小电 阻并联时，总电阻接近 小电阻
相同 多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，
点 总电阻也随之增大或减小
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2.串、并联电路中，电压和电流的分配关系 (1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比。 推导：在串联电路中，由于 U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un ＝InRn，I＝I1＝I2＝…＝In，所以有UR11＝UR22＝…＝URnn＝RU总＝I。 (2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。 推导：在并联电路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn， U1＝U2＝…＝Un，所以有 I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I 总 R 总＝U。
第十一章电路及其应用
电流的强弱——电流
1.定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比 值， I q .
t
注意：如果是正、负离子同时定向移动，应为正负离子的电荷量和
2.在国际单位制中电流的单位是安. 1mA 103 A，1mA 102 A 3. 电流的微观表达式: I nqSv ,其中n为导体中单位体积内 自由电荷的个数,q为每个自由电荷的电荷量,S为导体的横截 面积,v为自由电荷定向移动的速率.
S
式中l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是导体的电阻 率，其国际单位是欧·米，符号为Ω·m. 3.适用条件: 金属导电和电解质溶液导电，不适用于气态导 体或半导体元件.
电阻率：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性.
1.有些材料的电阻率随温度升高而增大（如金属）;有些材料的电阻率随 温度升高而减小（如半导体和绝缘体）;有些材料的电阻率几乎不受温度 影响（如锰铜和康铜）. 2.半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，而且电阻随温度的增加而减 小，这种材料称为半导体，半导体有热敏特性，光敏特性，掺入微量杂 质特性. 3.超导现象:当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小 到零，这种现象叫超导现象，处于这种状态的物体叫超导体.
➢改装大量程电压表
并联分流电阻
R UR Ug IR I IR
串联分压电阻
Rห้องสมุดไป่ตู้ UR U Ug
IR
Ig
知识框架
电源及电流
1.电源：将负电荷从正极移动到负极的装置 作用：维持电源正、负极间有一定的电势差 将其他形式能转化为电能
2.电流 ①定义:电荷的定向移动形成电流. ②标矢性：电流是标量，但有方向，正电荷定向移动的
方向规定为电流的方向. ③电流流向：在外电路中电流由高电势点流向低电势点，
初中物理第十一章简单电路
简单电路一、认识电路一、电流1、电荷的定向移动形成电流2、电流的方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
正、负电荷的定向移动都可以形成电流，根据电流方向的规定，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，如图所示。
如金属导线中的电流是由自由电子定向移动形成的，金属导线中的电流方向就和自由电子定向移动的方向相反。
按照这个规定，当电池、导线、小灯泡组成的回路闭合时，在电源外部，电流的方向是沿着“电源正极→用电器→电源负极”的方向流动的。
二、电路的构成1、电路的概念：电路就是把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流可以流过的路径。
一个完整的电路包括电源、用电器、开关和导线四种电路元件，缺一不可。
如图就是一个最简单的电路。
作用能量分析举例注意事项电源提供电能的装置，维持电路中有持续的电流将其他形式的能转化为电能，提供电能干电池、蓄电池、发电机在连接电源与用电器时，一定要注意观察用电器和电源极性的标识，做到用电器标有“+”的位置与电源正极相连，标有“-”的位置与电源负极相连用电器用电来工作的设备工作时将电能转化为其他形式的能，消耗电能电灯、电炉、电视机、电铃、电冰箱开关用来接通或断开电路，控制用电器工作，起控制电路的作用-----------------拉线开关、拨动开关、闸刀开关、声光控开关开关接入电路前应是断开的导线将电源、用电器、开关连接起来，形成让电荷移动的通路输送电能铜芯导线、铝芯导线（金属线芯外包一层塑料、橡胶等绝缘材料）不能用导线将电源正、负极直接连接起来3、电路中产生电流的条件有两个：一是要有电源，二是电路闭合。
两个条件缺一不可。
三、电路图1、用符号表示电路连接的图，叫做电路图。
2、画电路图时，应注意以下五点。
①电路元件的符号要用统一规定的符号，不能自造符号。
②要注意所画符号和实物的对应性，如符号中的开关的状态应注意与实物一致。
③合理安排电路元件符号，使之均匀分布在电路中，元件符号不能画在电路的拐角处。
第11章电路原理课件
1
相对抑 制比
通频带
10. 谐振电路的能量
1 2 1 2 W WL WC Li CuC 2 2
2 2 2 2 W WL WC 1 LI m 1 CU C CQ US m 2 2
I
?
+
Us _
R j L
i 2 I 0 cos 0t 2
US cos 0t R
1 1 jjC
uC 2U C cos(0t 900 ) 2QU S sin 0t
1 2 1 L 2 2 2 Li CuC 2 U S cos 2 (0t ) CQ 2U S sin 2 (0t ) 2 2 R 1 2 1 2 2 2 1 L 1 L L CQ 2 2 Li Cu CQ US Q Q 2 2 C R R C R C 2 2 U Cm 2 1 2 2 2 ) CU Cm W C(QUS ) CUC C ( 2 2
1 由 L C 可得： o
– + U UL – + U – C –
谐振角 频率
R U
+
R jXL – jXC
1 LC
谐振频率（固有频率）
1 f f0 2π LC
1 f0 2π LC
2.使RLC串联电路发生（或避免）谐振的条件
1） L C 不变，改变 ； (调频) 2）电源频率不变，改变 L 或 C ( 常改变C )。
R U
+
R jXL – jXC
４. 谐振时电路中的能量变化
电路向电源吸收的无功功率 Q=0 ，谐振时电路能量 交换在电路内部的电场与磁场间进行。电源只向电阻R 提供能量。 P=RI02=U2/R，电阻功率最大。
高中物理课件 第11章电路及其应用 1.电源和电流
二、恒定电流
1．恒定电场：由稳___定_分布的电荷所产生的稳定的电场。
2．自由电荷定向移动的平均速率：在恒定电场的作用下，自由
电荷定向加___速_运动，但在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞， 碰撞的结果是大量自由电荷定向移动的平移速率不随时___间_变化。
3．恒定电流：大小、方___向_都不随时间变化的电流。
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4．电流
(1)物理意义：表示电流_强__弱_程度的物理量。
q
(2)公式：I＝_t_。
(3)单位：在国际单位制中，电流的单位是_安__培_，简称安__，符号
是 A。 常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
1 mA＝_1__0_－__3__ A,1 μA＝_1__0_－__6__ A。 (4)方向：_正__电__荷_定向移动的方向规定为电流的方向。
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3．环形电流的计算 环形电流的计算采用等效的观点分析。所谓等效电流，就是把 电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周 上各处时所形成的电流。对周期性运动的电荷，常取一个周期来计 算等效电流。利用 I＝qt ＝Tq求等效电流。
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【例 2】 如图所示，电解池内有一价的电解液，时间 t 内通过 溶液内截面 S 的正离子数是 n1，负离子数是 n2，设元电荷为 e，以 下解释中正确的是( )
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B [在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，这一过程要 克服静电力做功，把其他形式的能转化为电势能，故选项 A 错误， 选项 B 正确。电荷的定向移动才形成电流，选项 C 错误。电路中要 形成持续的电流，既要有电源，电路又要闭合，两者缺一不可，故 选项 D 错误。]
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有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同时满 足两个条件：
新教材高中物理第11章电路及其应用1
－在静电力作用下向相反方向定向移动形成，故溶液中电流方向与 Na＋定向
移动的方向相同，即由 A 指向 B。
Na＋和 Cl－都是一价离子，每个离子的电荷量为 e＝1.6×10－19 C，NaCl
溶液导电时，Na＋由 A 向 B 定向移动，Cl－由 B 向 A 运动，负离子的运动
可以等效地看作正离子沿相反方向的运动，所以，每秒钟通过 M 横截面的
活动 1：如图甲 a 所示，若在 A、B 两个导体之间连接一根导线 H，结 果会怎样？
提示：导线 H 中的自由电子会在静电力的作用下定向运动，形成电流。 由于 B 失去电子，A 得到电子，A、B 之间的电势差很快消失，两导体成为 一个等势体，达到静电平衡，如图 b 所示。所以，导线 H 中的电流只是瞬 时的。
(1)恒定电场与静电场的基本性质相同。( √ ) (2)电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化。( × ) (3)恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场。( × ) (4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。( √ )
课堂探究评价
课堂任务 电源和恒定电流 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
(2)大小：如果用 I 表示电流、q 表示在时间 t 内通过导体横截面的电荷 q
量，则有 I＝ 10 __t_。
(3)单位：在国际单位制中，电流的单位是 11 _安__培___，简称 12 _安__，符
号是 A。1 13 __C_＝1 A·s。常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)，1 mA ＝ 14 _1_0_－_3_A__,1 μA＝ 15 _1_0_－_6_A_。
(3)三种速率的比较
比较项
物理意义
大小/m·s－1
电子定向移 金属导体内电子的定向移动形成电流，电流与电子 1×10－5 动的速率 定向移动速率的关系为 I＝neSv
第十一章电路及其应用+知识点清单 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
新教材人教版高中物理必修第三册第十一章知识点清单目录第11章电路及其应用第1节电源和电流第2节导体的电阻第3节实验：导体电阻率的测量第4节串联电路和并联电路第5节实验：练习使用多用电表第11章电路及其应用第1节电源和电流一、电源1. 定义：能把电子从正极搬运到负极，使正、负极之间始终存在电势差的装置。
2. 作用(1)维持电路两端有一定的电势差。
(2)使电路中存在持续的电流。
二、电流1. 恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。
2. 电流产生的条件(1)导体中存在自由电荷。
金属导体导电时，定向移动的电荷是自由电子；液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子；气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。
(2)存在电势差或电压。
3. 电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。
4. 电流的定义式：5. 电流的微观表达式：I=nqSv。
其中v为自由电荷定向移动的平均速率，S为导体的横截面积，n为导体单位体积内的自由电荷数，q为自由电荷的电荷量。
6. 电流的单位：国际单位制中电流的单位是安培，简称安，符号是A。
常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)。
1 A=103 mA=106μA。
三、电流大小的计算金属导体中的电流金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I=qt计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量电解液中的电流电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I=qt计算时，q应是同一时间内通过横截面的正、负两种离子电荷量的绝对值之和环形电流环形电流的计算采用等效的观点。
所谓等效电流，就是把电荷周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流。
对周期性运动的电荷，常取一个周期，利用I=qt=qT求等效电流第2节导体的电阻一、电阻1. 定义：导体对电流的阻碍作用的大小，叫作导体的电阻。
2. 公式：R=UI。
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注意 ① 电路发生谐振是有条件的，在电路参
② 一般线圈电阻R<<L，则等效导纳为：
Y
L R j ( C 2 2 2 2) R (L) R (L) R 1 ) j ( C L (L) 2
谐振角频率
1 ω0 LC
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等效电路
Ge
C
表明
R
①电感和电容能量按正弦规律变化，最大值相等 WLm=WCm。L、C的电场能量和磁场能量作周期 振荡性的交换，而不与电源进行能量交换。
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②总能量是不随时间变化的常量，且等于最大值。
2 2 2 2 1 1 w总 wL wC LIm CUCm CQ U 2 2
2 2 2
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②电流一定时，端电压较高
③支路电流是总电流的Q倍，设R<<L
L U0 I0Z I0 RC
U I L IC U0C 0 L I L IC U / 0 L 1 0 L Q I 0 I 0 U ( RC / L) 0 RC R
IC
0 I
U
I L I C QI 0 I 0
IL
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例1 如图R=10的线圈其QL=100，与电容接成并联
谐振电路，如再并联上一个100k的电阻，求 电路的Q. R C L 0 解 Q 100 100k L R L
0 L RQL 1000 R (0 L) 2 10 6 Re 100 k R 10
1 50 60 L 60mH C 2 6.67μF 3 0 L 0 5 10
U C 600 U C QU Q 60 U 10
RQ
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11.4 RLC并联谐振电路
1. G、C、L 并联电路
Y G j(ωC 1 ) ωL
谐振角频率 ω0 谐振特点：
电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。
Q UI sin QL QC 0 1 2 2 QL ω0 LI0 , QC I 0 0 LI02 ω0C L 注意 电 源 不 向 电 路 输 送
无功。电感中的无功与电 + 容中的无功大小相等，互 _ 相补偿，彼此进行能量交 换。 Q
ω0 X ( j ) 0 (jω) 0
R Z( j )
lim Z( j )
0
Z( j0 ) R
ω0 X ( j ) 0 (jω) 0 R Z( j )
lim Z( j )
0
与I 同相 . (1). 谐振时U
1 0 LC
R 5 L 0.5mH C 0.002μ F
US 100 I0 1mA 3 2 RS 2 50 10 US U 50V 2 P UI 0 0.05W
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电感、电容储能的总值与品质因数的关系：
LI LI Q 0 2π R RI RI T 谐振时电路中电磁场的总储能 2π 谐振时一周期内电路消耗的能量
Q是反映谐振回路中电磁振荡程度的量，Q越大， 总能量就越大，维持振荡所消耗的能量愈小，振荡程 度越剧烈。则振荡电路的“品质”愈好。一般在要求 发生谐振的回路中希望尽可能提高Q值。
C
P
R
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(5) 谐振时的能量关系 Um 则 i sin 0t I m sin 0t 设 u U m sin 0t
Im o uC sin(0t 90 ) L I m cos0t 0C C 2 2 2 1 1 电场能量 wC CuC LIm cos 0t 2 2 2 2 2 磁场能量 1 1 wL Li LIm sin 0t 2 2
I
U
R,L,C 电路
U Z R I
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发生 谐振
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2.串联谐振的条件
Z R j(ωL 1 ) R j( X L X C ) ωC R jX
I
+
U
_
R j L 1 jC
当 X 0
ω 0 L 1 时，电路发生谐振 。 0C
谐振条件
谐振角频率
ω0
f0
1 LC
1 2π LC
仅与电路参数有关
谐振频率
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串联电路实现谐振的方式：
(1) L C 不变，改变 0由电路参数决定，一个R L C串联电路只有一 个对应的0 , 当外加电源频率等于谐振频率时，电 路发生谐振。 (2)电源频率不变，改变 L 或 C ( 常改变C )。
L
1 (0 L) Re Ge R
3 0 2
2
品质因数
0C CL 0 L ω0C Q 2 G R /(0 L) R R
线圈的品质因数
（2）谐振特点
①电路发生谐振时，输入阻抗很大；
R (ω0 L) (ω0 L) L Z (ω0 ) R0 R RC R
3. RLC串联电路谐振时的特点
阻抗的频率特性
Z R j(L 1 ) | Z (ω) | (ω) C
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| Z (ω) | R 2 (L 1 )2 R 2 ( X L X C )2 R 2 X 2 C 幅频 ωL 1 1 1 X L X C ωC 特性 (ω ) tg tg tg 1 X
R jL
L R G jB j ( C 2 2 2 2) R (L) R (L)
2 1 R ω0 ( ) LC L
ω0 L ω0C 2 2 0 R (ω0 L)
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数一定时，满足： 1 R 2 L ( ) 0, 即 R 时, 可以发生谐振 LC L C
重点
2 RLC串联电路的谐振
谐振是正弦电路在特定条件下产生的一种特殊物 理现象。谐振现象在无线电和电工技术中得到广泛 应用，研究电路中的谐振现象有重要实际意义。
1. 谐振的定义
含R、L、C的一端口电路，在特定条件下出现端口 电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。
L
C
特性阻抗
品质因数
(3) 谐振时出现过电压 当
1 L Q R R C R
0L
＝0L=1/(0C )>>R 时，Q>>1
UL= UC =QU >>U
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某收音机输入回路 L=0.3mH，R=10，为收到 例 中央电台560kHz信号，求：(1)调谐电容C值； (2) 如输入电压为1.5V,求谐振电流和此时的电 容电压。 解 (1)
IS
+ U G _
C
L
1 LC
|Y| G o
0
①入端导纳为纯电导，导纳值|Y|最小，端电压达最大。
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U( ) I S /G
IC
I G IS U
o
0
IL
LC上的电流大小相等，相位相反，并联总电流 为零，也称电流谐振，即 + IS S I C L G U I C Uj0 C j0 C jQI S _
入端阻抗为纯电阻，即Z=R，阻抗值|Z|最小。 电流I 和电阻电压UR达到最大值 I0=U/R (U一定)。
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I R _ + + + UR U L _ U + UC _ _
UL
j L
1 jC
UL U C 0 X 0
UR I UC
(2) LC上的电压大小相等，相位相反，串联总电压 为零，也称电压谐振，即
UL UC 0, LC相当于短路。 R U 电源电压全部加在电阻上， U
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U j0 L jQU UL j0 LI R I U UC j j0 L jQU 0C R U QU U
1 C 269 pF 2 (2 f ) L
+ _
R L C
u
U 1.5 (2) I 0 0.15μ A R 10
U C I 0 X C 158.5μ V 1.5μ V
or U C QU
0 L
R
U
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(4) 谐振时的功率
P=UIcos＝UI＝RI02=U2/R，
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0 L
2 0 2 0
2 0 2 0 0
例
+ u _ 解
R
L V C
一接收器的电路参数为：U=10V =5103 rad/s, 调C使电路中的 电流最大， Imax=200mA ， 测得 电容电压为 600V ， 求 R 、 L 、 C 及Q。
10 U R 50 3 I 0 200 10
R
R
R
Z ( ) |Z( )| X ( ) L X( )
( )
/2 o –/2
相频 特性
R o
0
XC( )
0
Z(jω)频响曲线
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Z(jω)频响曲线表明阻抗特性可分三个区域描述： 感性区 容性区 电阻性