第1讲直流电路与交流电路的分析
“物理观念”构建
一、理清直流电路知识体系
二、正弦交变电流“四值”的理解与应用
三、理想变压器和远距离输电
1.明确变压器各物理量间的制约关系
2.明辨远距离输电过程的3个问题
(1)输电线上的电流：I＝P出
U出
＝
P出
U2。
(2)电压损耗：输电线路上I2＝I R＝I3，总电阻R导致的电压损耗U R＝U2－U3＝I R R。
输送电压一定时，用电器增多，则降压变压器的输出电流变大，输电线上的电流增大，电压损耗增大。
(3)输电线上损失的功率：P 损＝I 2
R 线＝?
????P 出U 出2R 线＝U 2损R 线＝U 损I 。输电线上的损失功率必须与输电线上的电流和电压相对应，不要把输电线上的输电电压U 和输电
导线上损失的电压ΔU 相混淆，不能用公式P ＝U 2
R 计算输电线上损失的功率。
“科学思维”展示
一、两种物理思想
1.等效思想：等效电路、等效电源；
2.守恒思想：理想变压器的输入功率等于输出功率。
二、直流电路动态分析的常用方法
基本思路为“部分→整体→部分”。
直流电路的分析与计算
考向一 直流电路的动态分析
【典例1】 (2019·湖南湘东六校联考)如图1所示，电源电动势为E ，内阻为r 。电路中的R 2、R 3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R 0为定值电阻，R 1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是( )
图1
A.在只逐渐增大光照强度的过程中，电阻R 0消耗的电功率变大，电阻R 3中有向上的电流
B.只调节电阻R 3的滑动端P 2向上端移动的过程中，电源消耗的功率变大，电阻R 3中有向上的电流
C.只调节电阻R 2的滑动端P 1向下端移动的过程中，电压表示数变大，带电微粒向下运动
D.若断开开关S ，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动
解析 在只逐渐增大光照强度的过程中，光敏电阻阻值减小，则通过电阻R 0的电流增大；根据热功率公式P ＝I 2R 可知电阻R 0消耗的电功率变大，电容器两端电压增大，电容器充电，电阻R 3中有向上的电流，选项A 正确；只调节电阻R 3的滑动端P 2向上端移动的过程中，电路总电阻不变，则电源输出电流不变，电源消耗的功率不变，选项B 错误；只调节电阻R 2的滑动端P 1向下端移动的过程中，电容器两端电压增大，电容器充电，带电微粒所受电场力增大，微粒向上运动；电源路端电压减小，电压表示数变小，选项C 错误；若断开开关S ，电容器放电，电容器所带电荷量变少，电容器两端电压减小，带电微粒所受电场力减小，带电微粒向下运动，选项D 错误。
答案 A
考向二 含电容器电路的分析与计算
【典例2】 (2016·全国卷Ⅱ，17)阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图2所示电路。开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2。Q 1与Q 2的比值为( )
图2 A.25 B.12 C.35 D.23
解析 断开S 和闭合S 后等效电路分别如图甲、乙所示。根据串联电路的电压
与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U 1＝15E ，U 2＝13
E ，C 所带的电荷量Q ＝CU ，则Q 1∶Q 2＝3∶5，选项C 正确。
答案 C
考向三闭合电路中的能量问题
【典例3】(2019·辽宁沈阳市一模)某同学将一闭合电路电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图3中的a、b、c所示，则下列判断正确的是()
图3
A.直线a表示电源内部的发热功率随电流I变化的图线
B.曲线b表示电源的总功率随电流I变化的图线
C.曲线c表示电源的输出功率随电流I变化的图线
D.电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝2 Ω
解析由电源消耗总功率P E＝EI和电源内部消耗功率P r＝I2r，可知，a是直线，表示的是电源消耗的总功率P E；b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率P r；c表示外电阻的功率即为电源的输出功率P R＝EI－I2r，所以选项A、B错误，C正确；由图可知，当短路时电流为2 A，总功率P E＝EI＝6 W，则解得电动势
E＝3 V，则内阻r＝E
I＝
3
2Ω＝1.5 Ω，故选项D错误。
答案 C
1.(2019·江苏苏州市期末)恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变，如图4所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P向右移动时，下列说法中正确的是()
图4
A.R0上的电压变小
B.R2上的电压变大
C.R1上的电压变小
D.R1上电压变化量大于R0上的电压变化
量
解析 当滑动变阻器滑动触头P 由图示位置向右移动时，滑动变阻器R 0接入电路的电阻减小，则总电阻也减小，而电源输出电流不变，由欧姆定律可知，并联部分电压减小，所以R 2上的电压变小，R 2是定值电阻，所以通过R 2的电流减小，总电流不变，则通过R 1电流增大，所以R 1的电压变大，则R 0上的电压变小，故选项A 正确，B 、C 错误；R 1的电压变大，R 0上的电压变小，R 1和R 0的电压之和减小，则R 1上电压变化量小于R 0上的电压变化量，选项D 错误。 答案 A
2.(2019·江苏卷，3)如图5所示的电路中，电阻R ＝2 Ω。断开S 后，电压表的读数为3 V ；闭合S 后，电压表的读数为2 V ，则电源的内阻r 为( )
图5
A.1 Ω
B.2 Ω
C.3 Ω
D.4 Ω
解析 当S 断开后，电压表读数为U ＝3 V ，
则电动势E ＝3 V
当S 闭合后，由闭合电路欧姆定律知
E ＝U ′＋Ir ，且I ＝U ′R
整理得电源内阻r ＝
（E －U ′）R U ′
＝1 Ω，选项A 正确。 答案 A
3.(2019·4月浙江选考，8)电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R 1，两端电压为U 1，流过的电流为I 1；电动机的内电阻为R 2，两端电压为U 2，流过的电流为I 2。则( )
A.I 1＜I 2
B.U 1U 2＞R 1R 2
C.U 1U 2＝R 1R 2
D.U 1U 2＜R 1R 2 解析 电动机和小电珠串联接入电路，故I 1＝I 2，A 错误；电动机是非纯电阻用
电器，满足I 2＜U 2R 2，小电珠是纯电阻用电器，满足I 1＝U 1R 1，又I 1＝I 2，故U 1R 1＜U 2R 2
，可得U 1U 2＜R 1R 2
，D 正确。 答案 D
交流电路的分析与计算
考向一有效值的理解与计算
【典例1】(2018·全国卷Ⅲ，16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q
方
；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正
。该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图6所示。则Q方∶Q正等于()
图6
A.1∶ 2
B.2∶1
C.1∶2
D.2∶1
解析根据焦耳定律知热量与方波中的电流方向的变化无关，故Q
方＝
u20
R T；而
正弦交变电流电压的有效值等于峰值的1
2
，故Q
正
＝
?
?
?
?
?
u0
2
2
R T＝
1
2·
u20
R T，所以
Q方
Q正
＝
2
1，
选项D正确。
答案 D
考向二理想变压器的原理及动态分析
【典例2】(2016·全国卷Ⅰ，17)一含有理想变压器的电路如图7所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比值为()
图7
A.2
B.3
C.4
D.5
解析设理想变压器原、副线圈的匝数之比为n，开关断开时，电路如图甲所示，
原、副线圈的电流比I
I2＝
n2
n1＝
1
n，通过R2的电流I2＝nI，根据变压器的功率关系
得，UI －I 2R 1＝(nI )2(R 2＋R 3)；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比4I I 2′＝n 2n 1
＝1n ，通过R 2的电流I 2′＝4nI ，根据功率关系有U ·4I －(4I )2R 1＝(4nI )2R 2，联立以上两式并代入数据解得n ＝3，选项B 正确。
甲 乙
答案 B 【典例3】 (多选)(2019·高考仿真卷)如图8所示，理想变压器原线圈接有交流电源，保持输入电压不变。开始时单刀双掷开关K 接a ；S 断开时，小灯泡A 发光较暗，要使小灯泡A 亮度增加，下列操作可行的是( )
图8
A.闭合开关S
B.开关K 接b
C.把滑动变阻器滑片向左移动
D.把滑动变阻器滑片向右移动
解析 闭合开关S ，副线圈回路电阻变小，电流变大，滑动变阻器上的分压增大，并联部分的电压变小，灯泡A 变暗，选项A 错误；开关K 接b ，输入端线圈匝
数减小，则根据U 1U 2＝n 1n 2
可知，副线圈两端的电压增大，灯泡A 中电流增大，灯泡A 变亮，选项B 正确；把滑动变阻器滑片向左移动，副线圈回路总电阻变大，总电流变小，灯泡A 两端的电压变小，灯泡A 变暗，选项C 错误；把滑动变阻器滑片向右移动，副线圈回路总电阻变小，总电流变大，灯泡A 两端的电压变大，灯泡A 变亮，选项D 正确。
答案 BD
考向三 交变电流的产生及变压器的工作原理
【典例4】(2018·天津理综，4)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图9所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若
发电机线圈的转速变为原来的1
2，则()
图9
A.R消耗的功率变为1 2P
B.电压表V的读数变为1 2U
C.电流表A的读数变为2I
D.通过R的交变电流频率不变
解析交流发电机产生的感应电动势最大值E m＝NBSω，且有ω＝2πn，所以当发电机线圈转速减半后，感应电动势最大值减半，有效值减半，又理想变压器原、副线圈电压有效值之比等于原、副线圈匝数比，故电压表示数减为原来的一半，
B项正确；由电功率P＝U2
R可知，变压器输出功率即R消耗的功率变为原来的
1
4，
A项错误；由P＝UI可知，原线圈中电流减为原来的一半，C项错误；交流电的频率与发电机线圈转动角速度成正比，故D项错误。
答案 B
考向四远距离输电的分析与计算
【典例5】(多选)(2019·山东青岛二模)如图10所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为20 kW。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为1 A，输电线的总电阻为10 Ω，则下列说法中正确的是()
图10
A.采用高压输电可以增大输电线中的电流
B.升压变压器的输出电压U 2＝2 000 V
C.用户获得的功率为19 kW
D.将P 下移，用户获得的电压将增大
解析 采用高压输电可以减小输电线中的电流，选项A 错误；由I I 2
＝110可知I 2＝10 A ，由P ＝U 2I 2，解得U 2＝2 000 V ，选项B 正确；损失功率为P 损＝I 22R ＝1 000 W ，所以用户获得的功率为P 4＝P －P 损＝19 kW ，故选项C 正确；将P 下移，n 3
增大，由U 3U 4＝n 3n 4
可知U 4减小，选项D 错误。 答案 BC
1.(2019·江苏卷，1)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V 时，输出电压( )
A.降低2 V
B.增加2 V
C.降低200 V
D.增加200 V
解析 理想变压器的电压与匝数关系为U 1U 2＝n 1n 2＝U 1＋ΔU 1U 2＋ΔU 2，整理可得ΔU 1ΔU 2＝n 1n 2
，即原副线圈匝数比等于电压变化量之比，当ΔU 1＝20 V 时，ΔU 2＝200 V ，选项D 正确。
答案 D
2.(多选)(2019·天津卷，8)单匝闭合矩形线框电阻为R ，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t 的关系图象如图11所示。下列说法正确的是( )
图11 A.T 2时刻线框平面与中性面垂直 B.线框的感应电动势有效值为2πΦm
T
C.线框转一周外力所做的功为2π2Φ2m RT
D.从t ＝0到t ＝T 4过程中线框的平均感应电动势为πΦm T
解析 中性面的特点是与磁场方向垂直，穿过的磁通量最大，磁通量变化率最小，则T 2时刻线框在中性面上，A 错误；电动势最大值为E m ＝BSω＝Φm ω＝Φm 2πT ，对正弦交流电，E 有＝E m 2
＝2πΦm T ，B 正确；由功能关系知，线框转一周外力做的功等于线框中产生的焦耳热，W ＝E 2有R ·T ＝2π2Φ2m RT
，C 正确；由法拉第电磁感应定律知，E ＝ΔΦΔt ＝Φm T 4
＝4Φm T ，D 错误。
答案 BC
3.(多选)(2019·湖南长沙市一模)如图12甲所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n 1：n 2＝2∶1，且分别接有电阻R 1和R 2，R 1＝R 2＝400 Ω。U 为电压有效值不变的正弦交流电源，闭合开关K 时，通过电阻R 2的电流如图乙所示，则此时( )
图12
A.用电压表测量交流电源电压约为424 V
B.交流电源的输出功率90 W
C.断开开关K后，通过电阻R1的电流变成原来的一半
D.R1和R2消耗的功率之比为1∶2
解析由U1
U2＝
n1
n2，
I1
I2＝
n2
n1得通过R2的电流有效值I2＝0.3 2 A，通过R1的电流有
效值I1＝0.15 2 A，副线圈两端的电压U2＝I2R2＝120 2 V，原线圈两端电压U1＝240 2 V，而U＝U1＋I1R1＝300 2 V≈424 V，选项A正确；交流电源的功率P＝UI1＝90 W，选项B正确；断开开关后，通过电阻R1的电流为0，选项C错误；R1消耗的功率P1＝I21R1，R2消耗的功率P2＝I22R2，P1∶P2＝I21∶I22＝1∶4，选项D错误。
答案AB
4.(多选)如图13所示，由于理想变压器原线圈的输入电压降低，电灯L的亮度变暗了，下列哪些措施可以使电灯L重新变亮()
图13
A.其他条件不变，P1上移，同时P2下移
B.其他条件不变，P1下移，同时P2上移
C.其他条件不变，断开开关S
D.其他条件不变，将滑动变阻器的滑片P向下移动
解析P1上移则n1增大，P2下移则n2减小，由理想变压器规律U1
U2＝
n1
n2可知U2
将会变得更小，所以电灯L不会重新变亮，选项A错误；P1下移则n1减小，P2
上移则n2增大，由理想变压器规律U1
U2＝
n1
n2可知U2将会变大，所以电灯L会重新
变亮，选项B正确；其他条件不变，则电压U2不变，断开开关S，并联部分电阻变大，副线圈电流变小，R1分压变小，电灯L两端的电压将变大，所以电灯L 会重新变亮，选项C正确；其他条件不变，将滑动变阻器的滑片P向下移动，总电阻变小，总电流变大，R1分压变大，电灯L两端的电压将变小，所以电灯L 不会重新变亮，选项D错误。
答案BC
选择题(1～8题为单项选择题，9～14题为多项选择题)
1.(2018·江苏单科，2)采用220 kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时，
为使输电线上损耗的功率减小为原来的1
4，输电电压应变为()
A.55 kV
B.110 kV
C.440 kV
D.880 kV
解析设输送功率为P，则有P＝UI，其中U为输电电压，I为输电电流。为使输电线上损耗的功率减小为原来的四分之一，由P
损
＝I2R(R为输电线的电阻，恒定不变)可知应使I变为原来的二分之一，又输送功率不变，则输电电压应变为原来的2倍，即440 kV，选项C正确。
答案 C
2.(2019·广东肇庆二模)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图1所示。理想交流电流表A和交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若将发电机线圈的匝数变为原来的4倍，其他条件均不变，下列说法正确的是()
图1
A.R消耗的功率变为2P
B.电压表的读数为4U
C.电流表的读数为2I
D.通过R的交变电流频率变大
解析线圈在匀强磁场中匀速转动，设线圈的最大横截面积为S，磁场的磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω，则产生的最大电动势为E m＝nBSω。原线圈
两端的电压等于电动势的有效值，为U1＝
2
2E m＝
2
2nBSω，设原、副线圈的匝
数比为k，则副线圈两端的电压为U2＝1
k U1＝
2
2k nBSω，当发电机线圈的匝数变为
原来的4倍时，电压表的示数变为原来的4倍，选项B 正确；由公式P ＝U 2
R 可知，R 消耗的功率变为16倍，选项A 错误；由于电压表的示数变为原来的4倍，由输入功率和输出功率相等可知，电流表的示数变为原来的4倍，选项C 错误；发电机线圈转速不变，所产生交变电流的频率不变，选项D 错误。
答案 B
3.如图2甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原、副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW 。下列说法中正确的是( )
图2
A.用户端交流电的频率为100 Hz
B.输电线中的电流为30 A
C.用户端电压为250 V
D.输电线路损耗功率为180 kW
解析 由图乙知交流电的周期T ＝0.02 s ，所以频率f ＝1T ＝10.02 Hz ＝50 Hz ，选
项A 错误；由图乙知升压变压器输入端电压最大值为250 2 V ，有效值为250 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝25 000 V ，根据P ＝UI 得输电线中的电流为I 2＝P 2U 2＝30 A ，选项B 正确；输电线上损失的电压为ΔU ＝I 2R ＝3 000 V ，降压变压器输入端电
压为U 3＝U 2－ΔU ＝22 000 V ，根据U 3U 4＝n 3n 4知用户端电压为U 4＝n 4n 3
U 3＝220 V ，选项C 错误；输电线路损耗功率为ΔP ＝ΔUI 2＝90 kW ，选项D 错误。
答案 B
4.(2019·江淮十校联考)在如图3所示的理想变压器的电路中，变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻R 1＝R 2，电流表和电压表均为理想电表，若电流表的示数为0.5 A ，电压表的示数为5 V ，则电阻R 1的大小为( )
图3
A.10 Ω
B.15 Ω
C.20 Ω
D.25 Ω
解析 设电阻R 1＝R 2＝R ，由电压表的示数为5 V ，则副线圈电流I 2＝5 V R ；原线圈电流I 1＝12I 2＝5 V 2R ，原线圈电压U 1＝n 1n 2
U 2＝10 V ，通过R 1的电流I R 1＝10 V R ，由题意可知10 V R ＋5 V 2R ＝0.5 A ，解得R ＝25 Ω，选项D 正确。
答案 D 5.(2019·河南郑州外国语学校模拟)如图4所示电路，电阻R 1与电阻R 2阻值相同，都为R ，和电阻R 1并联的D 为理想二极管(正向电阻可看成零，反向电阻可看成无穷大)，在A 、B 间加一正弦交流电，该正弦交流电电压的瞬时值表达式为u ＝202sin (100πt ) V ，则加在R 2上的电压有效值为( )
图4
A.10 V
B.20 V
C.15 V
D.510 V
解析 由二极管的单向导电性可知，二极管导通时，加在R 2上的电压为电源电压，时长半个周期，最大值为20 2 V ，二极管截止时，R 1、R 2串联，则R 2上的电压为电源电压的一半，时长半个周期，最大值为10 2 V 。由有效值的定义U 2R ·
T ＝102R ×T 2＋202R ×T 2，可得加在R 2上的电压有效值为U ＝510 V ，选项D 正确。
答案 D
6.如图5甲所示，一自耦变压器的原线圈与电压有效值不变的正弦交流电源相连接，副线圈上通过输电线接有1个灯泡L1，输电线等效电阻为R；如图乙所示，一最大阻值为R的滑动变阻器与电压有效值不变的正弦交流电源相连接，通过输电线接有1个与L1相同的灯泡L2，输电线等效电阻为R，电表均为理想电表，下列分析判断正确的是()
图5
A.当滑动触头P1向上匀速移动时，灯泡L1变亮
B.当滑动触头P2向上匀速移动时，灯泡L2变暗
C.当滑动触头P2向上匀速移动时，电流表A2的示数减小
D.当滑动触头P1向上匀速移动时，电流表A1的示数增大
解析此自耦变压器为升压变压器，滑动触头P1向上匀速移动时，输入电压不变，输出电压均匀减小，等效电阻R、灯泡L1消耗的功率均变小，L1变暗，电流表A1示数减小，所以A、D错误；当滑动触头P2向上匀速移动时，含L2的支路阻值减小，电流变大，灯泡L2变亮，所以B错误；而并联总电阻增大，电流表A2的示数减小，故C正确。
答案 C
7.(2019·河北衡水中学模拟)电动机的内电阻r＝2 Ω，与R＝8 Ω 的电阻串联接在
发电机线圈上，如图6所示，已知线圈面积为
2
20m
2，共100匝，线圈的电阻为
2 Ω，线圈在磁感应强度B＝2
πT的匀强磁场中绕垂直磁感线的轴OO′以转速n
＝600 r/min匀速转动时，在合上开关S后电动机正常工作，电压表的示数为100 V，下列说法正确的是()
图6
A.电路中电流的最大值为5 2 A
B.电路中电流的最大值为10 2 A
C.电动机正常工作时的输出功率为1 000 W
D.电动机正常工作时的输出功率为800 2 W
解析 线圈转动时的角速度ω＝2π·n ＝2π×10 rad/s ＝20 π rad/s ；线圈转动时产生
的电动势的最大值为E m ＝NBSω＝100×2π×220×20π V ＝200 2 V ；有效值为E
＝E m 2＝200 V ；设线圈的电阻为r ′，则电路中的电流I ＝E －U R ＋r ′＝200－1008＋2 A ＝10 A ，故电路中最大电流为10 2 A ，故选项A 错误，B 正确；电动机正常工作时的输出功率为P ＝UI －I 2r ＝100×10 W －102×2 W ＝800 W ，故选项C 、D 错误。 答案 B
8.(2019·四川内江二模)如图7所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n 1：n 2＝5∶1，分别接有定值电阻R 1和R 2，且R 1∶R 2＝5∶1。原线圈接正弦交流电。电压表为理想交流电压表。则( )
图7
A.电阻R 1和R 2消耗功率之比为1∶1
B.电压表V 1和V 2的示数之比为5∶1
C.电压表V 1和V 2的示数之比为6∶1
D.原、副线圈磁通量变化率之比为5∶1
解析 设流过原线圈的电流为I 1，流过副线圈的电流为I 2，根据变压器变流公式，
原、副线圈中电流与匝数成反比，所以I 1I 2＝15。电阻R 1和R 2消耗功率之比P R 1P R 2＝? ??
??I 1I 2
2R 1R 2
＝1
5，选项A 错误；电压表V 2的示数U 2＝I 2R 2，电压表V 1的示数U 1＝I 1R 1＋5U 2＝6U 2，所以U 1U 2
＝61，选项B 错误，C 正确；理想变压器原、副线圈磁通量变化率相同，选项D 错误。
答案 C
9.如图8所示，可调理想变压器原线圈接交流电，副线圈通过滑动触头P 可改变其匝数。下列说法正确的是( )
图8
A.仅增大R 的阻值，通过灯泡L 的电流将变大
B.仅增大R 的阻值，通过灯泡L 的电流将变小
C.仅将滑动触头P 向下滑动，灯泡L 两端的电压将变大
D.仅将滑动触头P 向下滑动，灯泡L 两端的电压将变小
解析 仅增大电阻R 时，由于匝数不变，输出电压不变，则由欧姆定律可知，通过灯泡的电流变小，选项A 错误，B 正确；滑动触头P 向下滑动时，输出端匝数减小，则输出电压变小，灯泡两端的电压变小，选项C 错误，D 正确。 答案 BD
10.(2019·湖南师大附中模拟)节能的LED 灯越来越普及，而驱动LED 发光需要恒流源。如图9所示，电路中的电压表、电流表都是理想电表，电源是一个恒流源(该恒流源输出的电流大小和方向都不变)，在改变R 2阻值的过程中，电压表的读数为U ，电流表A 的读数为I ，电流表A 1的读数为I 1，电流表A 2的读数为I 2，它们的变化量的绝对值分别为ΔU 、ΔI 、ΔI 1、ΔI 2。以下说法正确的是( )
图9
A.U I 1＝R 1，U I
2
＝R 2 B.ΔU ΔI 1＝ΔU ΔI 2
C.ΔU ΔI ＝ΔU ΔI 2
D.当R 2＝R 1时，滑动变阻器R 2消耗的电功率最大
解析 由部分电路的欧姆定律可知R 1＝U I 1，R 2＝U I 2
，故选项A 正确；因为I 不变，I 1的变化量与I 2的变化量绝对值相等，故选项B 正确；因为ΔI ＝0，故选项C 错误；I 2＝
R 1R 1＋R 2
I ，滑动变阻器R 2消耗的电功率P 2＝I 22R 2＝ I 2? ??
???R 1R 1R 2＋R 22，故当R 2＝R 1时，R 2消耗的电功率最大，故选项D 正确。 答案 ABD
11.如图10所示，边长为L 的正方形单匝线圈abcd ，电阻为r ，外电路的电阻为R ，过ab 的中点和cd 的中点的连线OO ′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B ，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕轴OO ′匀速转动，以下判断正确的是( )
图10
A.图示位置线圈中的感应电动势最大，其值为E m ＝BL 2ω
B.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e ＝BL 2ωsin ωt
C.线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R 的电荷量为q ＝BL 2
R ＋r
D.线圈转动一周的过程中，电阻R 上产生的热量为Q ＝πB 2ωL 4R 4（R ＋r ）2
解析 如题图所示，图示位置为中性面，线圈中的感应电动势为0，选项A 错误；
线圈的有效面积为正方形面积的一半，故闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式
为e ＝12BL 2ωsin ωt ，选项B 错误；线圈从图示位置转过180°的过程中，根据q ＝ΔΦR ＋r ，ΔΦ＝BS 有效＋BS 有效＝BL 2，可得流过电阻R 的电荷量为q ＝BL 2R ＋r
，选项C 正确；线圈转动一周的过程中，电阻R 上产生的热量为Q ＝I 2RT ＝
??????BωL 2
22（R ＋r ）2R 2πω＝πB 2ωL 4R 4（R ＋r ）2，选项D 正确。 答案 CD
12.如图11所示，电源内阻不可忽略，R 1为电阻箱，R 2为半导体热敏电阻，阻值随温度的升高而减小，C 为电容器，闭合开关S ，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，电压表为理想电表，则下列判断正确的是( )
图11
A.若R 1不变，当温度降低时电压表的示数减小
B.若R 1不变，当温度降低时油滴向上移动
C.若温度不变，当电阻箱R 1的阻值增大时，电容器C 的电荷量减少
D.若R 1不变，温度不变，当电容器C 两极板间的距离增大时油滴向下移动 解析 当温度降低时R 2增大，R 总增大，根据闭合电路欧姆定律知I 总减小，路端
电压U ＝E －I 总r 增大，电压表的读数增大，故选项A 错误；电容器的电压U C ＝E －I 总(r ＋R 1)增大，场强增大，油滴向上移动，故选项B 正确；若环境温度不变，R 2阻值不变，当电阻箱R 1的阻值增大时，R 总增大，根据闭合电路欧姆定律
知I 总减小，电容器的电压U C ＝I 总R 2，U C 减小，电容器C 的带电荷量Q ＝U C C 减少，故选项C 正确；若R 1不变，温度不变，电容器C 两极板间的电压不变，
当电容器C 两极板间的距离增大时，E ＝U d 减小，油滴向下移动，故选项D 正确。
答案 BCD
13.(2019·洛阳一高月考)某种小灯泡的伏安特性曲线如图12甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，四个电表均为理想电表。现闭合开关
《电路分析基础》作业参考解答 第一章（P26-31） 1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率（须说明是吸收还是发出）。 （a ）解：标注电压如图（a ）所示。 由KVL 有 故电压源的功率为 W P 302151-=?-=（发出） 电流源的功率为 W U P 105222=?=?=（吸收） 电阻的功率为 W P 20452523=?=?=（吸收） （b ）解：标注电流如图（b ）所示。 由欧姆定律及KCL 有 A I 35 152==，A I I 123221=-=-= 故电压源的功率为 W I P 151151511-=?-=?-=（发出） 电流源的功率为 W P 302152-=?-=（发出） 电阻的功率为 W I P 459535522 23=?=?=?=（吸收） 1-8 试求题1-8图中各电路的电压U ，并分别讨论其功率平衡。 （b ）解：标注电流如图（b ）所示。 由KCL 有 故 由于电流源的功率为 电阻的功率为 外电路的功率为 且 所以电路的功率是平衡的，及电路发出的功率之和等于吸收功率之和。 1-10 电路如题1-10图所示，试求： （1）图（a ）中，1i 与ab u ； 解：如下图（a ）所示。 因为 所以 1-19 试求题1-19图所示电路中控制量1I 及电压0U 。 解：如图题1-19图所示。 由KVL 及KCL 有 整理得 解得mA A I 510531=?=-，V U 150=。
题1-19图 补充题： 1. 如图1所示电路，已知 ， ，求电阻R 。 图1 解：由题得 因为 所以 2. 如图2所示电路，求电路中的I 、R 和s U 。 图2 解：用KCL 标注各支路电流且标注回路绕行方向如图2所示。 由KVL 有 解得A I 5.0=，Ω=34R 。 故 第二章（P47-51） 2-4 求题2-4图所示各电路的等效电阻ab R ，其中Ω==121R R ，Ω==243R R ，Ω=45R ，S G G 121==， Ω=2R 。 解：如图（a ）所示。显然，4R 被短路，1R 、2R 和3R 形成并联，再与5R 串联。 如图（c ）所示。 将原电路改画成右边的电桥电路。由于Ω==23241R R R R ，所以该电路是一个平衡电桥，不管开关S 是否闭合，其所在支路均无电流流过，该支路既可开路也可短路。 故 或 如图（f ）所示。 将原电路中上边和中间的两个Y 形电路变换为?形电路，其结果如下图所示。 由此可得 2-8 求题2-8图所示各电路中对角线电压U 及总电压ab U 。 题2-8图 解：方法1。将原电路中左边的?形电路变换成Y 形电路，如下图所示： 由并联电路的分流公式可得 A I 14 12441=+?=，A I I 314412=-=-= 故 方法2。将原电路中右边的?形电路变换成Y 形电路，如下图所示： 由并联电路的分流公式可得 A I 2.16 14461=+?=，A I I 8.22.14412=-=-= 故 2-11 利用电源的等效变换，求题2-11图所示各电路的电流i 。 题2-11图 解：电源等效变换的结果如上图所示。 由此可得 V U AB 16=A I 3 2=
第二章-复杂直流电路的练习题
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
第二章 直流电路的分析与计算 一、填空题 1．所谓支路电流法就是以____ 为未知量，依据____ 列出方程式，然后解联立方程得到____ 的数值。 2．用支路电流法解复杂直流电路时，应先列出____ 个独立节点电流方程，然后再列出_____个回路电压方程（假设电路有n 条支路，m 各节点，且n>m ）。 3．根据支路电流法解得的电流为正值时，说明电流的参考方向与实际方向____；电流为负值时，说明电流的参考方向与实际方向____。 4.某支路用支路电流法求解的数值方程组如下：则该电路的节点数为____,网孔数为___。 1020100202050 2321321=-+=--=++I I I I I I I 5.应用基尔霍夫定律计算出某支路电流是正值，表明该支路电流的_______方向与_______方向相同；支路电流是负值，表明_______。 6.基尔霍夫第一定律又称做_______定律，其数学表达式为_______。 7.基尔霍夫第二定律又称做_______定律，其数学表达式为_______。 8.电压源与电源的等效变换只对_______等效，对_______则不等效。 9.理想电压源的内阻r=_______，理想电流源的内阻r=_______，它们之间_______等效变换。 10.电压源等效变换为电流源时，I S =_______，内阻r 数值_______，由串联改为_______。 11.二端网络中有_______，叫做有源二端网络，二端网络中没有_______，叫做无源二端网络。 12.用戴维宁定理计算有源二端网络的等效电源只对_______等效，对_______不等效。 13.叠加原理只适用于_______电路，只能用来计算_______和_______，不能计算_______。 14.叠加原理的内容是_______ 。 15.有两个电阻R 1.R 2，已知R 1=2R 2，把它们并联起来的总电阻为4Ω，则R 1=_______，R 2=_______ 16．一有源二端网络，测得起开路电压为6V ，短路电流为3A ，则等效电压源为U s =___V, R 0=____Ω。
《电工与电子技术基础》自测题 第1章直流电路及其分析方法 判断题 1.1 电路的基本概念 1．电路中各物理量的正方向不能任意选取。 [ ] 答案:X 2．电路中各物理量的正方向不能任意选取。 [ ] 答案:X 3．某电路图中，已知电流I=-3A，则说明图中电流实际方向与所标电流方向相同。 答案:X 4．某电路图中，已知电流I=-3A，则说明图中电流实际方向与所标电流方向相反。 答案:V 5．电路中各物理量的正方向都可以任意选取。 [ ] 答案:V 6．某电路图中，已知电压U=-30V，则说明图中电压实际方向与所标电压方向相反。 答案:V 7．组成电路的最基本部件是：电源、负载和中间环节 [ ] 答案:V 8．电源就是将其它形式的能量转换成电能的装置。 [ ] 答案:V 9．如果电流的大小和方向均不随时间变化，就称为直流。 [ ] 答案:V 10．电场力是使正电荷从高电位移向低电位。 [ ] 答案:V 11．电场力是使正电荷从低电位移向高电位。 [ ] 答案:X 1.2 电路基础知识 1．所求电路中的电流（或电压）为＋。说明元件的电流（或电压）的实际方向与参考方向一致；若为－，则实际方向与参考方向相反。[ ] 答案:V 2．阻值不同的几个电阻相并联，阻值小的电阻消耗功率小。[ ] 答案:X
答案:X 4．电路就是电流通过的路径。 [ ] 答案:V 5．电路中选取各物理量的正方向，应尽量选择它的实际方向。 [ ] 答案:V 6．电路中电流的实际方向总是和任意选取的正方向相同。 [ ] 答案:X 7．电阻是用来表示电流通过导体时所受到阻碍作用大小的物理量。[ ] 答案:V 8．导体的电阻不仅与其材料有关，还与其尺寸有关。 [ ] 答案:V 9．导体的电阻只与其材料有关，而与其尺寸无关。 [ ] 答案:X 10．导体的电阻与其材料无关，而只与其尺寸有关。 [ ] 答案:X 11．电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成正比，与其电阻值成反比。[ ] 答案:V 12．电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成反比，与其电阻值成正比。[ ] 答案:X 13．如果电源的端电压随着电流的增大而下降很少，则说明电源具有较差的外特性。 [ ]答案:X 14．如果电源的端电压随着电流的增大而下降很少，则说明电源具有较好的外特性。 [ ]答案:V 15．欧姆定律是分析计算简单电路的基本定律。 [ ] 答案:V 16．平时我们常说负载增大，其含义是指电路取用的功率增大。 [ ] 答案:V 17．平时我们常说负载减小，其含义是指电路取用的功率减小。 [ ] 答案:V 18．平时我们常说负载增大，其含义是指电路取用的功率减小。 [ ] 答案:X 19．平时我们常说负载减小，其含义是指电路取用的功率增大。 [ ] 答案:X 20．在串联电路中，电阻越大，分得的电压越大。 [ ] 答案:V 21．在串联电路中，电阻越小，分得的电压越大。 [ ] 答案:X 22．在串联电路中，电阻越大，分得的电压越小。 [ ] 答案:X 23．在串联电路中，电阻越小，分得的电压越小。 [ ] 答案:V 24．在并联电路中，电阻越小，通过的电流越大。 [ ] 答案:V 25．在并联电路中，电阻越大，通过的电流越大。 [ ]
实用文档 1 直流电路动态分析 根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量（如I 、U 、R 总、P 等）的变化情况，常见方法如下： 一．程序法。 基本思路是“局部→整体→局部”。即从阻值变化的的入手，由串并联规律判知R 总的变化情况再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况其一般思路为： （1）确定电路的外电阻R 外总如何变化； ① 当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小） ② 若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多，总电阻减小。 ③ 如图所示分压电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与电器并联（以下简称并联段），另一段与并联部分相路障（以下简称串联段）；设滑动变阻器的总电阻为R ，灯泡的电阻为R 灯，与灯泡并联的那一段电阻为R 并-，则会压器的总电阻为： 21 1 并 灯并灯 并灯并并总R R R R R R R R R R R +- =++ -=
实用文档 2 由上式可以看出，当R 并减小时，R 总增大；当R 并增大时，R 总减小。由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，R 总变化与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化相同。 ④在图2中所示并联电路中，滑动变阻器可以看作由两段电阻构成，其中一段与R 1串联（简称R 上），另一段与R 2串联（简称R 下），则并联总电阻 ()() R R R R R R R R 总 上 下 = ++++1 2 12 由上式可以看出，当并联的两支路电阻相等时，总电阻最大；当并联的两支路电阻相差越大时，总电阻越小。 （2）根据闭合电路欧姆定律r R E I += 外总总确定电路的总电流如何变化； （3）由U 内=I 总r 确定电源内电压如何变化； （4）由U 外=E －U 内(或U 外=E-Ir)确定电源的外电压如何（路端电压如何 变化）??? ????????? ? ?==↓↑→↑→↓→=∞→↑↓→↓→↑→-=00U R U Ir I R E U R U Ir I R Ir E U 短路当断路当外 ； （5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两的电压如何变化； （6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化（可利用节点电流关系）。 ? ?? ? ↑ ↓ ↓ ↑↑ ↓ ↑↓ 端总总局U I R R I 分 U 分
2-2(1)．求图示电路在开关K 断开和闭合两种状态下的等效电阻ab R 。 解：先求开关K 断开后的等效电阻： ()()Ω=++=9612//126ab R 再求开关K 闭合后的等效电阻： ()()Ω=+=86//1212//6ab R 2-2(2)．求图示电路在开关K 断开和闭合两种状态下的等效电阻ab R 。 解：先求开关K 断开后的等效电阻： ()Ω=+=384//4ab R 再求开关K 闭合后的等效电阻： Ω==24//4ab R 2-3．试求题图2－3所示电路的等效电阻ab R 。 （a ） 解： 题图2-3（a ） a Ω Ωa Ω Ω a 题图2-2（1） 题图2-2（2） a b Ω 4Ω 8
240//360144ab R =ΩΩ=Ω （b ） 解： 40ab R =Ω 题图2-3（b ） a b a b 20Ω60 Ω a 40 Ω a b 20 Ω60 Ω a 20ΩΩ a Ω Ω a a a a Ω
2-25（1）. 求图示电路a 、b 两点间的等效电阻ab R 。 解：在图中画一条垂线，使左右两边对称，参见图中虚线所示。显然虚线为等位线，没有电流流过，故图中电阻0R 可去掉，其等效电阻为： ()()[]Ω=++=48//88//88ab R 2-25（2）. 求图示电路a 、b 两点间的等效电阻ab R 。 解：此题与上题相同，只是其中电阻的阻值不同，但仍保持其对称性。采用同样的方法处理，有： ()()[]Ω=++=7 12 4//22//66ab R 2-25（3）. 求图示电路a 、b 两点间的等效电阻ab R 。 解：在图中画一条垂线，使左右两边对称，参见图中虚线所示。显然虚线为等位线，没有电流流过，故可将图中c 点分开，参见其等效图（题图2-25（3-1））所示，其等效电阻为： ()[]R R R R R R R ab 9 10 2//2//2//2= += 2-8．求图示电路的等效电压源模型。 （1）解：等效电压源模型如题图2-8（1-1）所示。 题图2-25（1） 题图2-25（2） 题图2-8（1） a b V 10题图2-8（1-1） 题图2-25（3） 题图2-25（3-1） R
强化班、工研班 一、直流电路（讨论题） 1．用多种方法（两种以上）求解，从中体会方法的优劣。 （1）图1-1电路，N A 与N B 均为含源线性电阻网络，求3Ω电阻的端电压U 。 （2）图1-2电路，U s 为直流电压源，（a ）欲使I I 10 1 0= ，则R x 应取何值？（29Ω） 图1-1 图1-2 （b ）图1-2电路常称为桥式电路，欲使00=I ，则R 1、 R 2、R 3、R 4应如何配置？找出某种关系。 2．图2-1所示电路， （1）求3Ω电阻消耗的功率； （2）两电源向电路提供的总功率。 （3）由计算讨论下列问题： a ．两电源向电路提供的总功率是否等于3Ω电阻消耗的功率，为什么？ b ．能否用叠加定理直接计算功率？ 图2-1 c ．若在图2-1电路中取消受控源代之以短路线得图2-2，重求（1）、（2）。能否用叠加定理求功率呢？ d ．对图2-2电路，用叠加定理与用其他方法计算出的两电源 发出的总功率进行比较，并对结果作进一步阐述。 e ．由上述讨论能得到哪些结论。 3. 根据图示（a ）（b ）电路中数据，求图（c ）中电路电压U 。(5/3V) 图 2-2 4．图示电路，N 的输出电阻050R =Ω，100R =Ω，已知当0S I =时， 1.5mA I =；当 1.2mA S I =时， 1.4mA I =。（1）当15mA S I =时，求电流I ；（2）当15mA S I =时，且R 改为200Ω时，求电流I 。(3.7mA, 2.22mA) N 10V +- Ω 25V +- 1A N 10V +-Ω 21V + - 1Ω N 10V +- Ω 21Ω1A U +- a （） b （） c （） 线性含源电阻网络 N S R R I
第一章：直流电路及其分析方法复习要点 基本概念：电路的组成和作用；理解和掌握电路中电流、电压和电动势、电功率和电能的物理意义； 理解电压和电动势、电流参考方向的意义；理解和掌握基本电路元件电阻、电感、电容的伏－安特性，以及电压源（包括恒压源）、电流源（包括恒流源）的外特性；理解电路（电源）的三种工作状态和特点；理解电器设备（元件）额定值的概念和三种工作状态；理解电位的概念，理解电位与电压的关系。 基本定律和定理：熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律和欧姆定理及其应用，特别强调Σ I=0和Σ U=0时两套正负号的意义，以及欧姆定理中正负号的意义。 分析依据和方法：理解电阻的串、并联，掌握混联电阻电路等效电阻的求解方法，以及分流、分 压公式的熟练应用；掌握电路中电路元件的负载、电源的判断方法，掌握电路的功率平衡分析；掌握用支路电流法、叠加原理、戴维宁定理和电源等效变换等方法分析、计算电路；掌握电路中各点的电位的计算。 基本公式：欧姆定理和全欧姆定理R r E I R U I +== 0, 电阻的串、并联等效电阻2 12 121,R R R R R R R R +=+=并串 KCL、KVL 定律0)(,0)(=∑=∑u U i I 分流、分压公式U R R R U U R R R U I R R R I I R R R I 2 12 2211121122121,;,+=+=+=+= 一段电路的电功率b a ab I U P ×= 电阻上的电功率R U R I I U P 2 2 =×=×= 电能t P W ×= 难点：一段电路电压的计算和负载开路（空载）电压计算，注意两者的区别。 一、填空题 1.电路的基本组成有电源、负载、中间环节三个部分。 2.20Ω的电阻与80Ω电阻相串联时的等效电阻为 100 Ω，相并联时的等效电阻 为 16 Ω。 3.戴维南定理指出：任何一个有源二端线性网络都可以用一个等效的 电压 源来表示。 4.一个实际的电源可以用 电压源 来表示，也可用 电流源 来表示。 5.电感元件不消耗能量，它是储存 磁场 能量的元件。 6.电容元件不消耗能量，它是储存 电场 能量的元件。 7.通常所说负载的增加是指负载的 功率 增加。 8.电源就是将其它形式的能量转换成 电能 的装置。 9.如果电流的 大小 和 方向 均不随时间变化，就称为直流。 10.负载就是所有用电设备，即是把 电能 转换成其它形式能量的设备。 11.电路就是电流流过的 闭合 路径。
1．试列出求解网孔电流I 1、I 2、I 3所需的网孔方程式（只列方程，无需求解）。 Ω 100 解： ?????--=-+=-+=--+++60 120100)10010060200)400200120100200)200300100100(1312321I I I I I I I （（ 2. 图示电路，试用网孔法求U 3。 解： 2 34343232111 440 4620 2631m m m m m m m m m m i u i i i i i i i i A i =-=+-=-+-=-+-= 3.用网孔法求图中的电压U 。 解：网孔电流如图所示。 1I 2 I +_1U
2 121 21 121 242I U I I U I U I ==-=-= 4.试用网孔法求如图所示电路中的电压U 。（只列方程，不求解） 解： 123 2010840I I I --=- 1231024420I I I -+-=- 123842020I I I --== 38I = 5．列出求解图示电路结点1、2、3的电压所需的结点电压方程式（只列方程，无需求解）。 解： U + —
?????????--=-+=-+=S S S S I R U U R U R R I U R U R R U U 411134112232211)111)11（（ 6．试用结点电压法求如图所示电路中的电流I 。（只列方程，无需求解） 3 解：结点电压方程如下： 82408121)8 1812142081101)814110124021101)211011013 213312321U I U U U U U U U U U =?????????-=--++=--++=--++又有（（（ 7．试列出为求解图示电路中U 1、U 2、U 3所需的结点电压方程式（只列方程，无需求解）。 3 解： ?????????=--++-=--+=03121)1 13121731)311172133121U U U U U U V U （（ 8．用结点法求图示电路中的电流I 。
习题课(二) 闭合电路的分析与计算 一、单项选择题 1.如图所示，电动势为E 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S 1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上S 2，则下列表述正确的是( ) A ．电源输出功率减小 B ．L 1上消耗的功率增大 C ．通过R 1上的电流增大 D ．通过R 3上的电流增大 解析：电源的内阻不计，故电源两端的电压不变，再合上S 2，实际上就是将电阻R 2并入电路中，引起总电阻减小，干路总电流必然增大，由P ＝UI 知，电源的输出功率应增大，选项A 错误；R 1处于干路中，通过R 1上的电流增大，选项C 正确；由于R 1两端的电压U 1＝IR 1，I 增 大，故U 1增大，则L 1两端的电压减小，由P ＝U 2 R 知L 1的功率减小，选项B 错误；L 3和R 3两端的 电压减小，通过R 3的电流必减小，选项D 错误． 答案：C 2.在如图所示的电路中，两个灯泡均发光，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，则( ) A ．A 灯变亮，B 灯变暗 B ．A 灯和B 灯都变亮 C ．电源的输出功率减小 D ．电源的工作效率降低 解析：当滑动触头向下滑动时，R 总变大，由I 总＝ E R 总 ，U A ＝E －I 总(R 1＋r )知U A 增大，故A 灯变亮，I 总＝I A ＋I B ＋I R 2，I 总减小，而I A 、I R 2均增加，故I B 减小，B 灯变暗，A 正确，B 错误．P 输＝(E R 总＋r )2R 总＝E 2 （R 总－r ） 2 R 总 ＋4r ，当R 总增加时，因R 总与r 大小关系未知，不能判断P 输具体如何变化，故C 错误．η＝U 外I EI ×100%＝R 总 R 总＋r ×100%，当R 总增加时，η增加，故D 错误． 答案：A 3.在如图所示的电路中，在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是( ) A ．路端电压变小 B ．电流表的示数变大 C ．电源内阻消耗的功率变小 D ．电路的总电阻变大 解析：滑动触头由a 到b ，R 1阻值减小，因此总电阻变小，选项D 错；总电流增大，由U ＝E －Ir ，E 、r 不变，路端电压减小，所以选项A 正确；再结合欧姆定律知电流表的示数变小，选项B 错；由P 内＝I 2 r 知电源内阻消耗的功率变大，选项C 错． 答案：A 4.如图所示，电路中R 1、R 2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C 的极板水平放置．闭合开关S ，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( ) A ．增大R 1的阻值 B ．增大R 2的阻值 C ．增大两板间的距离 D ．断开开关S
第一章直流电路及其应用 课程目标 1 理解电路模型的概念 2 理解电路的基本物理量 3 理解电流电压参考方向的概念 4 掌握电路的基本定律：欧姆定律、基尔霍夫定律 5 掌握电路分析方法：支路电流法、电路等效变换法、叠加原理、戴维南定理 6 掌握常用电工仪表的使用方法、电路基本物理量的测量 课程内容 1 电路模型的概念 2 电路的基本物理量 3 欧姆定律、基尔霍夫定律 4 电路的基本分析方法： 支路电流法 电路等效变换法 戴维南定理 叠加原理 5 电工仪表的使用方法 6 电压与电位的测量 学习方法 从了解电路的组成、电路的模型出发，掌握电路的基本物理量的分析，掌握电路的基本定理的内容及分析应用，掌握电路等效变换法、支路电流法、戴维南定理、叠加原理的应用，通过电路实训掌握常用电工仪表的使用方法及一般电路的故障诊断与排除方法。 课后思考 1 电路由哪些部分组成?电路的作用有哪些？ 2 电压与电位的关系及如何测量？ 3 电压与电流的关联方向含义？ 4 戴维南定理有哪些应用？ 5 叠加原理的应用有哪些注意点？ 6 测量电压电流时如何判断其方向？
电路模型 电路是为实现和完成人们的某种需求，由电源、导线、开关、负载等电气设备或元器组合起来，能使电流流通的整体。简单地说，就是电流的通路。电路的主要作用是：电路能实现电能的传输、分配和转换，其次能实现信号的传递和处理。如电炉通过时将电能转换成热能，电视机可将接收到的信号经过处理，转换成图像和声音。 一、实际电路 如图1.1.1所示。实际电路一般由三部分组成，由提供电能的设备（电池、发电机）、传输设备（连接导线）、使用电能的设备（负载如电灯等）组成。 二、电路模型定义 在电路的分析计算中，用一个假定的二端元件如电阻元件（见图 1.1.2）来代替实际元件（如灯泡），二端元件的电和磁的性质反应了实际电路元件的电和磁的性质，称这个假定的二端元件为理想电路元件。 图1.1.1 实际电路图1.1.2 由理想电路元件组成的电路称为理想电路模型，简称电路模型，如图1.1.3所示。 图1.1.3
第二章 直流电路的分析与计算 一、填空题 1．所谓支路电流法就是以____ 为未知量，依据____ 列出方程式，然后解联立方程得到____ 的数值。 2．用支路电流法解复杂直流电路时，应先列出____ 个独立节点电流方程，然后再列出_____个回路电压方程（假设电路有n 条支路，m 各节点，且n>m ）。 3．根据支路电流法解得的电流为正值时，说明电流的参考方向与实际方向____；电流为负值时，说明电流的参考方向与实际方向____。 4.某支路用支路电流法求解的数值方程组如下：则该电路的节点数为____,网孔数为___。 1020100202050 2321321=-+=--=++I I I I I I I 5.应用基尔霍夫定律计算出某支路电流是正值，表明该支路电流的_______方向与_______方向相同；支路电流是负值，表明_______。 6.基尔霍夫第一定律又称做_______定律，其数学表达式为_______。 7.基尔霍夫第二定律又称做_______定律，其数学表达式为_______。 8.电压源与电源的等效变换只对_______等效，对_______则不等效。 9.理想电压源的阻r=_______，理想电流源的阻r=_______，它们之间_______等效变换。 10.电压源等效变换为电流源时，I S =_______，阻r 数值_______，由串联改为_______。 11.二端网络中有_______，叫做有源二端网络，二端网络中没有_______，叫做无源二端网络。 12.用戴维宁定理计算有源二端网络的等效电源只对_______等效，对_______不等效。 13.叠加原理只适用于_______电路，只能用来计算_______和_______，不能计算_______。 14.叠加原理的容是_______ 。 15.有两个电阻R 1.R 2，已知R 1=2R 2，把它们并联起来的总电阻为4Ω，则R 1=_______，R 2=_______ 16．一有源二端网络，测得起开路电压为6V ，短路电流为3A ，则等效电压源为U s =___V, R 0=____Ω。
直流电路动态分析 教学目标：1识别电路结构 2会使用程序法和串反并同法处理电路动态分析问题 教学重点、难点：程序法的流程使用，串反并同法使用时的电路识别 根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量（如I 、U 、R 总、P 等）的变化情况，常见方法 如下： 一．程序法。 基本思路是“局部→整体→局部”。即从阻值变化的的入手，由串并联规律判知R 总的变化情况再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况其一般思路为： （1）确定电路的外电阻R 外总如何变化； ① 当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小） ② 若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多，总电阻减小。 ③ 如图所示分压电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与电器并联（以下简称并联段），另一段与并联部分相路障（以下简称串联段）；设滑动变阻器的总电阻为R ，灯泡的电阻为R 灯，与灯泡并联的那一段电 阻为R 并，则会压器的总电阻为： 211 并灯并灯并灯 并并总R R R R R R R R R R R +-=++-= 由上式可以看出，当R 并减小时，R 总增大；当R 并增大时，R 总减小。由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，R 总变化与并联段电阻的变化情况相 反，与串联段电阻的变化相同。 ④在图2中所示并联电路中，滑动变阻器可以看作由两段电阻构成，其中一段与R 1串联（简称R 上），另一段与R 2串联（简称R 下）， 则并联总电阻
直流电路动态分析 根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量（如I 、U 、R 总、P 等）的变化情况，常见方法如下： 一．程序法。 基本思路是“局部→整体→局部”。即从阻值变化的的入手，由串并联规律判知R 总的变化情况再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况其一般思路为： （1）确定电路的外电阻R 外总如何变化； ① 当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小） ② 若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多，总电阻减小。 ③ 如图所示分压电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与电器并联（以下简称并联段），另一段与并联部分相路障（以下简称串联段）；设滑动变阻器的总电阻为R ，灯泡的电阻为R 灯，与灯泡并联的那一段电阻为R 并-，则会压器的总电阻为： 21 1 并 灯并灯 并灯并并总R R R R R R R R R R R +- =++ -= 由上式可以看出，当R 并减小时，R 总增大；当R 并增大时，R 总减小。由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，R 总变化与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化相同。 ④在图2中所示并联电路中，滑动变阻器可以看作由两段电阻构成，其中一段与R 1串联（简称R 上），另一段与R 2串联（简称R 下），则并联总电阻 ()() R R R R R R R R 总 上 下 = ++++1 2 12 由上式可以看出，当并联的两支路电阻相等时，总电阻最大；当并联的两支
直流电路及其分析方法 选择题 1.如图2-1所示电路中，当电阻Ｒ2增加时，电流Ｉ将______。 A. 增加 B. 减小 C. 不变 2. 二只白炽灯的额定电压为220V,额定功率分别为100W和25W，下面结论正确的是__________。 A. 25Ｗ白炽灯的灯丝电阻较大 B. 100Ｗ白炽灯的灯丝电阻较大 C. 25Ｗ白炽灯的灯丝电阻较小 3.常用电容器的两项主要数据是电容量和耐压值。电容器的这个耐压值是根据加在它上面的电压_________来规定的？ A. 最大值 B.平均值 C. 有效值 D.瞬时值 4.图所示电路中，A、B端电压ＵAB＝______。 A. -2V B. 2V C. -1V D. 3V 5.电路如图所示,它的戴维南等效电路中,ＵOC和ＲO应是______。 A. 4.5V，1.5Ω B. 4.5V，2Ω C. 2V，2Ω D. 3V，1.5Ω 6.如图所示电路, 电流源两端电压Ｕ=_ _V。 A. 15V B. 10V C. 20V D. -15V 7.图示电路中Ｒ1增加时电压Ｕ2将_ ___。 A. 不变 B. 减小 C. 增加
8.通常电路中的耗能元件是指______。 A.电阻元件 B.电感元件 C.电容元件 D.电源元件 9.用具有一定内阻的电压表测出实际电源的端电压为6V，则该电源的开路电压比6V_ ____。 A. 稍大 B. 稍小 C. 严格相等 D. 不能确定 10.电路如图所示，B、C两点间的电压U BC为：_____。 A. 2V B. 8V C. 0V D. -2V 11. 图示电路中，发出功率的电路元件为___ __。 A. 电流源 B. 电压源 C. 电压源和电流源 12. 图示电路中， 电流值I=_____。 A. 2A B. 4A C. 6A D. -2A 13．图示电路中，欲使I1= I/4，则R1、R2的关系式为______。 A. R1=3R2 B.R1=R2/3 C. R1=R2/4 D.R1=4R2 14．图示电路中，U=-10V，则6V电压源发出的功率为_____W。 A.9.6 B.-9.6 C.2.4 D.-2.4 15．图示电路中，A、B两点间的电压U AB为_____。
第一章习题 题图示一段电路N ，电流、电压参考方向如图所标。 (1) 若1t t =时1()1i t A =，1()3u t V =，求1t t =时N 吸收的功率1()N P t 。 (2) 若2t t =时2()1i t A =-，2()4u t V =，求2t t =时N ()P t 解：(1) 111()()()31 3N P t u t i t W ==?= (2) 2 22()()()414N P t u t i t W ==?-=- 题图示一段直流电路N ，电流参考方向如图中所示，电压表内阻对测试电路的影响忽略不计，已知直流电压表读数为5V ，N I 。 解： 10 25 P I A V - ===- 题图示一个3A 的理想电流源与不同的外电路相接，求3A 电流源三种情况解： (a) 223218s P I R W ==?= 电流源输出功率 (b) 3515s P I V W ==?= 电流源输出功率 (c) 31030 s P I V W ==?-=- 电流源吸收功率 题图示某电路的部分电路，各已知的电流及元件值已标出在图中，求I 、 s U 、R 。 解：流过3Ω电阻的电流为 12A+6A=18A 流过12Ω电阻的电流为 18A-15A=3A 流过电阻R 的电流为 3A-12A-5A=-14A 可得： I=-14A+15A=1A 18331290S U V =?+?= 151123 1.514 R ?-?= =Ω-
题图示电路，已知U=28V ，求电阻R 。 解：根据电源等效，从电阻R 两端 可等效为如下图等效电路。 有： '415 15442 I A =?=+ ' 448R =Ω+Ω=Ω 可得： '28 7152828 U R U I R = ==Ω-- 求题图示各电路的开路电压。 解：(a) 2010530OC U V A V =-?Ω=- (b) 开路时，流过8Ω电阻的电流为 9 31189A ?=+ 流过6Ω电阻的电流为 18 32189A ?=+ 可得： 26 1 84OC U V =?-?= (c) 开路时，8Ω电阻的电压为 8 208128 V ?=+ 2Ω电阻的电压为 5210A V ?Ω= 可得： 82100OC U V V V V =+-= I 。
第1章直流电路及其分析方法-选择复习题 1．如图所示电路中，当电阻Ｒ2增加时，电流Ｉ将___A___。 (A) 增加(B) 减小(C) 不变 2．二只白炽灯的额定电压为220V,额定功率分别为100W和25W，下面结论正确的是__________。 (A) 25Ｗ白炽灯的灯丝电阻较大 (B) 100Ｗ白炽灯的灯丝电阻较大 (C) 25Ｗ白炽灯的灯丝电阻较小 3．常用电容器的两项主要数据是电容量和耐压值。电容器的这个耐压值是根据加在它上面的电压_________来规定的？ A. 最大值； B.平均值； C. 有效值； D.瞬时值。 4．图所示电路中，A、B端电压ＵAB＝______。 A. -2V B. 2V C. -1V D. 3V 5．电路如图所示,它的戴维南等效电路中,ＵOC和ＲO应是______。 A. 6V，2Ω B. 4.5V，2Ω C. 2V，2Ω D. 3V，3Ω 6．如图所示电路, 电流源两端电压Ｕ=_ _V。 A. 15V B. 10V C. 20V D. -15V
7．图示电路中Ｒ1增加时电压Ｕ2将_ ___。 A. 不变 B. 减小 C. 增加 8．通常电路中的耗能元件是指______。 A.电阻元件 B.电感元件 C.电容元件 D.电源元件 9．用具有一定内阻的电压表测出实际电源的端电压为6V，则该电源的开路电压比 6V_ ____。 A. 稍大 B. 稍小 C. 严格相等 D. 不能确定 10．电路如图所示，B、C两点间的电压U BC为：_____。 A. 2V B. 8V C. 0V D. -2V 11．图示电路中，发出功率的电路元件为___ __。 A.电流源； B. 电压源； C. 电压源和电流源。 12．图示电路中，电流值I=_____。 A. 2A； B. 4A； C. 6A； D. -2A。
第二章放大电路分析基础 本章介绍三极管的三种基本组态放大电路的分析方法，为分析其他复杂电路打下基础。 本章内容： 2.1、放大电路工作原理 2.2、放大电路的直流工作状态 2.3、放大电路的动态分析 2.4、静态工作点的稳定及其偏置电路 2.5、多级放大电路 本章要点： 1、放大电路直流状态的解析法和图解法 2、放大电路交流状态的图解法和微变等效电路法 3、三种基本组态放大电路的分析方法 4、多级放大电路的耦合方式及其分析方法 电子课件二：放大电路分析基础
课时授课教案 一授课计划 批准人：批准日期：课序：4授课日期：授课班次：课题：第二章第2.1节：放大电路工作原理 目的要求： 1、掌握基本放大电路的组成原则 2、掌握放大电路的直流通路和交流通路 3、理解放大电路的工作原理 重点：放大电路的工作原理 难点：放大电路的交流通路 教学方法 手段：结合电子课件讲解 教具：电子课件、计算机、投影屏幕 复习提问： 1、三极管的类型及外部工作条件？ 2、三级管的特性曲线有何规律？ 课堂讨论： 1、如何画放大电路的直流通路和交流通路？ 2、放大电路中三极管各极电流和极间电压如何变化？布置作业： 课时分配：
二、授课内容 引言 放大电路的任务是不失真地把微小信号放大到所需要的程度。本节首先分析放大电路的组成原则及工作原理。 2.1、放大电路工作原理 2.2.1、放大电路的组成 一、电路组成 基本共发射极放大电路如图2一1所示。 V──放大三级管 V CC──主电源、能源 V BB ──发射结偏置电源 R C ──直流负载电阻，用来确定直流工作点 R B ──发射结偏置电阻 R L ──负载电阻 R S 、u s ──信号源的电压和内阻 C 1、C 2 ──耦合电容 二、工作条件 1、三极管应处于放大状态。即发射结正偏，集电结反偏。 2、能够输入和输出信号。 3、不失真地放大信号。 为了方便起见通常把V CC及V BB合并为一个直流电源，如图2一2所示。 2.1.2 直流通路和交流通路 一、直流通路 当交流输入信号为零时，电路中只有直流电流和电压，叫直流通路，又叫直流状态。此时，可把耦合电容视为开路。如图2一3（a）所示直流状态又叫静态。分析直流电路，叫直流分析，也叫静态分析。目的在 于分析直流工作点，即求解：I BQ 、U BEQ 、I CQ 、U CEQ 。
§2-1全电路欧姆定律 教学目标 1、掌握闭合电路的欧姆定律； 2、理解电源端电压的概念； 3、掌握电源的输出最大功率。 一、课前练习 （一）复习 1、无特别说明时，电路图中标注的方向都是电压和电流的。 2、如下图所示电路，试求出对应的电压或电流值。 I= ；U= 。 3、判别一个元件是吸收功率还是发出功率，可根据I、U的参考方向和P的数值来判别， 在I、U关联方向下，若P>0，则元件电功率；若P<0，则元件电功率。 4、如图所示电路，试求各元件的功率，并判断元件的性质。 5、若电炉的电阻为1kΩ，通过电炉的电流为800mA，则灯泡在两小时内电流做的功 是。 二、教学过程 （一）电动势 1、电源有两电极，为极和极。电源内部电路叫，电源外部的电路叫。 2、的力称为非静电力。这种力可以来自于作用或作 用。 3、电源的作用就是把能转化成能的装置。如电池就是把能转化成 能，发电机就是把能转化成能。
4、电源的电动势就是指力把单位正电荷从极经电源的移送到 极所做的功。计算公式为；单位是。 5、电源的电动势的大小是由决定的，跟的情况没有关系。所以 电动势反映了电源能量转换的本领。 （二）闭合电路的欧姆定律 1、在闭合电路中，不但外电路有电阻，内电路也有，内电路的电阻称为。 2、如图外电路是指，内电路是指， 内阻是指，电路端电压是指。 3、闭合电路欧姆定律内容是。 电流计算式I= ，电路端电压U= = ，所以回路电流随负载电阻R的增大而，电路端电压随负载电阻R的增大而。 （1）当外电路短路时，I= ，U= ；通常短路电流，应尽量避免。（2）当外电路开路时，I= ，U= 。 4、电源的外特性就是指电源随负载变化的规律。 5、电源向负载输出的功率：上图电路中，当负载电阻R= 时，负载上获得最大 功率；最大功率，最大功率为P max= 。此时称负载与电源。 6、当电源的输出功率最大时，满足R= ，所以负载上和内阻上消耗的功率， 这时的电源效率不高，只有。 补充：最大功率问题： 1、可调电阻获得最大功率： 2、电源输出最大功率：
直流电路复习 学习目标 1．观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。 2．知道焦耳定律、电阻定律及其在生产生活中的广泛应用。 3．理解闭合电路欧姆定律，进一步增强问题意识，提高分析问题、解决问题的能力。 4．掌握基本电学实验的原理、操作、数据采集与处理、误差分析等过程，会使用常见电学仪表仪器。 5．初步了解逻辑电路的基本原理及在自动控制中的应用，了解集成电路的作用，关注我国集成电路元器件的发展情况。 重点难点 重点：直流电路的分析与计算 难点：电学实验设计 设计思想 通过本节课的学习，使学生在初中已有电路知识的基础上能够全面、系统地了解、掌握直流电路的有关规律，能够从多个角度去理解闭合电路欧姆定律，并运用它进行分析、建模、求解，逐步提高自己分析问题和解决问题的能力。另外，本章的电学实验也是重点内容，不仅要求学生掌握各类实验的原理、设计、数据处理及误差分析，还要求学生能根据实际问题进行更高要求的实验设计。 教学资源《直流电路复习》多媒体课件 教学设计 【课堂学习】 学习活动一：理解基本概念 问题1：性线元件和非线性元件各有什么特点？ 问题2：如何理解材料的电阻率？ 问题3：如何理解电源的电动势和内阻？ 问题4：电源的路端电压与电动势和内电压的关系？ 学习活动二：掌握基本规律 问题1：部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律的区别与联系？ 问题2：电阻定律的表达式？ 问题3：焦耳定律的推导？ 问题4：伏安法测电阻的原理及误差分析？
问题5：电流表和电压表的改装原理？ 问题6：欧姆表的工作原理及内部构造？ 学习活动三：巩固基本实验 问题1：描绘电学元件的伏安特性曲线。 问题2：伏安法测电阻及测材料电阻率。 问题3：测电源的电动势和内阻。 问题4：电表的改装。 问题5：练习使用多用电表。 学习活动四：熟悉基本题型 问题1：闭合电路的计算 【例题1.1】如图所示，○V 表为理想电压表，当电阻读数为R 1=2Ω时，电压表读数为U 1=4V ；当电阻箱读数为R 2=5Ω时，电压表读数为U 2=5V ．求： (1)电源的电动势E 和内电阻r ； (2)当电阻箱R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值P m 为多少？ 〖解析〗 (1)电压表所测的为路端电压，它随外阻而变化，由闭合电路欧姆定律列方程组 (2) (1) 2 2 21 1 1r R U U E r R U U E + =+= 联立(1)(2)两式并代入数据解得 Ω==1 6r V E (2) 电源的输出功率为 r R r R E R r R E P 4)(2 22 +-=?? ? ??+= 当Ω==1r R 时有最大输出功率 W r E P m 942 == 【例题 1.2】在如图甲所示电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1=100Ω，R 2的阻值未知，R 3是一滑动变阻器．当滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U 随干路电流I 的变化图象如图乙所示，其中图线上的A 、B 两点是滑片在变阻器的两个不同端点时分别得到的．求： (1)电源的电动势和内电阻；