高二物理 电功和电功律

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1、电功和电功律一、本节知识目标1.知道串、并联电路的基本特点，能正确应用电流、电压关系来确定电阻、功率的关系。2.能对电路的连接方式加以识别，并能对一些简单的电路做出等效或简化的处理。3.理解对电路分析的基本思路，掌握分析电路的一般方法。二、难点讨论1.串联和并联电路（以两只电阻为例）（1）电阻的串联①基本特点1）电路中的各处电流相等：I=I1=I22）总电压等于分电压之和：U=U1=U2②重要推论1）总电阻等于多分电阻之和：R=R1+R2由U=U1+U2，两边都除以I得=+=。根据欧姆定律可得到R=R1+R2

2、。2）电压按跟电阻成正比分配：==由欧姆定律改写I=I1=I2得：===I3）功律功率按跟电阻成正比分配：==。由P=UI=I2R、I=I1=I2得：：===I24）总功率等于各电阻功率之和：P=P1+P2由，两边都乘以电流I得：UI=U1I+U2I=U1I1+U2I1=P1+P2。（2）电阻的并联①基本特点1）各电阻两端的电压相等：U=U1=U22）总电流等于各支路电流之和：I=I1+I2②重要推论（让学生自己推出结论）1）总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和：=+。2）电流按跟电阻成反比分配：IR=I1R1

3、=I2R23）功率按跟电阻成反比分配：PR=P1R1+P2R24）总功率等于各支路功率之和：P=P1+P22.电路的识别与简化在并联中必有节点，可用节点电流法（流入与流出的总电流必相等）来分析。在串联中随着电流的流向，电阻上的电势逐渐降低，可用电势法来分析。（1）理想的电流表内阻为零，看成短路。（2）理想的电压表内阻无穷大，看成开路。（3）电容器在电路执达稳定时，看成开路。（4）凡等电势的点，既可看成两点用导线直接相连，也可看成两点间开路。3.电路的动态分析（1）将电路等效位为有几个部分串联而成，确定电阻不变

4、的部分和电阻变化的部分。（2）先分析电阻不变的那部分串联电路，再由串、并联电路的规律分析电阻值变化的部分电路。典型例题【例1】将分别标有“100Ω、4W”和“12.5Ω、8W”的两电阻并联接入电路，则电路两端允许加的最高电压为________V，干路中允许通过的最大电流为________A。这一并联电路的额定功率为________W。【解析】由P=U2/R得两电阻的额定电压分别为20V和10V。两电阻并联时两端的电压相等，允许加的最高的电压为10V。两电阻并联的电阻值R并===（Ω），故干路中允许通过的最大电

5、流Im===0.9（A）。这一并联电路的额定功率P=Im·U2=0.9×100=9(W)。允许通过的最大电流、电路的额定功率也可用并联电路中电流、功率的分配关系求。由P=I2R得两电阻的额定电流分别是0.2A和0.8A，当加上最高电压10V时I2=0.8A，R1中的实际电流I1′=I2=×0.8=0.19（A），Im=I1′+I2=0.1+0.8=0.9(A)。R1的实际功率P1′=P2=×8=1（W），P=P1′+P2=1+8=9（W）点拔：并联电路中的电流、功率均按跟电阻成反比分配，与额定电流、额定功率无

6、关。【例2】如图15-3-1所示，电源U=15V不变，电阻R1=2Ω、R2=3Ω、R3=6Ω，则当a、b间接一只理想电流表时，电流表的读数为________A。当a、b间接一只理想的电压表时，电压表的读数为_________V。【解析】当a、b设间电流表时，电路为R2与R3并联后再与R1串联，电流表的读数为R3的电流，R2与R3的并联值R23===2（Ω）。U23=U=×15=7.5（V），I3===1.25（A）。R2R1R3abU图15-3-1当a、b间接电压表时，电路为R1与R2串联，电压表读数为R2两

7、端的电压（R3两端没有电压）。U2=U=×15=9（V）S图15-3-2R1R2R3CU【例3】如图15-3-2所示，电阻R1=2Ω，R2=4Ω。电容C=5μF。电源电压U=6V不变，分别求电件电键断开和闭合两种情况下，电路大稳定状态后电容器的带电量和电源对电路提供的功率。【解析】电容器在直流电路中，当电路达稳定状态时，相当于一个断路元件。S断开时，C通过R3接在R1联两端，C两端的电压为R1两端电压U1=U=×6=2（V），电容器带电量Q1=CU1=5×10-6×2=1×10-5（C），下极板带正电，电源提

8、供的功率P1===6（W）。S闭合时，C并接在R2两端，电日电容器带电量Q2=CU2=C×U=5×10-6××6=2×10-5（C）上板带正电，电源提供的功率P2=+=6+=12（W）【例4】如图15-3-3所示，电源电压U保持不变，当可变电阻R3的滑动端P自左向右滑动的过程中，各电阻两端的电压、通过各电阻的电流分别值怎样变化？图15-3-3R2PUR1R3R4【解析】分析步骤几要点：（1）确定电路