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1、第2课时 感应电路和直流电路,正,反,基 础 回 扣 1.电阻定律 导体的电阻与导体的长度成 比,与横截面积成 比;数学表达式为R= ,表示电阻率. 电阻率是反映 的物理量,其特点是随着 温度的改变而改变,金属电阻率随温度升高而 ; 半导体电阻率随温度升高而减小. ,导体导电性能,增大,2.电功和电功率 (1)电流做功的实质是静电力移动电荷做功,简称. (2)从功和能的关系来认识,电流做功的过程是电能 转化为 能的过程,转化的能量在数值上等 于 . (3)电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫做电功率. 3.两种电路电功和电功率比较 (1)纯电阻电路,电功W=UIt,电功率P=UI,且电功全
2、部转化为 ,有W=Q=UIt= =I2Rt,P=UI= =I2R.,电,功,其它形式,电功,电热,(2)非纯电阻电路,电功W=UIt,电功率P=UI,电热Q= I2Rt,电热功率P热=I2R,电功率 热功率,即WQ,故求电功、电功率只能用W=UIt、P=UI,求电热、电热功率只能用Q= 、P热= . 4.电源的功率和效率 (1)电源的几个功率 电源的总功率:P总= 电源内部消耗的功率:P内=I2r 电源的输出功率:P出= =P总-P内 (2)电源的效率 = 100%= 100%,大于,I2Rt,I2R,UI,EI,5.闭合电路的欧姆定律 (1)内容:闭合电路的电流强度与电源的电动势成正比, 与
3、整个电路的电阻成 .用公式表示为I= . (2)实质:因为E=I(R+r),在等式两边同乘以I即可得到 三个功率的关系. 对整个电路而言,此表达式本身也说明了 是守 恒的. (3)总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律:当R增 大时,根据I=E/(R+r)可知I减小,根据U=E-Ir可知U (视电源E和r为不变);当R(即断路) 时,I=0,U= ;当R减小时,I增大,U减小;当R=0(即短 路)时,I短= ,U=0.,反比,能量转化,增大,E,6.电磁感应中电路问题的处理方法 (1)用 定律和 定律确定感应电动势的大小和方向. (2)画出 电路,对整个回路进行分析,确定哪一部分是电源,哪一
4、部分为负载以及负载间的连接关系. (3)运用闭合电路欧姆定律,串、并联电路的特点,电功率公式联立求解.这一部分知识要求熟练运用楞次定律、电磁感应定律、焦耳定律以及能量转化与守恒定律. 注意 在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路相当于电源.,法拉第电磁感应,楞次,等效,在电源内部,电流由负极流向正极,电源两端电压为路端电压. 7.UI图象 (1)对电源有:U=E-Ir,如图7-2-1中 a线. (2)对定值电阻有:U=IR,如图7-2-1 中b线. (3)图中a线常用来分析电源 和 的测量实验. (4)图中矩形OABD、OCPD和ABPC的“面积”分
5、别表示电源的总功率、 功率和内电阻消耗的功率.,电动势,内电阻,输出,图7-2-1,思 路 方 法 直流电路动态分析的思路 (1)分析直流电路的动态变化情况基本思路是： “局部整体局部”.先分析电路结构未变化的,再分析变化的. (2)电路中若有电表,则需根据情况首先确定是否为 理想电表.一般情况下,若不特殊说明,都按 电 表处理. (3)若电路中有电容器,则需要注意其两端电压变化时引起的电容器的充放电. (4)若电路中有灯泡时,则灯泡的亮度是由其功率的大小来决定的.,理想,实际消,耗,题型1 电路的动态分析例1 (2009辽宁省部分重点中学模拟)如图7-2-2所示电路中,定值电阻R2=r,滑
6、动变阻器的最大阻值为R1,R1远大于 R2+r(r为电源内阻),在滑动变阻器 的滑片P由左端a向右滑动的过程中, 以下说法正确的是 （ ） A.电压表示数变小 B.滑动变阻器消耗的功率先变大后变小,图7-2-2,C.R2消耗的功率先变大后变小 D.滑动变阻器两端的电压变化量大于R2两端的电压变化量,思路导引 由R1的变化闭合电路总电阻R的变化I总的变化U端的变化局部电路的电压或电流的变化.,解析 由R1减小可知总电阻R减小,干路电流增大,路端电压减小,A正确;把R2等效为电源内阻的一部分,因R1远大于R2+r,当R1=R2+r时,功率最大,R1上消耗的功率先变大后变小,B对;由于电流增大,R2
7、消耗功率一直增大,最后不变,C错;由R1 (R2+r)可知,R1两端的电,压由接近电源电动势而减小到零.而R2=r,所以电压由接近零逐渐增大到 ,D正确. 答案 C,1.程序法:基本思路是“部分整体部分”.即从阻值变化的部分入手,由串、并联规律判断R总的变化情况,再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况,最后再由部分电路欧姆定律判定各部分量的变化情况.即2.极端法:即因变阻器滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个端点去讨论.,预测演练1 (2009广东10)如图7-2-3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S1, 三个灯泡都能正常工作.如果再合 上
8、S2,则下列表述正确的是( ) A.电源输出功率减小 B.L1上消耗的功率增大 C.通过R1上的电流增大 D.通过R3上的电流增大,图7-2-3,解析 电源的内阻不计,故电源两端的电压不变,再合上S2,实际上就是将电阻R2并联入电路中,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,答案 C,预测演练2 (2009徐州市第三次调研)如图7-2-4所 示的电路中,电源内阻不计,L为直流 电阻不计的理想线圈, D1、D2、D3为 三个完全相同的小灯泡.电键S闭合 时D1、D2、D3均发光,则在电键S断开 后的一小段时间内,以下说法正确的是 （ ）,图7-2-4,功率应增大,A错;R1
9、处于干路中,C对;由于R1两端的 电压U1=IR1,I增大,故U1增大,则L1两端的电压减小, 由P= 知L1的功率减小,B错;L3和R3两端的电压减小, 通过R3的电流必减小,D错.,A.D1慢慢变暗 B.D1慢慢变亮 C.D3亮度不变 D.D3慢慢熄灭,解析 断开S,电路中总电阻增大,总电流减小,D1两端电压增大,D1变亮,D3变暗,最后保持某一亮度,B正确.,答案 B,题型2 电路中的能量问题例2 (2009内江市第三次模拟)如图7-2-5所示, 固定在磁感应强度为B、方向垂直 纸面向里的匀强磁场中的正方形导 线框abcd的边长为L,其中ab边是电 阻为R0的均匀电阻丝,其余三边 是电阻
10、可不计的铜导线.现有一段,图7-2-5,解析 (1)PQ相当于电源,aP与Pb并联在外电路中.其中RaP= RPb= 电阻丝aP与Pb并联后的电阻 R=,长短、粗细、材料均与ab边相同的电阻丝PQ架在线框上,并以恒定的速度v从ad边滑向bc边,PQ在滑动过程中与导线框的接触是良好的.当PQ滑到 的距离时,则: (1)通过电阻丝PQ的电流是多少? (2)aP段电阻丝消耗的电功率是多少?,整个电路的总电阻R总=R0+R= 电阻丝PQ产生的感应电动势E=BLv 通过电阻丝PQ的电流I= (2)通过电阻丝aP的电流IaP= aP段电阻丝消耗的功率P=IaP2RaP=,答案,预测演练3 (2009上海市
11、普陀区4月质量调研)如图7-2-6所示,电源电动势E=10V,内 阻r=0.8,R1=3.2,当电键K断 开时,电阻R2消耗的电功率为4W; 电键K闭合后,R2和R3的并联电路 消耗的总功率也是4W.求: (1)R2和R3的阻值. (2)K闭合前后,R1消耗的电功率分别为多少?,图7-2-6,解析 (1)P2= 得R2=16或R2=1 R2和R3并联的电阻为R23=,答案 (1)16 (2)0.8W 12.8W,则P23= 得R23=16或R23=1 由电阻并联的特点,若R2=1则R231,所以R2=1和R23=16可舍去.若R2=16,同理R2316,所以R23=16亦舍去. 所以R2=16
12、,R3= (2)K闭合前I= =0.5A 所以P1=I2R1=0.8W K闭合后I= =2A 所以P1=I2R1=12.8W,题型3 电路与传感器问题例3 (2009济南市高考模拟)如图7-2-7所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u=311 sin314t(V)的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻.当传感器R2所在处出现火警时(R2阻值变小),以下说法中正确的是 ( ),图7-2-7,A.A1的示数不变,A2
13、的示数增大 B.A1的示数增大,A2的示数增大 C.V1的示数增大,V2的示数增大 D.V1的示数不变,V2的示数减小,解析 当R2的阻值减小时,副线圈的总电阻减小,副 线圈电压不变,电流强度增大,通过R3的电流增 大,U3增大, 表示数减小, 表示数减小, 表 示数减小.,答案 D,1.光敏电阻和热敏电阻的阻值分别随光强和温度的增强而减小.2.在对含传感器电路进行动态分析时,可把光敏和热敏电阻当成变阻器处理.,预测演练4 (2009鞍山市第二次质检)压敏电阻的 阻值会随所受压力的增大而减小, 某同学利用压敏电阻设计了判断 电梯运动状态的装置,其装置示意 图如图7-2-8所示.将压敏电阻平,图
14、7-2-8,放在电梯内,受压面朝上,在上面放一物体m,电梯静止时电流表示数为I0,电梯在不同的运动过程中,电流表的示数分别如图7-2-9所示.下列判断中正确的是（ ）A.甲图表示电梯可能做匀速运动 B.乙图表示电梯可能匀加速上升 C.丙图表示电梯可能匀加速上升 D.丁图表示电梯可能匀减速下降,图7-2-9,例4 (2009象山北仑两地高考适应性考试)(22分) 如图7-2-10所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R1=0.4, 导轨上静止放置一质量m=0.1kg、电阻R2=0.1的金属杆ab.导轨电阻忽略不计,整个装置,解析 匀变速直线运动
15、所受压力是恒定的,则电阻和电流都应是恒定,故A、C正确.B、D应为变加速运动, B、D错.,答案 AC,题型4 电磁感应与电路的综合问题,处在磁感应强度B1=0.5T的匀强磁场中,磁场的方向 竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆ab,使之由静止开始运动,最终以8m/s的速度做匀速直线运动,若 此时闭合开关S,释放的粒子经加速电场E加速后从 C孔对着圆心O进入半径r= 的固定圆筒中(筒壁 上的小孔C只能容一个粒子通过),圆筒内有垂直水平 面向下的磁感应强度为B2的匀强磁场.粒子每次与 筒壁发生碰撞均无电荷迁移,也无机械能损失.(粒 子的质量m6.410-27kg,电荷量q=3.210-19C). 求:,图7-2-10,(1)ab杆做匀速直线运动过程中,外力F的功率. (2)若粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从C孔背离圆心射出,忽略粒子进入加速电场的初速度,求磁感应强度B2.,【解题关键 】1.电容器两板间的电压即为R1两端电压. 2.根据粒子与圆筒壁碰撞次数画出运动轨迹图,利用数学知识求轨迹半径是求B2的关键.,
