《2016-2017学年河北高二物理学案：第二章+恒定电流+章末总结+学案（人教版选修3-1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016-2017学年河北高二物理学案：第二章+恒定电流+章末总结+学案（人教版选修3-1）（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章第二章 恒定电流恒定电流 章末总结章末总结 学案（人教版选修学案（人教版选修 3-1）一、电路的分析和计算 1认清外电路上各元件的串、并联关系，必要时需画出等效电路图帮助分析要特别 注意电流表和电压表所对应的电路 2闭合电路的动态分析问题 闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变 化的问题分析的基本步骤是： (1)认清电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象； (2)由局部电阻变化判断总电阻的变化；(3)由 I判断总电流的变化；ERr (4)据 UEIr 判断路端电压的变化； (5)由欧姆定律及串并联电路的规律判断各部分电路电
2、压及电流的变化 3闭合电路中的功率 (1)各部分功率关系分析 由 EItI2RtI2rt 知，EII2RI2r 其中 EI 为电源的总功率，I2r 为电源内电路消耗功率，I2R 为外电路消耗功率，也是电源 的输出功率(2)判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看做内阻 例 1 电动势为 E、内阻为 r 的电源与定值电阻 R1、R2及滑动变阻器 R 连接成如图 1 所 示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向 b 端时，下列说法正确的是( )图 1 A电压表和电流表读数都增大 B电压表和电流表读数都减小 C电压表读数增大，电流表读数减小 D电压表读数减小，电流表读数增大 听课记录：
3、 变式训练 1 如图 2 所示电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，在平行板电容器 C 中恰好 有一带电粒子处于悬空静止状态，当变阻器 R0的滑动端向左移动时，带电粒子将( )图 2 A向上运动 B向下运动 C静止不动 D不能确定运动状态的变化 例 2 电路图如图 3 甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图 象，滑动变阻器的最大阻值为 15 ，定值电阻 R03 . 图 3 (1)当 R 为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少？ (2)当 R 为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？变式训练 2 如图 4 所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电路中，电源的内阻 r1
4、 ，电炉的电阻 R119 ，电动机绕线的电阻 R22 ，当开关 S 断开时，电源内电路 消耗的热功率 P25 W；当 S 闭合时，干路中的电流 I12.6 A求：图 4 (1)电源的电动势 E； (2)S 闭合后电动机的机械功率二、电路故障的分析方法 电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内 部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种 1仪器检测法 (1)断点故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指 针偏转，则该段电路中有断点 (2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示 数为零，则该电
5、路被短路，若电压表示数不为零，则该电路没有被短路或不完全被短 路 2假设法 已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后 假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不 符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发 生在这部分电路用此方法，直到找出全部可能发生的故障为止 例 3 某同学按图 5 所示电路连接实物，闭合开关后，发现灯泡不亮他将高内阻的电压 表并联在 A、C 之间时，电压表的读数为 U，当并联在 A、B 之间时，电压表的读数也 为 U，当并联在 B、C 之间时，电压表的读数为 0，则故障可
6、能是( )图 5 AAB 段断路 BBC 段断路 CAB 段短路 D无法判定 听课记录： 变式训练 3 用电压表检查图 6 电路中的故障，测得 Uad5.0 V，Ucd0 V，Uab5.0 V，则此故障可能是( )图 6 AL 断路 BR 断路 CR断路 DS 断路 三、实验 1掌握实验问题的基本方法，如电流表的内、外接法，滑动变阻器的限流、分压接法 等 2电路设计 (1)设计原则：安全性；准确性；方便性；经济性 (2)设计思路题干的条件和要求及器材确定实验原理确定需测量的物理量制定实验方案 例 4 在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻 Rx约为 5 .实验室 备有下列实验器
7、材： A电压表(量程 3 V，内阻约为 15 k) B电压表(量程 15 V，内阻约为 75 k) C电流表(量程 3 A，内阻约为 0.2 ) D电流表(量程 600 mA，内阻约为 1 ) E滑动变阻器 R1(010 ，0.6 A) F滑动变阻器 R2(02 000 ，0.1 A) G电池 E(电动势为 3 V，内阻约为 0.3 ) H开关 S，导线若干 (1)为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有_(填题干中 相应英文字母符号) (2)为了减小实验误差，应选用图 7 中_(填“(a)”、 “(b)”或“(c)”)为该实验的电路图， 并按所选择的电路图把实物图 8 用导线连接
8、起来图 7图 8 变式训练 4 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大某同学为研究这一现象，通过 实验得到如下数据(I 和 U 分别表示小灯泡上的电流和电压)： I(A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50 U(V)0.200.400.600.801.001.201.40 1.601.802.00 (1)画出实验电路图，可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器(阻值范围 010 )、 电源、小灯泡、电键、导线若干 (2)在图 9 中画出小灯泡的 UI 图象图 9 (3)若一电池的电动势是 1.5 V，内阻是 2.0 .问：将本题中的灯泡接在该电池两端，
9、小灯 泡的实际功率是多少？(简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第(2)问的图中)【即学即练】 1电源电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下列说法正确 的是( ) A电源的路端电压一定逐渐减小 B电源的路端电压一定逐渐增大 C电路中的电流一定逐渐减小 D电路中的电流可能逐渐减小2. 如图 10 所示电路中，电压保持不变，当电键 S 断开时，电流表 A 的示数为 0.6 A，当 电键 S 闭合时，电流表的示数为 0.9 A，则两电阻阻值之比 R1R2为( )图 10 A12 B21 C23 D32 3如图 11 所示是实物连接图和电路图当酒精灯点燃后你将看到的现象是( )图
10、 11 A电流表读数增大 B电流表读数减小 C灯泡变暗 D灯泡变亮 4一根粗细均匀的导线，当其两端电压为 U 时，通过的电流是 I，若将此导线均匀拉长 到原来的 2 倍时，电流仍为 I，导线两端所加的电压变为( )A. BU C2U D4UU2 5. 如图 12 所示的电路中，电源电动势为 E、内阻为 r，C 为电容器，R0为定值电阻，R 为滑动变阻器，开关闭合后，灯泡 L 能正常发光当滑动变阻器的滑片向右移动时，下 列判断正确的是( )图 12 A灯泡 L 将变暗 B灯泡 L 将变亮 C电容器 C 的电荷量将减小 D电容器 C 的电荷量将增大6如图 13 所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻
11、，E 为电源电动势，r 为电源内阻，以 下说法中正确的是( )图 13 A当 R2R1r 时，R2获得最大功率 B当 R1R2r 时，R1获得最大功率 C当 R20 时，R1上获得最大功率 D当 R20 时，电源的输出功率最大 7有一只电熨斗，内部电路如图 14 甲所示，其中 M 为旋钮的内部接线端子，旋钮有 “高” 、 “中” 、 “低” 、 “关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列 判断正确的是( )图 14 Aa 方式为“高”挡 Bb 方式为“低”挡 Cc 方式为“关”挡 Dd 方式为“中”挡 题号12345 67 答案 8.在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺
12、测出被测金属丝的长度 l.用螺旋测 微器测出金属丝的直径 d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻 Rx. (1)请写出测金属丝电阻率的表达式：_(用上述测量量的字母表示) (2)若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图 15 所示， 则金属丝长度的测量值为 l_ cm，金属丝直径的测量值为 d_ mm.图 15 (3)如图 16 甲、乙所示，要用伏安法测量 Rx的电阻，已知电压表内阻约几 k，电流表 内阻约 1 ，若用图甲电路，Rx的测量值比真实值_(填“偏大”或“偏小”)， 若 Rx的阻值约为 10 ，应采用_(填“甲”或“乙”)图的电路，误差会较小图 16参考答案
13、知识体系构建 I UIt I2Rt 与 或 非qtUIWqlSURERr 解题方法探究 例 1 A 由电路图可知，滑动变阻器的触头向 b 端滑动时，其连入电路的阻值变大，导致整个电路的外电阻 R外增大，由 UR外知路端电压即电压表的读数变ER外rE1rR外大，而 R1的分压 UR1R1减小，故 R2两端的电压 UR2UUR1增大，再据 IER外r可得通过 R2的电流即电流表的读数增大，所以 A 项正确UR2R2 变式训练 1 B 例 2 (1)电源的电动势和内阻为：E20 V，r7.5 由题图甲分析知道，当 R0 时，R0消耗的功率最大，最大为 P()2R0()ER0r2037.523 W10
14、.9 W (2)当 rRR0时，即 R4.5 时，电源的输出功率最大，最大值为P()2(R0R)()2(34.5) W13.3 W.ER0Rr2034.57.5 变式训练 2 (1)100 V (2)571.2 W解析 (1)S 断开时，由 PI r 得：I0 A5 A.2 0Pr251由闭合电路欧姆定律得： EI0(R1r)5(191) V100 V. (2)S 闭合后，内电压 U1Ir12.61 V12.6 V 故电路的路端电压：U2EU1(10012.6) V87.4 V.通过电炉的电流：I1 A4.6 AU2R187.419 通过电动机的电流：I2II1(12.64.6) A8.0 A. 电动机消耗的热功率：P1I R28.022 W128 W.2 2输送给电动机的电功率：P2U2I287.48.0 W699.2 W. 故电动机输出的机械功率：P3P2P1(699.2128) W571.2 W. 例 3 A 可采用“验证法”分析若 A 对，即 AB 段断路，符合题目所述的故障现象；若 B 对， 即 BC 段断路，电路中无电流，不可能有 UABU；若 C 对，即 AB 段短路，则 UAB0，不 合题意 变式训练 3 B 用“验证法”分析，若 A 对，即 L 断路，则 Uad0，不合题意；若 C 对，即 R断路，则 Uad0，不合题意；若 D 对，即 S
