2011高考物理总复习教案电路分析

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2011高考物理总复习教案电路分析

‎2011高考物理总复习教案 电路分析 一、 考点梳理:1.[考纲导练](1)欧姆定律和电阻定律;(2)电功、电功率、电热;(3)电阻的测量;(4)电路连接;(5)电动势和闭合电路欧姆定律。2.[命题预测]本单元命题热点内容依次为:部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律、串并联电路和实验,特别是实验,年年有电学实验。本考点知识又容易联系生活与科研实际,容易与匀强电场电磁感应等内容关联,应高度关注。‎ 二、 热身训练:‎ ‎1.如图1,四个相同的灯泡连结在电路中,比较它们的亮度。正确的说法是( )‎ L1‎ L2‎ L3‎ L4‎ U 图1‎ A. L3比L4亮; B. L3比L2亮;‎ C. L1与L3一样亮; D. L1比L2亮 。‎ R3‎ R2‎ R1‎ S ‎ ‎ ‎2.如图2中电阻R1、R2、R3的阻值相等,电池的内阻不计,开关S接通后流过R2的电流是S接通前的( )‎ 图2‎ A. ‎1/2; B. 2/3; C. 1/3; D. 1/4;‎ R3‎ R3‎ R1‎ R2‎ R1‎ S R2‎ 甲 S 乙 图3‎ ‎3.如图3甲所示电路中R1=R2=R3=10。S断开时电压表示数为16Ⅴ。S 闭合时电压表示数为10Ⅴ。若电压表可视为理想的,求:‎ ‎(1)电源电动势和内阻各为多大? ‎ ‎(2)闭合S前后R1消耗的功率分别是多大?‎ ‎(3)若将电路改为图乙所示的电路,其他条件 ‎ 不变,则S断开和闭合时电压表的示数分别 多大? ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ R C E A B 三、 讲练平台:‎ 例1.如图所示,电源电压为E,待平行板电容器充电平衡后,增大两极板间的距离,则对于电阻R来说,在增大极板距离的过程中,通过R的电流方向为 ‎ 例2.有一个小灯泡标有“6V 0.6W”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的I—U图线,下列器材可供选用:   A、电压表(0~5V,内阻10KΩ)  B、电压表(0~10V,内阻20KΩ)   C、电流表(0~0.3V,内阻1Ω)   D、电流表(0~0.6V,内阻0.4Ω)   E、滑动变阻器(30Ω,2A)   F、学生电源(直流9V),还有开关和导线   (1)实验中选用电压表应选_________,电流表应选__________,(用序号字母表示)   (2)为使实验误差尽可能减小,画出实验电路图。‎ 例3.用伏安法测量某一电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:   A、待测电阻Rx(阻值大约为5Ω,额定功率为1W)   B、电流表A1(0~0.6A,内阻0.2Ω)   C、电流表A2(0~3V,内阻0.05Ω)   D、电压表V1(0~3V,内阻3KΩ)   E、电压表V2(0~15V,内阻15KΩ)   F、滑动变阻器R0(0~50Ω)   G、蓄电池(电动势为6V)   H、电键、导线   为了较准确测量Rx的阻值,保证器材的安全,以便操作方便,电压表、电流表应选择________,并画出实验电路图。‎ 四、当堂巩固:‎ ‎1.如图所示,虚线框内是磁感应强度为B的匀强磁场,导线框的三条竖直边的电阻均 为r,长均为L,两横边电阻不计,线框平面与磁场方向垂直。当导线框以恒定速度v 水平向右运动,ab边进入磁场时,ab两端的电势差为U1,当cd边进入磁场时,ab两 端的电势差为U2,则 ( )‎ ‎ A.U1=BLv B.U1=BLv ‎ ‎ C.U2=BLv D.U2=BLv ‎2.如图所示,理想变压器左线圈与导轨相连接,导体棒ab可在导轨上滑动,磁场方向垂直纸面向里,以下说法正确的是:‎ a b d B c A.ab棒匀速向右滑,c、d两点中c点电势高 B.ab棒匀加速右滑,c、d两点中d点电势高 C.ab棒匀减速右滑,c、d两点中d点电势高 D.ab棒匀加速左滑,c、d两点中c点电势高 ‎3.如图,电灯的灯丝电阻为2Ω,电池电动势为2V,内阻不计,线圈匝数足够多,其直流电阻为3Ω.先合上电键K,过一段时间突然断开K,则下列说法中错误的有( )‎ A.电灯立即熄灭 B.电灯立即先暗再熄灭 C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同 D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反 ‎4. 电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c,流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中虚线)。图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料,现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面。当导电液体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为( )‎ A. B. ‎ C. D.‎ ‎5. 如图所示,圆环a和b的半径之比,a、b都是用同种材料同样粗细的导线制成的,连接两圆环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感强度始终以恒定的变化率变化,那么将a环和b环分别置于同一磁场时(环面与磁场方向垂直),A、B两点的电势差之比 。‎ ‎6.截面积为‎0.2m2‎的100匝电阻可以忽略不计的线圈A,处在均匀磁场中,磁场的方向垂直线圈截面,如图所示,磁感应强度为B=(0.6-0.2t)T(t为时间,以秒为单位),R1=4Ω,R2=6Ω,C=‎3‎F,线圈电阻不计,求:‎ ‎(1)闭合S2后,通过R2的电流大小和方向;‎ ‎(2)S1切断后,通过R2的电量。‎ ‎7.如图所示,R1=2欧,R2=R3=R4=6,电源内阻r=1,当变阻器R4滑片移到最上端时,电压表的读数为5V,则当变阻器滑片移到最下端时电压表的读数是_______V,当变阻器滑片下段电阻为 _______时,变阻器R4消耗的功率最大,其最大功率是_______‎ R4‎ R3‎ R1‎ R2‎ ‎ ‎ ‎8.如图所示,电源电动势ε=12V,内阻r=0.5Ω,将一盏额定功率16W,额定电压8V的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后与电源相连接,灯光刚好能正常发光。通电100min,求:‎ ‎(1)电源提供能量W电。‎ ‎(2)电源对灯泡和电动机所做的功WL和WM。‎ ‎(3)灯丝和电动机线圈产生的电热QL和QM。‎ ‎(4)电动机的效率。‎ 第8课时答案 二、 热身训练 ‎1.AB ;‎ ‎2.B; ‎ ‎3.解:(1) S断开时:R1和R2串联,R3仅相当于连接导线 总电流I=U/R1+R1=16/10+10=0.8A E=U+Ir=16+0.8r①;‎ 当S闭合时:电压表为R2的电压,此时R1和R2并联,然后与R2串联,‎ 总电流 I'=U'/R2=10/10=1A 外电路总电阻为:R=R2+=15欧,E=I’(15+ r)② 由①①得E=20V,r=5,‎ ‎(2)P1=I2R1=0.82×10W=6.4W; P1'=(I'/2)2R1=0.5×10=2.5W ‎(3)若将电路改为乙电路,则S断开时总电流I=E÷(R1+R2+r)=20÷(10+10+5)=0.8A;‎ 电压表示数为U1=IR1=0.8×10V=8V.S闭合时外电路总电阻为 ‎ R=(R1R2/R1+R2)+R3=15,总电流I=E/R+r=20/15+5 =1A ‎ 故电压表示数U2=IR2/2 =5V。‎ 三、 讲练平台 1. B→A ‎2.[解析]:   (一)电流表、电压表的选择   由小灯泡的标识可知其额定电压为6V,额定电流为 ,在额定电压下的电阻R=60Ω。为了在实验中安全测量,小灯泡两端所加电压不能超过6V,(通过小灯泡的电流不能超过‎0.1A),要测I—U图线,测量数据中应包含额定电压值。因此电压表应选择B,电流表应选择C。   (二)电流表内外接法的选择   由于电流表、电压表内阻的影响,不管采用电流表内接还是外接都将引起误差。为了减小误差,当被测电阻R较小时一般采用外接法,被测电阻R较大时应采用内接法,即“大内小外”。如何确定被测电阻R是较大还是较小呢?我们可以计算两种接法的相对误差,当满足条件:电流表内阻RA远小于电压表内阻RV时,若两种接法的相对误差相等,此时的被测电阻近似为: ,我们称R0为临界电阻。即当被测电阻RR0时认为电阻较大,内接法误差小。   此题中,计算 ,大于灯泡的最大阻值60Ω,因此选用电流表外接法。   在具体实验中若RA、RV均未知的情况下,可用试触的方法判定,即通过改变电表的连接方式看电流表、电压表变化大小来确定。   思考:当电流表变化大应采用哪种接法?   (三)控制电路的选择   为改变被测电阻两端的电压(或被测电阻中的电流强度),常用 滑动变阻器与电源接成不同的形式如图所示:‎ ‎(1)为限流接法;(2)为分压接法。两种接法区别之一是:当滑动变阻器的滑动头由a到b移动的过程中,被测电阻上R上的电压调节范围不同。(1)为 ε→ε;(2)为0→ε;另外从电能的损耗上(1)比(2)要小;(1)中滑动变阻器的全阻值R1大于被测电阻R,(2)中滑动变阻器的全阻值R1小于被测电阻R。   从减小电能损耗的角度考虑,通常选用滑动变阻器的限流接法,但从前面所说的原则综合分析时,若出现下列情况,则必须选用分压接法。   ①若采用限流电路时,如果电路中的最小电流大于、等于被测电阻的R的额定电流时,必须选用分压电路;   ②若实验要求电压的变化范围较大(或要求多次测量,多组数据)但滑动变阻器的全阻值R1远小于被测电阻R,不能满足实验要求时,必须采用分压电路;   ③实验中要求电压从零开始移动并连续变化时需采用分压电路;    ‎ ‎     本问题若采用限流电路,电路中的最小电流为:   Imin等于小灯泡额定电流,变阻器P无法对电流进行调节,故必须采用分压电路。实验图如图所示    3. [解析]   1、确定电流表、电压表的量程。被测电阻Rx的额定电压、额定电流分别为      则电流表选用A1,电压表选用V1   2、确定电流表的内、外接法   计算临界电阻 ,RXRX,会操作不方便,因此应选择变阻器的限流接法。电路如图所示。    ‎ 四、当堂巩固 ‎1.BD ‎2.BD ‎3.ACD ‎4.A ‎5.2:1 ‎ ‎6.解: (1) E=SΔB/ΔT I=E/( R1+ R2)‎ 所以I=0.04(A)方向a→b;‎ ‎(2)Q=CUR2‎ UR2=IR2‎ 所以Q=7.2×10-6(C)‎ ‎7.4V,2Ω,2W; ‎ ‎8.[解析] (1)电源U路=8V 由ε=U路+Ir 得电源总电流I=(ε-U路)/r=A=8A 电源总功率P1=Iε=96W 电源提供总能量W1=P1·t=96×100×60J=5.76×105J ‎(2)灯泡功率PL=16W 灯泡消耗电能WL=P2·t=16×100×60J=9.6×104J 电源对电动机提供电能WM=PMλ·t ‎=(8-2)×8×100×60J=2.88×105J ‎(3)灯光消耗功率近似看成全部转化为电热 所以灯丝产生电热QL=WL=9.6×104J 电动机线圈产生电热QM=I2Mrm·t=62×0.5×100×60J=1.08×105J ‎(4)电动机产生效率η==62.5%‎ ‎[说明] 本题数字较大,但只要概念清晰,分清电功、电功率、热功率、总功率和效率等含义即可顺利解答。‎
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