高二物理：第二章复习恒定电流新人教版选修3

高二物理：第二章复习恒定电流新人教版选修3

第二章恒定电流复习课 一、复习回顾基础知识（投影复习提纲，可以印发提纲，要求学生课下预习完成）‎ ‎（一）基本概念：‎ ‎1、电流：‎ ‎（1）电荷的 定向 移动形成电流，电流的方向规定为 正电荷的移动方向 。负电荷的定向移动方向与电流方向 相反 ‎（2）定义： 通过导体横截面积的电量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。‎ ‎（3）公式： I=q/t 单位有： A，mA，μA 换算关系是： ‎1A=103mA=106μA ‎2、电动势（E）：（1）物理意义：电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。‎ ‎（2）定义：将电荷量为q的电荷从电源的一极移动到另一极，非静电力所作的功W与电荷量q的比值，叫做电源的电动势。‎ ‎（3）公式：，单位：V ‎（4）电源的电动势等于电源没有接入电路时 电源两极间的电压 ‎3、电阻：（1）定义： 导体对电流的阻碍作用 ‎（2）公式：R= U/I （3）单位： 欧姆 符号表示： Ω ‎4、电阻率反映材料的性能物理量，国际单位：欧姆米 符号： Ω ‎5、电功：（1）定义：在电路中，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动而形成电流，此过程中电场力对自由电荷所做的功叫电功。‎ ‎（2）公式：W= UIt 单位： 焦耳 符号： J ‎6、电功率：（1）定义：电流所做的功跟完成这些功所需时间的比值叫做电功率。‎ ‎（2）公式：P= UI 单位： 瓦特 符号： W ‎7、电源的功率和效率：‎ ‎（1）功率：①电源的功率（电源的总功率）PE= EI ②电源的输出功率P出= UI ③电源内部消耗的功率Pr= I2r ‎（2）电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）‎ ‎（二）基本规律：‎ ‎8、欧姆定律：（1）内容：导体中的电流I跟导体两端电压U成 正 比，跟它的电阻成 反 比。‎ ‎（2）公式：I= U/R （3）适用范围： 金属导体，电解液溶液 ‎9、电阻定律：‎ ‎（1）内容：在温度一定的情况下，导体的电阻跟它的长度成 正 比，跟它的横截面积成 反 比。‎ ‎（2）公式：R= L/S 式中的为导体的电阻率 ‎（3）注意R是导体本身属性：跟导体两端电压和通过电流无关。‎ ‎10、焦耳定律：（1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的 二次方成反 比，跟导体的电阻和通电时间成 正 比.‎ ‎（2）公式：Q= I2Rt ‎（3）电功与电热的关系：在 纯电阻 电路中电功等于电热，在 非纯电阻 电路中电功大于电热。‎ ‎11、闭合电路欧姆定律 ‎（1）内容： 闭合电路的总电流跟电源的电动势成正比，跟内外电路的电阻之和成反比 R V1‎ V2‎ ‎+‎ ‎－‎ ‎+ －‎ ‎－ + ‎ 探针 ‎（2）公式：I= E/（R+r）‎ 常用表达式还有： U=E-Ir ， U=E-U/ ，E=Ir+IR ‎12、路端电压U跟负载的关系 根据：E=U+U′、U′=Ir、I=，E、r不变 u O I Im i E U M（I，U）‎ β α b a N R↑→I ↓ ，U ↑ 、U′ ↓ ，当R→∞时，I= 0 、U= E 、U′= 0 （也称为断路时）‎ R↓→I ↑ ，U ↓ 、U′ ↑ ，当R=0时，I= E/r （短路电流强度）U= 0 、U′= E 思考：电动势与路端电压的区别？‎ ‎13、闭合电路的U-I图象 右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小； b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。‎ ‎14、用伏安法测电阻：用图甲所示电路测Rx阻值时，电压表示数为Rx两端电压，图2‎ A Rx 甲 V A Rx 乙 V 电流表示数为通过Rx的电流，，实际电流表示数为IR+IV。测得Rx值比真值小。当Rv值越大，Iv越小，‎ 电流表示数越接近IR，当RV>>Rx时，测量值Rx比较准值。这种接法（电流表外接法）适宜测量 较小 电阻。（填写较大或较小）‎ 用图乙所示电路，测Rx值时，当Rx>>RA时，测量值比较准确。这种接法[电流表内接法]适宜测量 较大 电阻。（填写较大或较小）‎ ‎15、欧姆表的使用：‎ A、注意事项：（1）选择合适的倍率档后，先电阻调零，再把红、黑表笔并接在待测电阻两端，进行测量。‎ ‎（2）每次换档必须重新电阻调零。‎ ‎（3）选择合适的倍率档，使指针在中值电阻附近时误差较小。‎ ‎（4）测电阻时要把选择开关置于“W” 档。‎ ‎（5）不能用两手同时握住两表笔金属部分测电阻，以免人体电阻和被测电阻并联造成误差。‎ ‎（6）测电阻前，必须把待测电阻同其它电路断开。‎ ‎（7）测完电阻，要拔出表笔，并把选择开关置于“OFF”档或交流电压最高档。为防止止漏电，电表长期不用时，应该取出电池。‎ ‎（8）测量电阻时，若指针偏角过小，应换倍率较大的档进行测量；若指针偏角过大，应换倍率较小的档进行测量。‎ B、用多用表测一个电阻的阻值，多用表的“Ω”挡有“×‎1”‎、“×‎10”‎、“×‎100”‎三挡，先选用“×‎10”‎挡，调零后测量结果如图所示．这说明被测电阻很_大_（填“大”或“小”），应换用__×100__挡，并重新欧姆调零后再测量。‎ 二、概念、规律的应用 U/mV ‎15‎ ‎0‎ I/mA ‎10‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎2‎ ‎1‎ 图1‎ 对基本概念、基本规律的理解和应用 ‎1．图1中1，2为图象所对应的两个导体，（1）电阻关系R1∶R2= 3∶1‎ ‎（2）若两个导体中的电流相等时，电压之比U1∶U2= 3∶1‎ ‎（3）若两个导体的电压相等时，电流之比I1∶I2=1∶3‎ ‎2．两根完全相同的金属导体，如果把其中的一根均匀拉长到原来的4倍，把另一根对折后绞合起来，则它们电阻之比为：‎ 电动机 图2‎ m U R1∶R2= 64‎ ‎3．某一用直流电动机提升重物的装置如图2，重物的质量m=‎50kg， 稳定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以v=‎0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I=‎5A，试计算电动机的线圈电阻是多少？（g=‎10m/s2）（4Ω）‎ 发热板 S B A ‎×‎ ‎×‎ 红 黄 ‎~220V R2‎ R1‎ 图3‎ ‎4．电饭锅的原理图如图3，煮饭时开关S是闭合的，红色指示灯亮；饭煮熟后（当时的温度大约为‎103℃‎）保温时开关S自动断开，黄灯亮。（1）电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比二者的大小应有什么关系？为什么？（2）通常情况下，用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能能否起作用，这是为什么？‎ 答案：（1）R1远大于发热板的等效电阻，因为R1和红灯只起指示作用，消耗的电功率远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路，电压相同，所以，流过R1红灯的电流远小于流过发热板的电流，因此，R1应远大于发热板的等效电阻。‎ ‎（2）水的沸腾温度为‎100℃‎，烧开时水温不会达到‎103℃‎，所以自动断电功能不起作用。‎ 闭合电路欧姆定律的应用 ‎【例1】如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是（ ）‎ A.路端电压都为U0时，它们的外电阻相等 B.电流都是I0时，两电源的内电压相等 C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻 解析：根据欧姆定律可知外电阻R、路端电压U与电流I的关系为R=，在U-I图线中甲、乙两图线的交点坐标为（I0，U0），说明两电源的外电阻相等，选项A正确。‎ 图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，与I轴交点的坐标值表示电路中的短路电流，图线的斜率大小表示电源内电阻的大小（电动势与短路电流的比值），由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势；甲与I轴交点的坐标值比乙的小，表明甲的短路电流小于乙的短路电流；图线甲的斜率大于图线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，可见选项C正确，选项D错误。‎ 又电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内=Ir，因为甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，选项B错误。‎ 综上所述，该题的正确答案为AC ‎【例2】 如图所示的电路中，已知R1=4Ω，电流表的读数I=‎0.75 A，电压表读数U=2.0V，经一段时间后一电阻断路，使电流表的读数变为=‎0.80 A，而电压表的读数变为=3.2 V，求：‎ ‎（1）发生断路的电阻是哪一个?‎ ‎（2）电源电动势和内阻各是多少?‎ 解析：此题电路的连接方式是，R1和R2串联成一个支路与R3支路并联后接到电源上，电流表测的是通过R3支路的电流，电压表测的是加在R2两端的电压.‎ 当其中一个电阻断路后，电流表、电压表均有示数，说明R1和R3都没有断路，所以只能是R2发生断路，此时R1上没有电流通过，电压表测量的是路端电压U′=3.2 V，电流表测量的R3中电流也是干路中电流I′=‎0.80 A，‎ 所以：‎ R3= Ω=4 Ω R2断路前，路端电压U0=I3R3=0.75×4 V=3 V 对R1和R2串联的支路，加在R1两端的电压：U1=3 V-2 V=1 V I1==‎‎0.25 A R2的大小： R2==8 Ω 则R2断路前，电路中总电流I0=I1+I3=0.25+0.75=1（A）‎ 根据全电路欧姆定律：‎ R2断开前：E=U0+I0r=3 V+r R2断开后：E=+r=3.2+0.8r 联解上述两式得：E=4 V r=1 Ω.‎ 练习：1在如图所示电路中，当变阻器Ｒ３的滑动头Ｐ向ｂ端移动时，（ B ）‎ A．电压表示数变大，电流表示数变小 B．电压表示数变小，电流表示数变大 C．电压表示数变大，电流表示数变大 D．电压表示数变小，电流表示数变小 R1 R3‎ R2‎ E C A B B C C C ‎2.已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，‎ 可采取以下那些方法：（ BD ）‎ A.增大R1 B.增大R2‎ C.增大R3 D.减小R1‎ 电阻的测量 ‎【例3】如图所示电路中，电压表和电流表的读数分别为10 V和‎0.1 A，已知电流表的内阻RA为0.2 Ω。那么待测电阻Ｒｘ的测量值比真实值 ，真实值为 。‎ 解析：因为电流表和Rx串联，其读数I等于通过Rx的电流IR，电压表并联在电流表和Ｒx的两端，故电压表读数U大于Rx两端的实际电压ＵR，∴Rx的测量值： R测＝，‎ Rx的真实值：‎ ‎ Ω＝99.8 Ω 答案：大，99.8 Ω 说明：在分析伏安法测电阻的误差问题时，关键是判断出误差出在电流表读数还是电压表读数，然后确定其准确值该是多大.‎ ‎【例4】如图是欧姆表的工作原理图。‎ ‎（1）若表头的满偏电流为Ig=500μA，干电池的电动势为1.5Ｖ，把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中：‎ 电流刻度 ‎0‎ ‎50μA ‎100μA ‎200μA ‎250μA ‎300μA ‎400μA ‎500μA 电阻刻度 ‎（2）这只欧姆表的总内阻为 Ω，表针偏转到满刻度的1/3时，待测电阻为 Ω.‎ 解析：（1）对应电流“0”刻度和满偏电流“500 μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”.由闭合电路欧姆定律得，调零时：，‎ 所以欧姆表总内阻 ‎ Ω 测量电阻Rx时：‎ 当I=50 μΑ时， Ω 同理可求出，100μΑ，200μΑ，250μΑ，300μΑ，400μΑ时对应的电阻分别为：1.2×104 Ω，4.5×103 Ω，3×103 Ω，2×103 Ω，750Ω.‎ ‎（2）当表针偏转到满刻度的1/3处时 Ω 测定电源的电动势和内电阻 A注意事项：1.实验电路图：安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联。‎ ‎2.测量误差：E、r测量值均小于真实值。‎ ‎3.安培表一般选0－‎0.6A档，伏特表一般选0－3伏档。‎ ‎4.电流不能过大，一般小于‎0.5A。‎ B练习：1请画出电路原理图 ‎2.在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中（如图）：‎ ‎（1）移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止 电表过载而把滑动片P放在a处 ‎（2）现备有以下器材：‎ A．干电池1个 B．滑动变阻器（0~50Ω） C．滑动变阻器（0~1750Ω）‎ D．电压表（0~3V） E．电压表（0~15V） F．电流表（0~‎0.6A）‎ G．电流表（0~‎3A）‎ 其中滑动变阻器应选___B_，电流表应选___F__，电压表应选_D__。‎ ‎（3）右图是根据实验数据画出的U-I图像。由此可知这个干电池的电动势E=__1.5 V，内电阻r=_1.0__Ω。‎ 三、课外作业 复习本章内容。‎