2018山东科技版物理高考第一轮复习——电路(学案)
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电磁感应【本讲教育信息】一、教学内容:电磁感应本章的知识点:(一)本章要点及高考展望1、本章以电场和磁场等知识为基础,重点讨论了楞次定律和法拉第电磁感应定律。
2、楞次定律不仅含义深刻,且可结合的知识点多,在高考中以选择为主,但有一定的难度。
3、法拉第电磁感应定律常综合几乎所有的力学知识及大部分电学知识,多为中档以上的题目,区分度较大,分值也较多。
4、本章的学习要处理好基础知识和综合能力的关系,要重视对物理过程、物理现象的分析,要建立正确的物理情景,深刻理解基本知识、基本规律的内涵、外延,在掌握一般解题方法的基础上,掌握综合性问题的分析思路和方法,形成较完整的解题策略。
(二)知识结构重点和难点分析:一、产生感应电流的条件、楞次定律1、产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
它有两种情况:⑴切割2、右手定则适用于判断闭合电路中一部分导体切割磁感线时感应电流的方向。
3、楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现,其应用步骤:⑴明确闭合电路中的原磁场方向;⑵分析穿过闭合电路的磁通量的变化;⑶根据楞次定律判定感应电流的磁场方向; ⑷利用安培定则,判定感应电流的方向。
二、法拉第电磁感应定律1、公式tn E ∆∆=φ⑴感应电动势的大小与电路的电阻及电路是否闭合等无关; ⑵一般而言,公式求的是Δt 内的平均感应电动势; ⑶在电磁感应中,产生感应电动势的那部分导体可等效成一个电源,感应电动势的方向和导体(电源)内的电流方向一致。
2、公式θsin Blv E =⑴若B 、l 、v 三者互相垂直,Blv E =;若直导线与B 、v 不垂直,则应取B 、l 、v 互相垂直的分量;⑵若导体是弯曲的,则l 应取与B 、v 垂直的有效长度;⑶若v 是瞬时速度,则E 为瞬时电动势;若v 为平均速度,则E 为平均电动势。
3、公式ω221Bl E =为导体棒绕其一端转动切割磁感线时产生的感应电动势。
三、自感由于线圈自身的电流发生变化而产生感应电动势的电磁感应现象。
一、教学内容:电磁感应本章的知识点:(一)本章要点及高考展望1、本章以电场和磁场等知识为基础,重点讨论了楞次定律和法拉第电磁感应定律。
2、楞次定律不仅含义深刻,且可结合的知识点多,在高考中以选择为主,但有一定的难度。
3、法拉第电磁感应定律常综合几乎所有的力学知识及大部分电学知识,多为中档以上的题目,区分度较大,分值也较多。
4、本章的学习要处理好基础知识和综合能力的关系,要重视对物理过程、物理现象的分析,要建立正确的物理情景,深刻理解基本知识、基本规律的内涵、外延,在掌握一般解题方法的基础上,掌握综合性问题的分析思路和方法,形成较完整的解题策略。
(二)知识结构重点和难点分析:一、产生感应电流的条件、楞次定律1、产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
它有两种情况: ⑴切割2、右手定则适用于判断闭合电路中一部分导体切割磁感线时感应电流的方向。
3、楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现,其应用步骤: ⑴明确闭合电路中的原磁场方向;⑵分析穿过闭合电路的磁通量的变化;⑶根据楞次定律判定感应电流的磁场方向;⑷利用安培定则,判定感应电流的方向。
二、法拉第电磁感应定律1、公式tn E ∆∆=φ ⑴感应电动势的大小与电路的电阻及电路是否闭合等无关;⑵一般而言,公式求的是Δt 内的平均感应电动势;⑶在电磁感应中,产生感应电动势的那部分导体可等效成一个电源,感应电动势的方向和导体(电源)内的电流方向一致。
2、公式θsin Blv E =⑴若B 、l 、v 三者互相垂直,Blv E =;若直导线与B 、v 不垂直,则应取B 、l 、v 互相垂直的分量;⑵若导体是弯曲的,则l 应取与B 、v 垂直的有效长度;⑶若v 是瞬时速度,则E 为瞬时电动势;若v 为平均速度,则E 为平均电动势。
3、公式ω221Bl E =为导体棒绕其一端转动切割磁感线时产生的感应电动势。
三、自感由于线圈自身的电流发生变化而产生感应电动势的电磁感应现象。
电流【模拟试题】(答题时间:90分钟)1. 一伏特计由电流表G与电阻R串联而成,如图所示。
若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可加以改进()A. 在R上串联一比R小得多的电阻B. 在R上串联一比R大得多的电阻C. 在R上并联一比R小得多的电阻D. 在R上并联一比R大得多的电阻2. 两个电阻R1=8Ω,R2=2Ω,并联在电路中。
欲使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的办法是()A. 用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联B. 用一个阻值为6Ω的电阻与R2串联C. 用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联D. 用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联3. 两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端(如图所示),电压表的示数为8V。
如果他把此电压表改接在R2两端,则电压表的示数将()A. 小于4VB. 等于4VC. 大于4V小于8VD. 等于或大于8V4. 如图所示的两种电路中,电源相同,各电阻阻值相等,各电流表的内阻相等且不可忽略不计。
电流表A1、A2、A3、A4读出的电流值分别为I1、I2、I3、I4,下列关系式中正确的是()A. I1=I2B. I1<I4C. I2=2I1D. I2<I3+I45. 如图所示,总电压U保持不变,滑动变阻器总电阻为2R。
滑动触片位于变阻器中点O 时,四个理想电流表A1、A2、A3、A4上的示数相同,且为I0,当滑动触片移到变阻器的端点O’时()A. A1的示数大于I0B. A2的示数大于I0C. A3的示数大于I0D. A4的示数等于I06. 四个电灯泡连接如图所示,当将K2断开,K l接通1→2时。
L1最亮,L2与L4最暗且亮度相同;当将K1接通1→3,K2闭合时,则()A. L l最亮L4最暗B. L2最亮L3最暗C. L3最亮L1最暗D. L4最亮L1最暗7. 如图所示,在此电路里,R1=R3<R2=R4,在A、B两端接上电源后,试比较各个电阻消耗的电功率P的大小()A. P1=P3<P2=P4B. P2>P1>P4>P3C. P2>P1>P3>P4D. P1>P2>P4>P38. 如图所示,已知a、b两点电势差为零,则电容C的值是()A. μF/3B. 2μF/3C. 2μFD. 3μF9. 如图所示的电路中,当可变电阻R的阻值增大时()A. A、B两点间的电压U增大B. 通过R的电流I增大C. 通过R的电流I减小D. 通过R的电流I不变10. 如图所示,当滑线变阻器滑动触点向b端移动时()A. 伏特表V的读数增大,安培表A的读数减小B. 伏特表V和安培表A的读数都增大C. 伏特表V和安培表A的读数都减小D. 伏特表V的读数减小,安培表A的读数增大11. 如图的电路中,电池的电动势为ε、内阻为r,R1和R2是两个阻值固定的电阻。
一. 教学内容:光学二. 本章的知识点1、光的折射,折射定律,折射率 (1)光的折射:光由一种媒质进入另一种媒质或在同一种不均匀媒质中传播时,方向发生偏折的现象叫做光的折射。
(2)折射定律: ①内容:折射光线位于入射光线与法线所决定的平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
②数学表达式:入射角的正弦与折射角的正弦成正比,即r i n sin sin =。
(3)折射率相对折射率:光从一种媒质斜射入第二种媒质发生折射时,入射角i 的正弦与折射角r的正弦之比,对于给定的两种媒质来说是一个常数,用21n 表示,21n r i sin sin =。
常数21n 称为第二种媒质对第一种媒质的相对折射率。
绝对折射率:任意一种媒质对真空的相对折射率称为这种媒质的绝对折射率,简称这种媒质的折射率,用n 表示.通常说某种媒质的折射率即是指它的绝对折射率,也就是它对真空的相对折射率。
相对折射率与绝对折射率的关系:实验表明:第二种媒质对第一种媒质的相对折射率等于光在第一种媒质中的传播速度V 1与光在第二种媒质中的传播速度V 2之比,即21n 21V V =. 由此可得某种媒质的折射率V C n=,C 为真空中的光速。
进而可得:21n 21V V =21/V C V C =12n n =,即第二种媒质对第一种媒质的相对折射率等于第二种媒质的绝对折率与第一种媒质的绝对折射率之比。
光在任何媒质中的速度都小于光在真空中的速度,即V <C ,所以任何媒质的折射率n=V C 都大于1。
光在空气中的速度与光在真空中的速度相差很小,故空气的折射率n=V C 1≈。
若把真空也看作一种媒质,则真空的折射率为1=n 。
2、全反射和临界角(1)全反射:当光从光密媒质进入光疏媒质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于90°,此时,折射光完全消失,入射光全部返回原来的媒质中,这种现象叫做全反射。
(2)临界角:①定义:光从光密媒质射向光疏媒质时,折射角等于90°时的入射角,叫做临界角.用字母C 表示.临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.当光由光密媒质射入光疏媒质时:若入射角i<C ,则不发生全反射,既有反射又有折射现象。
电磁感应【本讲教育信息】一、教学内容:电磁感应本章的知识点:(一)本章要点及高考展望1、本章以电场和磁场等知识为基础,重点讨论了楞次定律和法拉第电磁感应定律。
2、楞次定律不仅含义深刻,且可结合的知识点多,在高考中以选择为主,但有一定的难度。
3、法拉第电磁感应定律常综合几乎所有的力学知识及大部分电学知识,多为中档以上的题目,区分度较大,分值也较多。
4、本章的学习要处理好基础知识和综合能力的关系,要重视对物理过程、物理现象的分析,要建立正确的物理情景,深刻理解基本知识、基本规律的内涵、外延,在掌握一般解题方法的基础上,掌握综合性问题的分析思路和方法,形成较完整的解题策略。
(二)知识结构重点和难点分析:一、产生感应电流的条件、楞次定律1、产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
它有两种情况:⑴切割2、右手定则适用于判断闭合电路中一部分导体切割磁感线时感应电流的方向。
3、楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现,其应用步骤:⑴明确闭合电路中的原磁场方向;⑵分析穿过闭合电路的磁通量的变化;⑶根据楞次定律判定感应电流的磁场方向; ⑷利用安培定则,判定感应电流的方向。
二、法拉第电磁感应定律1、公式tn E ∆∆=φ⑴感应电动势的大小与电路的电阻及电路是否闭合等无关; ⑵一般而言,公式求的是Δt 内的平均感应电动势; ⑶在电磁感应中,产生感应电动势的那部分导体可等效成一个电源,感应电动势的方向和导体(电源)内的电流方向一致。
2、公式θsin Blv E =⑴若B 、l 、v 三者互相垂直,Blv E =;若直导线与B 、v 不垂直,则应取B 、l 、v 互相垂直的分量;⑵若导体是弯曲的,则l 应取与B 、v 垂直的有效长度;⑶若v 是瞬时速度,则E 为瞬时电动势;若v 为平均速度,则E 为平均电动势。
3、公式ω221Bl E =为导体棒绕其一端转动切割磁感线时产生的感应电动势。
三、自感由于线圈自身的电流发生变化而产生感应电动势的电磁感应现象。
功、功率、动能定理【本讲教育信息】一. 教学内容:功、功率、动能定理(一)功和功率1. 功功是力的空间积累效应。
它和位移相对应(也和时间相对应)。
计算功的方法有两种:(1)按照定义求功。
即:W =Fscos θ。
在高中阶段,这种方法只适用于恒力做功。
当20πθ<≤时F 做正功,当2πθ=时F 不做功,当πθπ≤<2时F 做负功。
这种方法也可以说成是:功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。
(2)用动能定理W =ΔE k 或功能关系求功。
当F 为变力时,高中阶段往往考虑用这种方法求功。
这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功(或者说是合外力做的功)。
这种方法的依据是:做功的过程就是能量转化的过程,功是能的转化的量度。
如果知道某一过程中能量转化的数值,那么也就知道了该过程中对应的功的数值。
例1. 如图所示,质量为m 的小球用长L 的细线悬挂而静止在竖直位置。
在下列三种情况下,分别用水平拉力F 将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。
在此过程中,拉力F 做的功各是多少?(1)用F 缓慢地拉;(2)F 为恒力;(3)若F 为恒力,而且拉到该位置时小球的速度刚好为零。
可供选择的答案有A.θcos FLB.θsin FLC.()θcos 1-FLD.()θcos 1-mgL解:(1)若用F 缓慢地拉,则显然F 为变力,只能用动能定理求解。
F 做的功等于该过程克服重力做的功。
选D(2)若F 为恒力,则可以直接按定义求功。
选B(3)若F 为恒力,而且拉到该位置时小球的速度刚好为零,那么按定义直接求功和按动能定理求功都是正确的。
选B 、D在第三种情况下,由θsin FL =()θcos 1-mgL ,可以得到2tan sin cos 1θθθ=-=mg F ,可见在摆角为2θ时小球的速度最大。
实际上,因为F 与mg 的合力也是恒力,而绳的拉力始终不做功,所以其效果相当于一个摆,我们可以把这样的装置叫做“歪摆”。
一. 教学内容:匀速圆周运动;万有引力定律匀速圆周运动一、描述圆周运动的物理量1. 线速度:做匀速圆周运动的物体所通过的弧长与所用的时间的比值。
(1)物理意义:描述质点沿切线方向运动的快慢。
(2)方向:某点线速度方向沿圆弧该点切线方向。
(3)大小:v=s/t说明:线速度是物体做圆周运动的即时速度2. 角速度:做匀速圆周运动的物体,连接物体与圆心的半径转过的圆心角与所用的时间的比值。
(1)物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢.(2)大小:ω=φ/t(rad/s)3. 周期T,频率f:做圆周运动的物体一周所用的时间叫周期.做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫做频率,也叫转速.4. v、ω、T、f的关系T=1/f,ω=2π/T=2πf,v=2πr/T=2πrf=ωr.T、f、ω三个量中任一个确定,其余两个也就确定了. 但v还和半径r有关.5. 向心加速度(1)物理意义:描述线速度方向改变的快慢(2)大小:a=v2/r=ω2r=4π2f2r=4π2r/T2=ωv,(3)方向:总是指向圆心,方向时刻在变化. 不论a的大小是否变化,a都是个变加速度。
(4)注意:a与r是成正比还是反比,要看前提条件,若ω相同,a与r成正比;若v 相同,a与r成反比;若是r相同,a与ω2成正比,与v2也成正比.6. 向心力(1)作用:产生向心加速度,只改变线速度的方向,不改变速度的大小. 因此,向心力对做圆周运动的物体不做功.(2)大小:F=ma=mv2/r=mω2 r=m4π2f2r=m4π2r/T2=mωv(3)方向:总是沿半径指向圆心,时刻在变化. 即向心力是个变力.说明:向心力是按效果命名的力,不是某种性质的力,因此,向心力可以由某一个力提供,也可以由几个力的合力提供,要根据物体受力的实际情况判定。
二、匀速圆周运动1. 特点:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的。
电流【模拟试题】(答题时间:90分钟)1. 一伏特计由电流表G与电阻R串联而成,如图所示。
若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可加以改进()A. 在R上串联一比R小得多的电阻B. 在R上串联一比R大得多的电阻C. 在R上并联一比R小得多的电阻D. 在R上并联一比R大得多的电阻2. 两个电阻R1=8Ω,R2=2Ω,并联在电路中。
欲使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的办法是()A. 用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联B. 用一个阻值为6Ω的电阻与R2串联C. 用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联D. 用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联3. 两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端(如图所示),电压表的示数为8V。
如果他把此电压表改接在R2两端,则电压表的示数将()A. 小于4VB. 等于4VC. 大于4V小于8VD. 等于或大于8V4. 如图所示的两种电路中,电源相同,各电阻阻值相等,各电流表的内阻相等且不可忽略不计。
电流表A1、A2、A3、A4读出的电流值分别为I1、I2、I3、I4,下列关系式中正确的是()A. I1=I2B. I1<I4C. I2=2I1D. I2<I3+I45. 如图所示,总电压U保持不变,滑动变阻器总电阻为2R。
滑动触片位于变阻器中点O 时,四个理想电流表A1、A2、A3、A4上的示数相同,且为I0,当滑动触片移到变阻器的端点O’时()A. A1的示数大于I0B. A2的示数大于I0C. A3的示数大于I0D. A4的示数等于I06. 四个电灯泡连接如图所示,当将K2断开,K l接通1→2时。
L1最亮,L2与L4最暗且亮度相同;当将K1接通1→3,K2闭合时,则()A. L l最亮L4最暗B. L2最亮L3最暗C. L3最亮L1最暗D. L4最亮L1最暗7. 如图所示,在此电路里,R1=R3<R2=R4,在A、B两端接上电源后,试比较各个电阻消耗的电功率P的大小()A. P1=P3<P2=P4B. P2>P1>P4>P3C. P2>P1>P3>P4D. P1>P2>P4>P38. 如图所示,已知a、b两点电势差为零,则电容C的值是()A. μF/3B. 2μF/3C. 2μFD. 3μF9. 如图所示的电路中,当可变电阻R的阻值增大时()A. A、B两点间的电压U增大B. 通过R的电流I增大C. 通过R的电流I减小D. 通过R的电流I不变10. 如图所示,当滑线变阻器滑动触点向b端移动时()A. 伏特表V的读数增大,安培表A的读数减小B. 伏特表V和安培表A的读数都增大C. 伏特表V和安培表A的读数都减小D. 伏特表V的读数减小,安培表A的读数增大11. 如图的电路中,电池的电动势为ε、内阻为r,R1和R2是两个阻值固定的电阻。
位移、速度、追击与相遇问题【本讲教育信息】一. 教学内容:位移、速度、追击与相遇问题(一)位移——时间图像1. 表示物体的位移随时间变化的规律。
2. 匀速直线运动是一条倾斜的直线。
匀变速直线运动是一条抛物线。
3. 位移——时间图像不是物体的运动轨迹。
4. t s -图像中斜率表示速度,值为倾角的正切值,若为负表示v 为负向。
5. 交点表示相遇。
(二)速度——时间图像1. 表示物体的速度随时间变化的规律。
2. 匀直的t v -图像为与t 轴平行的直线。
匀变直的t v -图为一倾斜的直线。
3. 斜率表示a ,值为夹角的正切值,若为负则a 为负。
4. 任意运动的t v -图线与t 轴所夹面积为其位移,横轴之下表示位移为负。
5. 交点表示速度相同。
(三)追击与相遇问题最重要的临界条件是:(1)两者速度相同。
后前v v =(2)相遇时,两者位移的大小等于开始间距。
即右左开始间距s s s +=(3)追上时,开始间距前后s s s +=(四)实验:探究匀变速运动的规律1. 打点计时器:电磁式:4~6伏低压交流电源,振针电火花式:220伏市电2. 实验内容:(1)验证是否是匀变速直线运动:方法:①56S S -,S 5-S 4,S 4-S 3,S 3-S 2,S 2-S 1在误差范围内近似相等。
依据:匀变直在任意相邻相等时间的位移差为定值。
方法:②画t v -图像t(2)计算:①求a ,逐差法,21n n aT S S =--②求某时刻v ,T2S S v v 1n n ++== 依据:匀变直中某时刻的平均速度与这段位移中间时刻速度相等。
3. 注意T 的取值:(1)每5个点:5T T 0⋅=(2)每隔5个点:6T T 0⋅=(3)相邻计数点间有4个点:5T T 0⋅= 4. 若实际频率Hz 50f ≠时:(1)Hz 50f >时,2TS a ∆=,s 02.0f 1F <=真 则测真a a >,测a 量值偏小(2)Hz 50f <时,同理得测量值偏大【典型例题】例1. 一质点从静止开始,先以加速度a 1做一段时间的匀加速直线运动,紧接着以大小为a 2的加速度做减速直线运动,直至静止。
2018山东科技版物理高考第一轮复习——牛顿定律、物理量的单位和量纲(习题+解析)离后,两木板的速度分别为v1和v2,若已知v1>v2,且物体与木板之间的动摩擦因数相同,需要同时满足的条件是()A. F1=F2,且M1>M2B. F1=F2,且M1<M2C. F1>F2,且M1=M2D. F1<F2,且M1=M2二、非选择题4. 如图所示,一质量为M=4kg,长为L=3m 的木板放在地面上。
今施一力F=8N水平向右拉木板,木板以v0=2m/s的速度在地上匀速运动,某一时刻把质量为m=1kg的铁块轻轻放在木板的最右端,不计铁块与木板间的摩擦,且小铁块视为质点,求小铁块经多长时间将离开木板?(g=10m/s2)5. 一艘宇宙飞船飞近一个不知名的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道,宇航员着手进行预定的考察工作。
宇航员能不能仅仅用一只表通过测定时间来测定该行星的平均密度?说明理由。
6. 物体质量为m,以初速度v0竖直上抛。
设物体所受空气阻力大小不变,已知物体经过时间t到达最高点。
求:(1)物体由最高点落回原地要用多长时间?(2)物体落回原地的速度多大?7. 如图所示,质量均为m的两个梯形木块A 和B紧挨着并排放在水平面上,在水平推力F 作用下向右做匀加速运动. 为使运动过程中A 和B之间不发生相对滑动,求推力F的大小。
(不考虑一切摩擦)8. 质量m=4kg的质点,静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O,先用F1=8N的力沿x 轴作用了3s,然后撤去F1,再用y方向的力F2=12N,作用了2s,问最后质点的速度的大小、方向及质点所在的位置。
【试题答案】1. CD2. B3. BD4. 2s5. 能 ρ=23GT π 6. (1)000v tg 2)v gt 2(v t -- (2))v gt 2(v 00-7. 0<F ≤2mgtan θ8. s m v /26=,与x 轴成45度,位置坐标为(21,6)。
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年 级 高三 学 科 物理 版 本 鲁教版
内容标题 高三第一轮复习:电路
【本讲教育信息】
一. 教学内容:
电路
1 电流,欧姆定律,电阻和电阻定律 Ⅱ
2 电阻率与温度的关系 Ⅰ
3 半导体及其应用,超导及其应用 Ⅰ
4 电阻的串,并联,串联电路的分压作用,并联电路的分流作用 Ⅱ
5 电功和电功率,串联,并联电路的功率分配 Ⅱ
6 电源的电动势和内电阻,闭合电路的欧姆定律,路端电压 Ⅱ
7 电流、电压和电阻的测量;电流表、电压表和多用电表的使用、伏安法测电阻 Ⅱ
本章的知识点:
电流、电功、电热、电功率、热功率、电阻、电阻率;串、并联电路的特点、电流表和
电压表的改装、欧姆定律、电阻定律、焦尔定律、电源的功率和效率、电路的动态分析、电
路的故障分析、含容电路的分析、等效电路的问题
二. 重点、难点:
1、电路中的基本概念:
电流:
t
q
I
(q为在时间t内通过导体横截面的电量)
注:电解液中t|Q||Q|I负正
电压:
电阻:
电功率:
热功率:
串并联电路的特点:
2、闭合电路的欧姆定律:
(1)主要物理量.
研究闭合电路,主要物理量有E、r、R、I、U,前两个是常量,后三个是变量.
闭合电路欧姆定律的表达形式有:
①E=U外+U内 ②rREI (I、R间关系)
③U=E-Ir(U、I间关系)④ErRRU(U、R间关系)
从③式看出:当外电路断开时(I = 0),路端电压等于电动势.而这时用电压表去测
量时,读数却应该略小于电动势(有微弱电流).当外电路短路时(R=0,因而U =0)电
流最大为Im=E/r(一般不允许出现这种情况,会把电源烧坏).
(2)电源的功率和效率.
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⑴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=I 2r
⑵电源的效率:rRREUPPE(最后一个等号只适用于纯电阻电路)
电源的输出功率r4Er4ErRRr4rRREP22222,可见电源输出功率随外电阻变化的图
线如图所示,而当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,为r4EP2m.
3、电流表和电压表的改装
常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的.小量程的电流表的电阻R
g
就是其电阻,一般为几百到几千欧.这个线圈允许通过的最大电流Ig叫做电流表的满偏电
流,这是因为电流表通过的电流为Ig时它的指针偏转到最大刻度处.Ig一般为几十微安到几
毫安.电流如果超过Ig,不但指针指示不出数值,电流表还可能烧毁.因为IgRg一般很小,
不能直接用电流表测量较大的电压.如果被测电压U大于IgRg,通过电流表的电流将超过
Ig而把电流表烧毁.如果给电流表串联一个分压电阻,分担一部分电压,就可以用来测量较
大的电压了.加了分压电阻并在刻度盘上标出电压值,就把电流表改装成了电压表(如下图
所示).此时该电压表所能测量的最大电压为)(RRIUgg
正像串联电阻可以分担一部分电压一样,并联电阻也可以分担一部分电流.并联电阻的
这种作用叫做分流作用,作这种用途的电阻又叫分流电阻.为了使电流表能够测量几个安培
甚至更大的电流,可以给它并联一个分流电阻,分掉一部分电流,这样在测量大电流时通过
电流表的电流也不致超过满偏电流Ig,如下图所示.此时该电流表所能测量的最大电流为
R
RI
IIggg
【典型例题】
闭合电路的动态分析
当电路中的任一部分变化时,将引起电路中各处电流和电压的变化.判断此类问题时,
一般是先据部分电路的变化分析总电阻的变化,由闭合电路欧姆定律分析总电流,再据串并
联电路的特点和性质分析各处电流和电压的变化.一般分析的原则是由不变量分析变化
量.讨论依据是:闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路
的电流关系.以下图电路为例:设R1增大,总电阻一定增大;由rREI,I一定减小;
由U=E-Ir,U一定增大;因此U4、I4一定增大;由I3= I-I4,I3、U3一定减小;由U2=U-U3,
U2、I2一定增大;由I1=I3 -I2,I1一定减小.总结规律如下:
①总电路上R增大时总电流I减小,路端电压U增大;②变化电阻本身和总电路变化
规律相同;③和变化电阻有串联关系(通过变化电阻的电流也通过该电阻)的看电流(即总
电流减小时,该电阻的电流、电压都减小);④和变化电阻有并联关系的(通过变化电阻的
电流不通过该电阻)看电压(即路端电压增大时,该电阻的电流、电压都增大).
【例题1】如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑
到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是
A、小灯泡L1、L3变暗,L2变亮
B、小灯泡L3变暗,L1、L2变亮
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C、ΔU1<ΔU2
D、ΔU1>ΔU
2
〖解析〗滑动变阻器的触片P从右端滑到左端,总电阻减小,总电流增大,路端电压
减小.与电阻蝉联串联的灯泡L1、L2电流增大,变亮,与电阻并联的灯泡L3电压降低,变
暗.U1减小,U2增大,而路端电压U= U1+ U2减小,所以U1的变化量大于 U2的变化量,
选BD.
电路的故障分析
检查电路故障的一种方法是用电压表检查测量,把电压表接入电路,相当于在电路中
并接了一个阻值较大的电阻.当电路中是断路故障时,当电压表无示数时,不能说明该部分
电路的通断,而当电压表有示数时,断路故障肯定在电压表并接的两点之间.原因是此时电
压表把电路接通,使电压表有示数.断路点的判定方法为:当由纯电阻组成的串联电路中仅
有一处发生断路故障时,用电压表就可以方便地判定断路点:凡两端电压为零的用电器或导
线是无故障的;两端电压等于电源电压的用电器或导线发生了断路.
【例题2】如图所示,闭合电键S,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,而电压表
指针有明显偏转,该电路的故障可能是( )
A、电流表坏了或未接好
B、从a经过L1到b的电路中有断路
C、L2灯丝烧断或灯座未接通
D、电流表和L1、L2都坏了
〖解析〗(1)电流表几乎不动,说明电路故障是断路.
(2)断路使L1和L2均不亮,但伏特表有明显偏转,说明断路发生在和伏特表并联的
电路上,即从a经过L1到b的电路中有断路,故应选B项.
特别提示:从以上分析可看出,电路故障中,主要有短路和断路两种情况,由于这两种
情况有时会导致同一现象,所以要透过现象看本质,具体现象具体分析.
含容电路
电容器是一个储存电能的元件,在直流电路中,当电容器充、放电时,电路有充电、放
电电流,一旦电流达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器
是理想不漏电的情况)的元件,电容电路可看作是断路,简化电路时可去掉它,简化后若要
求电容器所带电量时,可在相应的位置补上.分析和计算含有电容器的直流电路时,关键是
准确地判断并求出电容器的两端的电压,其具体方法是:
1、确定电容器和哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器两端电压.
2、当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两端电压即为电容器两端电
压.
3、对于较复杂电路,需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两
端的电压.
【例题3】如图所示的电路中,4个电阻的阻值均为R,E为直流电源,其内阻可以不
计,没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d.在平行极板电容器的两个平
行极板之间有一个质量为m,电量为q的带电小球.当电键K闭合时,带电小球静止在两极板
间的中点O上.现把电键打开,带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动,并与此极板
碰撞,设在碰撞时没有机械能损失,但带电小球的电量发生变化.碰后小球带有与该极板相
同性质的电荷,而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与
电容器某个极板碰撞后所带的电荷.
〖解析〗命题意图:考查推理判断能力及分析综合能力.
错解分析:不能深刻把握该物理过程的本质,无法找到破题的切入点(K断开→U3变
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化→q所受力F变化→q运动状态变化),得出正确的解题思路.
解题方法与技巧:
由电路图可以看出,因R4支路上无电流,电容器两极板间电压,无论K是否闭合始终
等于电阻R3上的电压U3,当K闭合时,设此两极板间电压为U,电源的电动势为E,由分
压关系可得U=U3=32E ①
小球处于静止,由平衡条件得
d
qU
=mg ②
当K断开,由R1和R3串联可得电容器两极板间电压U′为
U′=2E ③
由①③得U′=43U ④
U′<U表明K断开后小球将向下极板运动,重力对小球做正功,电场力对小球做负功,
表明小球所带电荷与下极板的极性相同,由功能关系
mg2d-q212Umv2-0 ⑤
因小球与下极板碰撞时无机械能损失,设小球碰后电量变为q′,由功能关系得
q′U′-mgd=0-21mv2 ⑥
联立上述各式解得
q′=67q
即小球与下极板碰后电荷符号未变,电量变为原来的67