【高中物理】高中物理(人教版)选修3-1同步教师用书:-第2章-章末分层突破.doc
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1、章末分层突破自我校对IEI2r纯电阻电路和非纯电阻电路1.对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路),电流做功将电能全部转化为内能,WQUIttPt.2对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路),电功大于电热在这种情况下,不能用I2Rt或t来计算电功,电功用WUIt来计算,电热用QI2Rt计算如图21所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r1 ,电炉电阻R19 ,电解槽电阻r0.5 .当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684 W;S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做不变)试求:图21(1)电源的电动势;(2)S1、S2都闭合时,流过电解槽的电流大小
2、;(3)S1、S2都闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率. 【导学号:34522034】【解析】(1)设S1闭合、S2断开时电炉功率为P1,电炉中电流I A6 A电源电动势EI(Rr)120 V.(2)设S1、S2都闭合时电炉功率为P2,电炉中电流为I A5 A电源路端电压为UIR519 V95 V,流经电源的电流为I1 A25 A流过电解槽的电流为IAI1I20 A.(3)电解槽消耗的电功率PAIAU2095 W1 900 W电解槽内热损耗功率P热Ir2020.5 W200 W电解槽中电能转化成化学能的功率为P化PAP热1 700 W.【答案】(1)120 V(2)20 A(3)1 700
3、 W(1)电炉为纯电阻用电器,其消耗的电能全部转化为电热. (2)电解槽为非纯电阻用电器,其消耗的电能转化为电热和化学能两部分.电阻的测量法1.多用电表法(粗测)选用多用电表的欧姆挡直接测量即可2伏安法原理是欧姆定律用电流表与电压表测出电阻的电流和电压,根据R即可求得电阻(1)电流表内、外接法的选择:测量大电阻选电流表内接法,测量结果偏大;测量小电阻选电流表外接法,测量结果偏小内接法外接法图22(2)滑动变阻器接法的选择:如图23所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载RL的电压、电流都起控制调节作用,通常把图甲电路称为限流式接法,图乙电路称为分压式接法采用分压式接法负载电压可从零
4、开始调节,电压调节范围大甲乙图233.替代法利用“替代法”测量电阻的电路图如图24所示图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,Rx为待测电阻,为电流表,利用该电路,经过如下步骤可以测得待测电阻Rx的阻值:闭合S1和S3,断开S2,调节R1的阻值,使电流表读数等于某个数值I0;闭合S1和S2,断开S3,保持R1不变,调节R2,使电流表读数等于I0,然后读出R2的值,则待测电阻RxR2.图244半偏法电路如图25所示测电压表内阻时,用图甲;测电流表内阻用图乙甲乙图25主要步骤:(1)将电阻箱调为0,移动滑动变阻器使电表满偏,不再移动其触头(2)调节电阻箱,使电表示数变为原来的一半,则电阻箱示数等于电表
5、的内阻实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联测量实际电流表G1内阻r1的实验中,可供选择的器材如下:待测电流表G1(05 mA,内阻约300 )电流表G2(010 mA,内阻约100 )定值电阻R1(300 )定值电阻R2(10 )滑动变阻器R3(01000 )滑动变阻器R4(020 )干电池(1.5 V)开关S及导线若干(1)定值电阻应选_,滑动变阻器应选_(在空格内填写序号)(2)画出实验电路图,再连接实物图乙图26(3)补全实验步骤:按电路图连接电路,_;闭合开关S,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;_.以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图丙所
6、示(4)根据I2I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式_【导学号:34522035】【解析】(1)根据电路连接特点,G2的电流为定值电阻和电流表G1的总电流,若定值电阻选10 ,则易使流过G2的总电流超过其满偏值,故选.滑动变阻器应选.(2)由题意可知,本实验应采用滑动变阻器分压接法;同时因待测电阻较小,故应采用电流表外接法;原理图、实验图见答案(3)将滑动触头移至最左端多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2.(4)根据欧姆定律:I1r1(I2I1)R1解得:I2I1即k,所以r1(k1)R1【答案】(1)(3)将滑动触头移至最左端多次移动滑动触头,记录相应的G1
7、、G2读数I1、I2(4)r1(k1)R11(多选)一个直流电动机内阻为R,所加电压为U,电流为I,当它工作时,下述说法中正确的是()A电动机的输出功率为B电动机的发热功率为I2RC电动机的输出功率为IUI2RD电动机的功率可写作IUI2R【解析】IU表示电动机的总功率,I2R表示电动机工作时的发热功率,(IUI2R)表示电动机的输出功率即机械功率故B、C正确,A、D错误【答案】BC2额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下正常工作了相同的时间比较它们产生的热量,结果是()A电风扇最多B电烙铁最多C日光灯最多D一样多【解析】电风扇把电能转化为机械能,日光灯把电能转化为
8、光能,因此只有电烙铁把电能完全转化为热量,故B正确【答案】B3在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200 ,电压表的内阻约为2 k,电流表的内阻约为10 ,测量电路中电流表的连接方式如图27(a)或图(b)所示,结果由公式Rx计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数若将图27(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值(a)(b)图27【解析】根据题意知,电压表的分流作用较显著,故Rx1更接近待测电阻的真
9、实值图(a)的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值,故Rx1Rx真;图(b)的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值,故Rx2Rx真【答案】Rx1大于小于4某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图28(a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表图中R1和R2为定值电阻,S为开关回答下列问题:(1)根据图28(a)所示的电路,在图(b)所示的实物图上连线(2)开关S闭合时,多用电表用于测量_(填“电流”、“电压”或“电阻”);开关S断开时,多用电表用于测量_(填“电流”、“电压”或“电阻”)(3)表笔A应为_色(填“红”或“黑”)(4)定值电阻的阻值R1_,R2_.(结果取3位有效数字)
10、(a)(b)图28【解析】将表头改装成电压表时,需串联一电阻进行分压,而改装成电流表时则需并联一电阻分流,因此闭合开关后,并联上R1改装成一电流表,断开开关,表头与R2串联则改装成一电压表多用电表内部表头的正极在右侧,即电流应从表笔B流入,从表笔A流出,则表笔A为黑色当断开S时,Ig(R2r)Um,解得R2880 .当闭合S时,Ig(R2r)(IIg)R1,解得R11.00 .【答案】(1)如图所示(2)电流电压(3)黑(4)1.008805为了测量阻值范围在200300 之间的电阻Rx的阻值,实验室提供了如下器材:A电阻箱R(阻值范围0999.9 )B毫安表(量程03 mA,内阻约100 )
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