高中物理 第二章《恒定电流》章末总结课件 新人教选修31.ppt

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1、章末总结热点讲座 7.抓住“五种”电路，复习好电学知识热点解点解读 电路知路知识是高考的必考内容是高考的必考内容,纵观近十年的高考物近十年的高考物理理试题,年年都有考年年都有考题出出现.主要是通主要是通过“5 5种种”电路来考路来考查电源及源及电源的作用源的作用,有关有关电流的流的规律律,电流、流、电压和和电功率的分配以及功率的分配以及电路中的能量路中的能量转化关系等内容化关系等内容,在复在复习时应特特别重重视.特特别是是实验是本章重中之中的内容是本章重中之中的内容,本章本章实验是高考必考内容是高考必考内容.2021/8/11 星期三1专题讲座座专题一一 电路路问题 1.1.纯电阻阻电路路 对

2、纯电阻阻电路的考路的考查一般有两种情况一般有两种情况:一是静一是静态问题,求解的关求解的关键是分清串并是分清串并联,化化简电路路;二是二是动态问题,考考题大都以大都以动态分析的形式出分析的形式出现.解答的基本思解答的基本思路是路是:“:“部分部分整体整体部分部分”,即从阻即从阻值变化的部分化的部分入手入手,由串、并由串、并联规律判断律判断R R总的的变化情况化情况,再由欧姆再由欧姆定律判断定律判断I I总和和U U端的端的变化情况化情况,最后再由部分最后再由部分电路欧路欧姆定律确定各部分量的姆定律确定各部分量的变化情况化情况.2021/8/11 星期三2 【例例1】(2020宁夏宁夏15)一个

3、一个T型型电路如路如图1所示所示,电路中的路中的电阻阻R1=10,R2=120,R3=40.另有一另有一测试电源源,电动势为100 V,内阻忽略内阻忽略不不计.则 ()A.当当cd端短路端短路时,ab之之间的等效的等效电阻是阻是40 B.当当ab端短路端短路时,cd之之间的等效的等效电阻是阻是40 C.当当ab两端接通两端接通测试电源源时,cd两端的两端的电压为80 V D.当当cd两端接通两端接通测试电源源时,ab两端的两端的电压为80 V图1 12021/8/11 星期三3解析解析 当当cdcd端短路时端短路时,等效电阻等效电阻R123=R1+R123=R1+=40,=40,所以所以A A

4、对对.当当abab端短路时端短路时,等效电阻等效电阻R123=R123=128,=128,所以所以B B错错.当当abab两端接通测试电源时两端接通测试电源时,根据欧姆定律得根据欧姆定律得:A=2 A,A=2 A,所以所以Ucd=IR3=80 V,Ucd=IR3=80 V,所以所以C C对对.当当cdcd两端接通测试电源时两端接通测试电源时,根据欧姆定根据欧姆定律得律得:,:,所以所以Uab=Uab=IR3=25 V,IR3=25 V,所以所以D D错错.答案答案 ACAC2021/8/11 星期三4 2.2.半半导体体电路路 【例例2 2】把晶体二极管把晶体二极管D D和和电阻阻R R串串联

5、起来起来,连接成接成如如图2(a)2(a)的的电路路,电源的源的电动势E=5.0 V,E=5.0 V,内阻不内阻不计,二极管两端二极管两端电压U U与其中的与其中的电流流I I的关系曲的关系曲线(伏安伏安特性曲特性曲线),),如如图2(b),2(b),但但为简单起起见,可近似地看可近似地看作直作直线,直直线与横与横轴的交点的交点E0=1 VE0=1 V见(b)(b)图中的中的虚虚线,即二极管上所加即二极管上所加电压U UE0E0时电流流为零零,U UE0E0时,I,I和和U U为线性关系性关系,此二极管消耗的此二极管消耗的电功功率超率超过4.0 W4.0 W时将被将被烧坏坏.试问2021/8/

6、11 星期三5 (1)(1)电阻阻R R最小要多大才不致最小要多大才不致烧坏二极管坏二极管?(2)(2)在保在保证不致不致烧坏二极管的条件下坏二极管的条件下R R值为多大多大时,输入入给R R的功率的功率为最大最大?此功率最大此功率最大值等于多少等于多少瓦瓦?图2 22021/8/11 星期三6 解析解析 依题意依题意,由图由图(b)(b)可得二极管电流和电压的可得二极管电流和电压的关系为关系为I=2U-2I=2U-2 又二极管的功率又二极管的功率P=UI4 WP=UI4 W 将将代入代入得得:U2-U-20:U2-U-20 解得解得U2 VU2 V 代入代入得得:I2 A:I2 A 由闭合电

7、路欧姆定律由闭合电路欧姆定律E=U+IRE=U+IR得得 R1.5 R1.5 输入给输入给R R的功率的功率PR=(E-U)I=(E-U)(2U-2)=PR=(E-U)I=(E-U)(2U-2)=-2U2+12U-10=-2(U-3)2+8-2U2+12U-10=-2(U-3)2+82021/8/11 星期三7 可见可见PRPR随随U U按抛物线规律变化按抛物线规律变化,其开口向下其开口向下,最大最大值时值时U=3 V,U=3 V,故要使故要使R R的功率最大的功率最大,其电压只能是二极其电压只能是二极管不被烧坏的最大电压管不被烧坏的最大电压U=2 V.U=2 V.这样这样R=1.5,PRR=

8、1.5,PR的的最大值最大值PR=(E-U)I=6 W.PR=(E-U)I=6 W.答案答案 (1)R1.5 (2)1.5 6 W(1)R1.5 (2)1.5 6 W2021/8/11 星期三8 3.3.电机机电路路 电机机电路是非路是非纯电阻阻电路路,一般从能的一般从能的转化与守化与守恒入手恒入手,即即P P入入=P=P热+P+P出出.【例例3 3】汽汽车电动机启机启动时车灯会瞬灯会瞬时变暗暗.如如图3 3所示所示,在在打开打开车灯的情况下灯的情况下,电动机未机未启启动时电流表流表读数数为10 A,10 A,电动机启机启动时电流表流表读数数为58 A.58 A.若若电源源电动势为12.5 V

9、,12.5 V,内阻内阻为0.05,0.05,电流表内阻不流表内阻不计,则因因电动机启机启动,车灯的灯的电功率降低了功率降低了 ()()A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 WA.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 W图3 32021/8/11 星期三9 解析解析 车灯灯电阻阻为=1.2,=1.2,电动机未启机未启动时车灯的灯的电功率功率P1=P1=1021.2 W=120 W.=1021.2 W=120 W.电动机启机启动后后,电源内阻消耗源内阻消耗的的电压Ur=Ir=580.05 V=2.9 V,Ur=Ir=580.05 V=2.9

10、 V,车灯与灯与电动机的机的并并联电压为U=E-Ur=(12.5-2.9)V=9.6 V,U=E-Ur=(12.5-2.9)V=9.6 V,车灯的灯的电功率功率为P2=W=76.8 W,P2=W=76.8 W,车灯灯电功率降功率降低了低了P=P1-P2=43.2 W.P=P1-P2=43.2 W.答案答案 B B2021/8/11 星期三10 4.4.含容含容电路路 电容器是一个容器是一个储能元件能元件,在恒定在恒定电路中路中,电容器在容器在充充电、放、放电时会形成充、放会形成充、放电电流流,当当电路路稳定后定后,电容器相当于一个容器相当于一个电阻无阻无穷大的元件大的元件,与与电容器串容器串联

11、的的电路是断路路是断路.对含容含容电路的分析路的分析,关关键是弄清是弄清电路的路的结构构,确定确定电容器两极板容器两极板间电压值的的变化化,有有时还必必须分析分析电容器两极板极性的容器两极板极性的变化化.2021/8/11 星期三11 【例例4】如如图4所示所示,已知已知电源内阻不源内阻不计,为使使电容器的容器的带电量增大量增大,可采取以下哪些方可采取以下哪些方法法 ()A.增大增大R1 B.增大增大R2 C.增大增大R3 D.减小减小R1图4 42021/8/11 星期三12解析解析 由于稳定后电容器相当于断路由于稳定后电容器相当于断路,因此因此R3R3上无上无电流电流,电容器相当于和电容器

12、相当于和R2R2并联并联,只有增大只有增大R2R2或减小或减小R1R1才能增大电容器才能增大电容器C C两端的电压两端的电压,从而增大其带电量从而增大其带电量,改变改变R3R3不能改变电容器的带电量不能改变电容器的带电量,因此选因此选B B、D.D.答案答案 BDBD2021/8/11 星期三13 5.5.故障故障电路路 故障故障电路的分析方法有两种路的分析方法有两种:一是一是电表表检测法法.在在明确明确电路路结构的基构的基础上上,从分析比从分析比较故障前后故障前后电路路结构的构的变化化,电流、流、电压的的变化入手化入手,确定故障后确定故障后,并并对电路元件逐一分析路元件逐一分析,排除不可能情

13、况排除不可能情况,寻找故障所在找故障所在.一般用一般用电压表来表来检测,具体是具体是:(1):(1)断点故障的判断断点故障的判断.用用电压表与表与电源并源并联,若有若有电压,再逐段与再逐段与电路并路并联,当当电压表指表指针偏偏转时,则该段段电路中有断点路中有断点.(2).(2)短路短路故障的判断故障的判断:用用电压表与表与电源并源并联,若有若有电压,再逐段再逐段与与电路并路并联;当当电压表示数表示数为零零时,该电路被短路路被短路,2021/8/11 星期三14当当电压表示数不表示数不为零零时,则该项电路不被短路或不路不被短路或不完全被短路完全被短路.二是假二是假设推理法推理法.即通即通过对电路

14、中的路中的元件逐一假元件逐一假设分析分析,排除不可能的情况排除不可能的情况,寻找出可找出可能的故障所在能的故障所在.它与它与电表表检测法法虽然都需分析推理然都需分析推理,但二者不同之但二者不同之处在于推理法无需利用在于推理法无需利用电表表测量数据量数据.2021/8/11 星期三15 【例例5】如如图5所示所示电路的三路的三根根导线中中,有一根是断的有一根是断的,电源、源、电阻器阻器R1、R2及另外两根及另外两根导线都是好的都是好的,为了了查出断出断导线,某某学生想先将多用表的学生想先将多用表的红表笔表笔连接在接在电源的正极源的正极a,再将黑表笔分再将黑表笔分别连接在接在电阻器阻器R1的的b端

15、和端和R2的的c端端,并并观察多用表指察多用表指针的示数的示数,在下列在下列连接中接中,符合操作符合操作规程的是程的是 ()A.直流直流10 V挡 B.直流直流0.5 A挡 C.直流直流2.5 V挡 D.欧姆欧姆挡图5 52021/8/11 星期三16 解析解析 电源为电源为6 V,6 V,显然直流显然直流2.5 V2.5 V挡量程太小挡量程太小,不不能用能用.因为线路与电源相连、欧姆挡不能用因为线路与电源相连、欧姆挡不能用.正常工作正常工作时电路中的电流时电路中的电流 =0.4 A,=0.4 A,当用电流表当用电流表在在a a、c c间检测时间检测时,电流电流 =1.2 A,=1.2 A,超

16、过了超过了0.5 A0.5 A的的量程量程,故选用故选用10 V10 V电压挡电压挡.答案答案 A A2021/8/11 星期三17专题二二 电阻阻测量的几种特殊方法量的几种特殊方法 1.“1.“伏伏伏伏”法法 “伏伏伏伏”法是利用两法是利用两块电压表表测电阻的一种方阻的一种方法法,这一方法的一方法的创新思新思维是运用是运用电压表表测电流流(或或算算电流流),),此方法适用于此方法适用于电流表不能用或没有流表不能用或没有电流流表等情形表等情形.设计电路路时不不仅要考要考虑电压表的量程表的量程,还要考要考虑滑滑动变阻器分阻器分压与限流的与限流的连接方式接方式.2021/8/11 星期三18 【例

17、例6】为了了测量量程量量程为3 V的的电压表表V的内阻的内阻(内阻内阻约2 000),实验室可以提供的器材有室可以提供的器材有:电流表流表A1,量程量程为0.6 A,内阻内阻约0.1;电压表表V2,量程量程为5 V,内阻内阻约3 500;变阻箱阻箱R1,阻阻值范范围为09 999;变阻箱阻箱R2,阻阻值范范围为099.9;滑滑动变阻器阻器R3,最大阻最大阻值约为100,额定定电流流1.5 A;电源源E,电动势6 V,内阻内阻约0.5;单刀双刀双掷开关开关K,导线若干若干.2021/8/11 星期三19(1)(1)请从上述器材中从上述器材中选择必要的器材必要的器材,设计一个一个测量量电压表表V

18、V的内阻的的内阻的实验电路路,画出画出电路原理路原理图(图中的中的元件要用元件要用题中相中相应的英文字母的英文字母标注注),),要求要求测量尽量量尽量准确准确.2021/8/11 星期三20 (2)(2)写出写出计算算电压表表 的内阻的内阻RVRV的的计算式算式为RV=RV=.解析解析 (1)(1)测量量电压表表V V的内阻的内阻的的实验电路如右路如右图所示所示.(2)(2)电压表表V V的示数的示数U,U,电压表表V2V2的的示数示数U2,U2,电阻箱阻箱R1R1的的读数数r1,r1,根据根据欧姆定律欧姆定律,利用通利用通过电压表的表的电流与流与电阻阻R1R1的的电流相等流相等,算出算出电压

19、表的表的电阻阻为RV=RV=答案答案 (1)(1)见解析解析图 (2)(2)2021/8/11 星期三21 2.“2.“安安安安”法法 “安安安安”法是利用两法是利用两块电流表流表测电阻的一种方阻的一种方法法,这一方法的一方法的创新思新思维是运用是运用电流表流表测电压(或或算算电压),),此方法适用于此方法适用于电压表不能用或没有表不能用或没有电压表等情形表等情形.设计电路路时除考除考虑电流表的量程外流表的量程外,还要考要考虑滑滑动变阻器分阻器分压与限流的与限流的连接方式接方式.2021/8/11 星期三22 【例例7】从下列器材中从下列器材中选出适当的出适当的实验器材器材,设计一个一个电路来

20、路来测量量电流表流表A1的内阻的内阻r1,要求方法要求方法简捷捷,有尽可能高的精确度有尽可能高的精确度,并能并能测得多得多组数据数据.电流表流表A1,量程量程10 mA,内阻待内阻待测(约40)电流表流表A2,量程量程500 A,内阻内阻r2=750 电压表表V,量程量程10 V,内阻内阻r3=10 k 电阻阻R1,阻阻值约为100 滑滑动变阻器阻器R2,总阻阻值约50 电源源E,电动势1.5 V,内阻很小内阻很小 开关开关S,导线若干若干2021/8/11 星期三23 (1)(1)画出画出实验电路路图,标明所用器材的代号明所用器材的代号.(2)(2)若若选取取测量中的一量中的一组数据来数据来

21、计算算r1,r1,则所用的所用的表达式表达式r1=,r1=,式中各符号的意式中各符号的意义是是 .解析解析 必必选的器材有的器材有电源源E E、开关、开关S S、导线若干若干.A1A1的的满偏偏电压约为UA1=Ig1r1=0.4 V,UA1=Ig1r1=0.4 V,为满足尽可足尽可能高的精度的要求能高的精度的要求,量程量程10 V10 V的的电压表表V V不能不能选用用,而而电流表流表A2A2的内阻确定的内阻确定,且且满偏偏电压UA2=Ig2r2UA2=Ig2r2=0.375 V,=0.375 V,可当可当电压表用来表用来测A1A1的的电压.由于并由于并联的的A1A1、A2A2端端电压只有零点

22、几伏只有零点几伏,而而电源源电动势有有1.5 V,1.5 V,可串可串联R1R1作保作保护电阻阻,为满足多足多测几几组数据数据,滑滑动变阻器阻器R2R2采用分采用分压式供式供电方式方式,电路路图如下如下图所示所示.2021/8/11 星期三24 答案答案 (1)(1)见解析见解析 (2)(2)式中式中I1I1、I2I2分别是电分别是电流表流表A1A1、A2A2的读数的读数,r2,r2是电流表是电流表A2A2的内阻的内阻2021/8/11 星期三25 3.“3.“加加R”R”法法 “加加R”R”法又叫法又叫“加保加保护电阻阻”法法.在运用伏安法在运用伏安法测电阻阻时,由于由于电压表或表或电流表的

23、量程太小或太大流表的量程太小或太大,为了了满足安全、精确的原足安全、精确的原则,加保加保护电阻的方法就阻的方法就应运而生运而生,设计电路路时不不仅要考要考虑电压表和表和电流表流表的量程的量程,还要考要考虑滑滑动变阻器分阻器分压与限流的与限流的连接方式接方式.2021/8/11 星期三26 【例例8】某某电流表的内阻在流表的内阻在0.1 0.2 之之间,现要要测量其内阻量其内阻,可可选用的器材如下用的器材如下:A.待待测电流表流表A(量程量程0.6 A);B.电压表表V(量程量程3 V,内阻内阻约2 k);C.滑滑动变阻器阻器R1(最大阻最大阻值10);D.定定值电阻阻R2(阻阻值5);E.电源

24、源E(电动势4 V);F.电键S及及导线若干若干.(1)画出画出实验电路路图;(2)如如测得得电压的的读数数为U,电流表的流表的读数数为I,则电流表流表A内阻的表达式内阻的表达式为:RA=.2021/8/11 星期三27 解析解析 电流表的内阻在电流表的内阻在0.1 0.2 0.1 0.2 之间之间,量程量程为为0.6 A,0.6 A,电流表上的最大电压为电流表上的最大电压为0.12 V,0.12 V,因而电压表因而电压表不能并联在电流表的两端不能并联在电流表的两端.本题必须将一个阻值为本题必须将一个阻值为5 5 的定值电阻的定值电阻R2R2与电流与电流表串联表串联,再接到电压表上再接到电压表

25、上,才满足要求才满足要求;再者量程为再者量程为3 V3 V的电压表其量程虽然小于电源电动势的电压表其量程虽然小于电源电动势4 V,4 V,但可但可在电路中接入滑动变阻器进行在电路中接入滑动变阻器进行保护保护;滑动变阻器在本实验中分滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合要压与限流的连接方式均符合要求求,但考虑限流的连接方式节能但考虑限流的连接方式节能2021/8/11 星期三28些些;因而滑动变阻器采用限流的连接方式因而滑动变阻器采用限流的连接方式.故本题设故本题设计电路图如右图所示计电路图如右图所示;电流表电流表A1A1内阻的表达式为内阻的表达式为:RA=:RA=-R2.-R2.答案答

26、案 (1)(1)见解析图见解析图 (2)-R2(2)-R22021/8/11 星期三29 4.4.替代法替代法 (1)(1)等效替代法就是在等效替代法就是在测量的量的过程中程中,让通通过待待测电阻的阻的电流流(或或电压)和通和通过电阻箱的阻箱的电流流(或或电压)相等相等.电路如路如图6 6所示所示,将将单刀双刀双掷开关开关调到到a,a,闭合合S1S1调节R,R,使安培表使安培表读数数为I0,I0,保持保持R R不不动,将将单刀双刀双掷开开关打到关打到b,b,调节R0R0使安培表使安培表读数仍数仍为I0,I0,则电阻箱的阻箱的读数就是待数就是待测电阻的数阻的数值.图6 62021/8/11 星期

27、三30 (2)(2)测量原理量原理:图7 7是用伏特表完成的是用伏特表完成的实验,同学同学们自己分析自己分析测量原理量原理.(3)(3)注意注意:主要元件主要元件为电阻箱和阻箱和单刀双刀双掷开关开关.虚虚线框内可用分框内可用分压控制控制电路路.图7 72021/8/11 星期三31素能提升素能提升1.1.在如在如图8 8所示的所示的电路中路中,E,E为电源源电动势,r,r为电源源 内阻内阻,R1,R1和和R3R3均均为定定值电阻阻,R2,R2为滑滑动变阻器阻器.当当 R2R2的滑的滑动触点在触点在a a端端时合上开关合上开关S,S,此此时三个三个电表表 A1A1、A2A2和和V V的示数分的示

28、数分别为I1I1、I2I2和和U.U.现将将R2R2的滑的滑动 触点向触点向b b端移端移动,则三个三个电表示数的表示数的变化情况是化情况是 ()()图8 82021/8/11 星期三32A.I1A.I1增大增大,I2,I2不不变,U,U增大增大B.I1B.I1减小减小,I2,I2增大增大,U,U减小减小C.I1C.I1增大增大,I2,I2减小减小,U,U增大增大D.I1D.I1减小减小,I2,I2不不变,U,U减小减小解析解析 滑滑动触点由触点由a a向向b b移移动时,R2,R2阻阻值减小减小,所以所以总电阻减小阻减小,电路中路中总电流增大流增大,则内内电压增大增大,路端路端电压减小减小,

29、故故U U减小减小;总电流增大流增大,R3,R3两端两端电压也增大也增大,所以并所以并联电压减小减小,故故I1I1减小减小,I2,I2增大增大.答案答案 B B2021/8/11 星期三332.2.如如图9 9所示所示,电阻阻R1=20,R1=20,电动机机绕线电阻阻R2=10,R2=10,当当电键S S断开断开时,电流表的流表的 示数是示数是I1=0.5 A,I1=0.5 A,当当电键合合 上后上后,电动机机转动起来起来,电 路两端的路两端的电压不不变,电流表的示数流表的示数I I和和电路消耗的路消耗的 电功率功率P P应是是 ()()A.I=1.5 A A.I=1.5 A B.I B.I

30、1.5 A1.5 A C.P=15 W C.P=15 W D.P D.P15 W15 W图9 92021/8/11 星期三34解析解析 当电键当电键S S断开时断开时,电动机没有通电电动机没有通电,欧姆定律欧姆定律成立成立,所以电路两端的电压所以电路两端的电压U=I1R1=10 V;U=I1R1=10 V;当电键合当电键合上后上后,电动机转动起来电动机转动起来,电路两端的电压电路两端的电压U=10 V,U=10 V,通通过电动机的电流应满足过电动机的电流应满足UI2I22R2,UI2I22R2,所以所以I21 A.I21 A.所以所以电流表的示数电流表的示数I1.5 A,I1.5 A,电路消耗

31、的电功率电路消耗的电功率P=UIP=UI15 W,15 W,即即B B、D D正确正确.答案答案 BDBD2021/8/11 星期三353.3.如如图1010所示的所示的电路中路中,闭合开关合开关 S,S,灯灯L1L1、L2L2正常正常发光光.由于由于电路路 出出现故障故障,突然突然发现灯灯L1L1变亮亮,灯灯L2L2变暗暗,电流表的示数流表的示数变小小,根据分析根据分析,发生的故障可能是生的故障可能是 ()()A.R1 A.R1断路断路 B.R2B.R2断路断路 C.R3C.R3短路短路 D.R4D.R4短路短路图10102021/8/11 星期三36解析解析 画出原电路的等效电路图如下图所

32、示画出原电路的等效电路图如下图所示.若若R1R1断路断路,则则R R总增大总增大,根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律 得得I I总减小总减小,又由又由U=E-IrU=E-Ir可知可知,路端电压路端电压增大增大,而而abab之间的电阻不变之间的电阻不变,I,I总减小总减小,所以所以UabUab减小减小.由由Uab+UL1=UUab+UL1=U可知可知UL1UL1增大增大,则则L1L1变亮变亮;由于由于UabUab减小减小,2021/8/11 星期三37据据I2=I2=可知可知I2I2减小减小,灯灯L2L2变暗变暗;同理可知电流表同理可知电流表的示数减小的示数减小,故故A A正确正确.若若R

33、2R2断路断路,总外电阻变大总外电阻变大,总电流减小总电流减小,ac,ac部分电路部分电路结构没变结构没变,电流仍按原比例分配电流仍按原比例分配,R1,R1、L1L1中电流都减中电流都减小小,与题意相矛盾与题意相矛盾,故故B B选项错选项错.若若R3R3短路或短路或R4R4短路短路,总外电阻减小总外电阻减小,总电流增大总电流增大,电流表示数变大电流表示数变大,与题与题意相矛盾意相矛盾,故故C C、D D选项错选项错.答案答案 A A2021/8/11 星期三384.4.如如图1111所示所示,已知已知R1=30,R1=30,R2=15,R3=20,A R2=15,R3=20,A、B B 间电压

34、U=6 V,AU=6 V,A端端为正正,C=,C=2 F,2 F,为使使电容器容器带电量量 达到达到Q=210-6 C,Q=210-6 C,应将将R4R4的的 阻阻值调节到多大到多大?图11112021/8/11 星期三39 解析解析 由于由于R1R1和和R2R2串联分压串联分压,可知可知R1R1两端电压一两端电压一 定为定为4 V,4 V,由电容器的电容知由电容器的电容知:为使为使C C的带电量为的带电量为 210-6 C,210-6 C,其两端电压必须为其两端电压必须为1 V,1 V,所以所以R3R3的电压的电压 可以为可以为3 V3 V或或5 V.5 V.因此因此R4R4应调节到应调节到

35、20 20 或或4.4.两次电容器上极板分别带负电和正电两次电容器上极板分别带负电和正电.还可以得还可以得 出出:当当R4R4由由20 20 逐渐减小到逐渐减小到4 4 的全过程中的全过程中,通通 过图中过图中P P点的电荷量应该是点的电荷量应该是410-6 C,410-6 C,电流方向电流方向 为向下为向下.答案答案 20 20 或或4 4 2021/8/11 星期三40阅卷现场阅卷现场阅卷手记阅卷手记 本章知识考点主要包括电流、产生持续本章知识考点主要包括电流、产生持续电流的条件、电流的条件、电阻、电压、电动势、内电阻、路端电压、电阻、电压、电动势、内电阻、路端电压、电功、电功电功、电功率

36、等基本概念率等基本概念,以及电阻串并联的特点、欧姆以及电阻串并联的特点、欧姆定律、电阻定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律、串定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律、串联电路的分联电路的分压作用、并联电路的分流作用等规律压作用、并联电路的分流作用等规律.主要的主要的基本方法有基本方法有运用电路分析法画出等效电路图运用电路分析法画出等效电路图,掌握电路在掌握电路在不同连接方不同连接方式下的结构特点式下的结构特点,进而分析能量分配关系是最进而分析能量分配关系是最重要的方重要的方法；理想化模型与非理想化模型的区别与联法；理想化模型与非理想化模型的区别与联系；运用逻系；运用逻辑推理方法辑推理方法,

37、分析局部电路与整体电路的关系分析局部电路与整体电路的关系等等.能力考能力考查主要是分析推理能力和实验能力查主要是分析推理能力和实验能力.2021/8/11 星期三41 本章中的主要错误有：电路分析错误本章中的主要错误有：电路分析错误,找不清各部找不清各部分之间的关系；对电路动态变化及故障分析不熟练；运分之间的关系；对电路动态变化及故障分析不熟练；运算能力差算能力差,逻辑性不强造成错误；实验能力差逻辑性不强造成错误；实验能力差,不能正确不能正确理解原理及合理设计实验方案等理解原理及合理设计实验方案等.2021/8/11 星期三42易易错点点实例分析例分析23.23.认为伏安曲伏安曲线中斜率的倒数

38、一定等于中斜率的倒数一定等于电阻造成的阻造成的错误【试题回放回放】小灯泡通小灯泡通电后其后其电流流I I随所加随所加电压U U变化的化的图线如如图1 1所所 示示,P,P为图线上一点上一点,PN,PN为图线在在P P点的切点的切线,PQ,PQ为U U轴的的 垂垂线,PM,PM为I I轴的垂的垂线,则下列下列说法中正确的是法中正确的是 ()图1 12021/8/11 星期三43A.A.随着所加随着所加电压的增大的增大,小灯泡的小灯泡的电阻增大阻增大B.B.对应P P点点,小灯泡的小灯泡的电阻阻为R=R=C.C.对应P P点点,小灯泡的小灯泡的电阻阻为R=R=D.D.对应P P点点,小灯泡的功率小

39、灯泡的功率为图中矩形中矩形PQOMPQOM所所围面面积学生作答学生作答【错解分析解分析】错选C.C.出出错原因是不理解教材中关于原因是不理解教材中关于R=R=是有条件的是有条件的,那就是伏安曲那就是伏安曲线是直是直线时才有才有这一关系一关系,当是曲当是曲线时,虽然斜率然斜率k k减小减小,表示表示R R增大增大这一一规律仍成立律仍成立,但但图象上某点象上某点对应的斜率的倒数已的斜率的倒数已经不等于不等于R R了了.C2021/8/11 星期三44【正确答案正确答案】由欧姆定律可知由欧姆定律可知,B,B正确正确;结合合图象可以看出象可以看出,随着随着电压变大大,U,U与与I I的比的比值在增大在

40、增大,故故电阻在增大阻在增大,A,A正确正确;对应P P点点,电压为U1,U1,电流流为I2,I2,故故电功率功率为P=U1I2,P=U1I2,即即PQOMPQOM所所围面面积,D D正确正确.要准确理解概念要准确理解概念,对于于电阻的定阻的定义式式R=,R=,当当电阻阻R R不不变时,也有也有R=,R=,即即R R等于伏安曲等于伏安曲线斜率的倒数斜率的倒数,但当但当电阻阻发生生变化化时,则必必须依据依据电阻定阻定义式求式求电阻阻,即即对应图象上某象上某一点的一点的电阻等于那一点的阻等于那一点的电压U U与与电流流I I的比的比值.2021/8/11 星期三4524.24.电路分析与路分析与计

41、算中的算中的错误【试题回放回放】如如图2 2所示所示电路路,已知已知电源源电动势 =6.3 V,=6.3 V,内内电阻阻r=0.5,r=0.5,固定固定电 阻阻R1=2,R2=3,R3R1=2,R2=3,R3是阻是阻值为 5 5 的滑的滑动变阻器阻器.按下按下电键K,K,调节滑滑动变阻器的触点阻器的触点,求通求通过 电源的源的电流范流范围.图2 22021/8/11 星期三46【错解分析解分析】将滑将滑动触触头滑至左端滑至左端,R3,R3与与R1R1串串联再与再与R2R2并并联,外外电阻阻再将滑再将滑动触触头滑至右端滑至右端R3R3与与R2R2串串联再与再与R1R1并并联,外外电阻阻2021/

42、8/11 星期三47由于平时实验由于平时实验,常常用滑动变阻器作限流用常常用滑动变阻器作限流用(滑动变阻滑动变阻器与用电器串联器与用电器串联),),当滑动头移到两头时当滑动头移到两头时,通过用电器通过用电器的电流将最大或最小的电流将最大或最小.以至于给人一种思维定势：不以至于给人一种思维定势：不分具体电路分具体电路,只要电路中有滑动变阻器只要电路中有滑动变阻器,滑动头在它的滑动头在它的两头两头,通过的电流是最大或最小通过的电流是最大或最小.2021/8/11 星期三48【正确答案正确答案】将将图化化简成如成如图所示所示.外外电路的路的结构是构是RR与与R2R2串串联、(R3-R)(R3-R)与

43、与R1R1串串联,然后然后这两串两串电阻并阻并联.要使要使通通过电路中的路中的电流最大流最大,外外电阻阻应当最小当最小,要使通要使通过电源的源的电流流最小最小,外外电阻阻应当最大当最大.设R3R3中与中与R2R2串串联的那部分的那部分电阻阻为R,R,外外电阻阻R R为2021/8/11 星期三49因因为两数和两数和为定定值,两数相等两数相等时其其积最大最大,两数差两数差值越大越大其其积越小越小.当当R2+R=R1+R3-RR2+R=R1+R3-R时,R,R最大最大,解得解得R=2,R=2,因因为R1=2 R2=3,R1=2 R2=3,所以当所以当变阻器滑阻器滑动到靠近到靠近R1R1端点端点时两

44、部分两部分电阻差阻差值最大最大.此刻外此刻外电阻阻R R最小最小.2021/8/11 星期三50由由闭合合电路欧姆定律有：路欧姆定律有：通通过电源的源的电流范流范围是是2.1 A2.1 A到到3 A.3 A.【举一反三一反三】不同的不同的电路路结构构对应着不同的能量分配状着不同的能量分配状态.电路分路分析的重要性有如力学中的受力分析析的重要性有如力学中的受力分析.画出不同状画出不同状态下的下的电路路图,运用运用电阻串并阻串并联的的规律求出律求出总电阻的阻阻的阻值或阻或阻值变化表达式是解化表达式是解电路的首要工作路的首要工作.2021/8/11 星期三5125.25.电路路实物物连图中常中常见错

45、误分析分析 【试题回放回放】如如图3 3所示所示,为用伏安法用伏安法测量一个定量一个定值电阻阻阻阻值的的实验所所 需要的器材需要的器材实物物图,器材器材规格如下：格如下：图3 32021/8/11 星期三52(1)(1)待待测电阻阻Rx(Rx(约100)100)(2)(2)直流毫安表直流毫安表(量程量程0 010 mA,10 mA,内阻内阻50)50)(3)(3)直流直流电压表表(量程量程0 03 V,3 V,内阻内阻5 k)5 k)(4)(4)直流直流电源源(输出出电压4 V,4 V,允允许最大最大电流流1 A)1 A)(5)(5)滑滑动变阻器阻器(阻阻值范范围0 015,15,允允许最大最

46、大电流流1 A)1 A)(6)(6)电键一个一个,导线若干条若干条.根据器材的根据器材的规格和格和实验要求要求,在在本本题的的实物物图上上连线.2021/8/11 星期三53【错解分析解分析】为了便于了便于讨论,下面把学生下面把学生实物物连图中常犯的中常犯的错误用用电路路图表示出来表示出来,进行分析行分析.错解一：如解一：如图所示所示,此种此种连法法错在在变阻器的右下接阻器的右下接线柱柱和和电源的源的负极之极之间少少连了一条了一条线,即使即使变阻器取最大阻器取最大值,通通过电路的路的电流也超流也超过了了10 mA,10 mA,大于毫安表的量程大于毫安表的量程.2021/8/11 星期三54错解

47、二：如图所示有两处不妥：错解二：如图所示有两处不妥：电压调节范围小；电压调节范围小；电流过大电流过大.这种连法实际上与上图的错误是一样的这种连法实际上与上图的错误是一样的.错解三：如图所示错解三：如图所示,此种连法是用伏安法测量此种连法是用伏安法测量,电路与变电路与变阻器由滑动触头并联阻器由滑动触头并联,无论变阻器的阻值怎样变化无论变阻器的阻值怎样变化,流过流过毫安表的电流毫安表的电流2021/8/11 星期三55始始终超超过毫安表的量程毫安表的量程,而且当滑而且当滑动触触头滑到最左端滑到最左端时,电源源还有被短路的可能有被短路的可能,故故连接接错误.错解四：如解四：如图所示所示,显然可然可见

48、,当当电键闭合合时电源被短路源被短路,这是不允是不允许的的,连接接错误.2021/8/11 星期三56错解五：如图所示错解五：如图所示,滑动触头若在左端滑动触头若在左端,电键闭合后电源电键闭合后电源被短路被短路,滑到最右端时滑到最右端时,电流超过毫安表的最大量程电流超过毫安表的最大量程,故连故连接错误接错误.错解六：如图错解六：如图,无论电键是否闭合无论电键是否闭合,电源、变阻器电源、变阻器回路始终是接通的回路始终是接通的,电键的位置连接错了电键的位置连接错了.2021/8/11 星期三57【正确答案正确答案】用伏安法用伏安法测电阻阻,首先要判明首先要判明电流表流表应该内接内接还是外接是外接,

49、由由题目所目所给器材器材规格来看格来看,显然不然不满足足RARA Rx Rx条件条件,而是而是满足足RV RxRV Rx条件条件,所以所以应采用外接法采用外接法.如下如下图电路路,当滑当滑动触触头P P处于最左端于最左端,滑滑动变阻器阻器为最大最大值时.由由题设条件流条件流过电流表的流表的电流流2021/8/11 星期三58超超过安培表的量程安培表的量程.因此因此变阻器既阻器既应分分压又又应分流分流.正确的正确的连接接图如下如下图所示所示.画画图的关的关键是：毫安表需外接是：毫安表需外接,变阻器接成分阻器接成分压电路路.实验开始前将滑开始前将滑动变阻器的滑阻器的滑动触触头滑至分滑至分压为零的位置零的位置.2021/8/11 星期三59【举一反三一反三】在在设计实验过程程时,要根据具体要根据具体实验条件条件,灵活灵活应用用实验原理原理,改改变实验方法方法.善于从善于从习题中或所学的物理定律的中或所学的物理定律的推推论中得出中得出实验原理和方法原理和方法.基本原基本原则是不能使是不能使电表超表超过量程量程,测量量误差尽可能小；不能使用差尽可能小；不能使用电器超器超过其其额定定功率功率,结构上不能出构上不能出现短路、断路短路、断路现象象.2021/8/11 星期三602021/8/11 星期三61