高考物理总复习 第8章 第2课时 串并联电路 焦耳定律课件.ppt

第2课时串并联电路焦耳定律 导学目标 1 能认清电路结构 会进行电流 电压 电功 电功率在串 并联电路中的分配计算 2 能计算非纯电阻电路中的电功 电功率 3 会进行电表改装的分析与计算 一 串 并联电路的特点 基础导引 图1中的总电阻分别为多大 如果两图中任一个电阻的阻值变大 那么各自的总电阻如何变化 图1 i1 i2 inu1 u2 unr1 r2 rn i1 i2 in u1 u2 un 3 几个常用的推论 1 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻 2 并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻 且小于其中最小的电阻 3 无论电阻怎样连接 每一段电路的总耗电功率p总是等于各个电阻耗电功率之和 即p p1 p2 pn 4 无论电路是串联还是并联 电路中任意一个电阻变大时 电路的总电阻变大 二 电功 电热 电功率 基础导引 如图2所示 在电动机电路中 电流的总功率为多少 热功率为多少 电动机的输出功率p出等于多少 答案 uii2rui i2r 图2 电场力 iut 电能 快慢 iu i2r 热量 答案 当电动机不转动时 视为纯电阻电路 在非纯电阻电路中 欧姆定律是不成立的 三 电表的改装 基础导引 能不能将一个小量程的电流表 表头 改装成大量程的电压表 电流表呢 改装前后表头的ug ig rg是否发生改变 答案 能不会发生改变 知识梳理 1 表头 小量程的电流表 符号为g 2 表头的三个参数 满偏电流ig 满偏电压ug 内阻rg 根据欧姆定律 三个参数之间的关系是 3 改装 1 测量较大的电压时 将表头上 一个大电阻 就改装成了大量程的电压表 2 测量较大的电流时 将表头上 一个小电阻 就改装成了 的电流表 ug igrg 串联 并联 大量程 答案 测电压时 电压表由于并联在电路中 使整个电路的电阻减小 电压表量程越大 内阻越大 测量时对电路的影响越小 测电流时 电流表由于串联在电路中 使整个电路的电阻增大 电流表量程越大 内阻越小 测量时对电路的影响越小 考点解读 1 电路的串并联知识是电学高考试题的载体 2 解题时要首先分析电路结构 搞清楚各电器元件的串并联关系 再利用串并联特点进行分析与计算 3 分压原理 串联电阻两端的电压与电阻成正比 分流原理 通过各并联电阻的电流与电阻成反比 考点一电路的串并联 典例剖析 例1一个用半导体材料制成的电阻器d 其电流i随它两端的电压u的关系图象如图3甲所示 将它与两个标准电阻r1 r2并联后接在电压恒为u的电源上 如图3乙所示 三个用电器消耗的电功率均为p 现将它们连接成如图3丙所示的电路 仍然接在该电源的两端 设电阻器d和电阻r1 r2消耗的电功率分别为pd p1 p2 它们之间的大小关系为 a p1 4p2b pdp2 答案bc 特别提醒电路问题常见的错误1 不清楚电路各元件的连接情况 画不好等效电路图 2 不清楚串联电路具有分压作用 并联电路具有分流作用 3 找不准串 并联电路中的功率分配关系 跟踪训练1如图4所示 ab两端接直流稳压电源 uab 100v r0 40 滑动变阻器总电阻r 20 当滑动片处于滑动变阻器中点时 cd两端电压ucd为 v 通过电阻r0的电流为 a 答案 802 图4 考点二对电路中电功 电热 电功率的考查 2 非纯电阻电路 如含有电动机 电解槽等的电路 电流做功除将电能转化为内能外 还转化为机械能 化学能等 此时有w q 电功只能用公式w uit来计算 焦耳热只能用公式q i2rt来进行计算 对于非纯电阻电路 欧姆定律不再适用 解析电炉是纯电阻 电动机是非纯电阻 由于电炉和电动机构成串联电路 二者的电流相等 则电炉两端电压小于电动机两端电压 又q i2rt 故a b正确 c d错误 答案ab 跟踪训练2 2015 北京海淀期末 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220v的交流电源上 其内电阻可忽略不计 均正常工作 用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5 0a 通过洗衣机电动机的电流是0 50a 则下列说法中正确的是 a 电饭煲的电阻为44 洗衣机电动机线圈的电阻为440 b 电饭煲消耗的电功率为1555w 洗衣机电动机消耗的电功率为155 5w c 1min内电饭煲消耗的电能为6 6 104j 洗衣机电动机消耗的电能为6 6 103jd 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 答案 c 解析 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220v的电源上 电饭煲可视为纯电阻 电饭煲的电阻为r u i 44 洗衣机主要元件是电动机 不能利用欧姆定律计算线圈的电阻 选项a错误 电饭煲消耗的电功率为p ui 220 5w 1100w 洗衣机电动机消耗的电功率为p ui 110w 选项b错误 1min内电饭煲消耗的电能为pt 1100w 60s 6 6 104j 洗衣机电动机消耗的电能为pt 110w 60s 6 6 103j 选项c正确 电饭煲发热功率是i2r 52 44w 1100w 根据题述不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功率 选项d错误 考点解读 1 电表的改装常以实验题的形式出现 利用的规律是串 并联知识 考点三电表的改装 2 电压表 电流表改装对比 特别提醒把电流表或电压表接入电路时 对原电路会产生影响 如果这种影响很小 可以忽略时 电流表或电压表就可以看成理想电表 即认为电流表内阻为零 电压表内阻无穷大 典例剖析 例3如图6所示为实验室常用的两个量程的电压表原理图 当使用o a两接线柱时 量程为3v 当使用o b两接线柱时 量程为15v 已知电流计的内电阻rg 500 满偏电流ig 100 a 求分压电阻r1和r2的阻值 图6 答案2 95 104 1 2 105 方法提炼1 无论表头g改装成电压表还是电流表 它的三个特征量ug ig rg是不变的 即通过表头的满偏电流ig并不改变 2 电表改装的问题实际上是串 并联电路中电流 电压的计算问题 只要把表头g看成一个电阻rg即可 切记通过表头的满偏电流ig是不变的 3 电压表的测量值是表头g的内阻rg与串联电阻r串两端的电压之和 电流表的测量值是通过表头g的满偏电流ig与通过并联电阻r并的电流之和 跟踪训练3磁电式电流表 表头 最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈 由于线圈的导线很细 允许通过的电流很弱 所以在使用时还要扩大量程 已知某一表头g 内阻rg 30 满偏电流ig 5ma 要将它改装成量程为0 3a的电流表 所做的操作是 a 串联一个570 的电阻b 并联一个570 的电阻c 串联一个0 05 的电阻d 并联一个0 05 的电阻 答案 d 例4电阻r和电动机m串联接到电路中 如图7所示 已知电阻r跟电动机线圈的电阻值相等 电键接通后 电动机正常工作 设电阻r和电动机m两端的电压分别为u1和u2 经过时间t 电流通过电阻r做功为w1 产生热量为q1 电流通过电动机做功为w2 产生热量为q2 则有 a u1q2d w1 w2 q1 q2 12 将非纯电阻电路与纯电阻电路的计算相混淆 图7 误区警示错解1 不清楚在非纯电阻电路中公式u ir不再成立 错选b项 错解2 由w iut判断出w1 w2 考虑到电动机有机械能输出 由能量守恒判断得q1 q2 误认为c正确 错解3 正确判断出u1ir u1 b错 电流做的功w1 iu1t w2 iu2t 因此w1 w2 c错 产生的热量由q i2rt可判断q1 q2 a对 d错 答案a 方法提炼w iut q i2rt在任何电路中都成立 因此计算时一定要先判断电路性质 看是否为纯电阻电路 然后选用合适的规律进行判断或计算 能量转化与守恒定律是自然界中普遍适用的规律 我们在分析非纯电阻电路时还要注意从能量转化与能