高中物理 第3章 恒定电流 章末整合课件 鲁科版选修31.ppt

章末整合 网络建构 恒定电流 物理量基本规律 物理量 基本规律 基本仪器 基本规律 专题讲座 关于电功与电热计算的问题 1 根据电流做功与电热的关系可将电路分为纯电阻电路与非纯电阻电路 在纯电阻电路中电流所做的功全部转化为内能 电功等于电热 即w q 在非纯电阻电路中 电流所做的功部分转化为电热 另一部分转化为其他形式的能量 如机械能 化学能等 则w q e其他 2 欧姆定律适用于纯电阻电路 而在非纯电阻电路中u ir 这些在解题时要特别注意 例1 在研究微型电动机的性能时 应用如图3 1所示的实验电路 当调节滑动变阻器r并控制电动机停止转动时 电流表和电压表的示数分别为0 5a和2v 重新调节r并控制电动机恢复正常运转 此时电流表和电压表的示数分别为2a和24v 则这台电动机正常运转时的输出功率为 图3 1 a 32wb 44wc 47wd 48w 答案 a 反思领悟 电动机是非纯电阻用电器 但当电动机不转动时 没有把电能转化为机械能 此时可作为纯电阻处理 关于滑动变阻器计算的问题 滑动变阻器是我们经常会遇到的电器元件 它有限流和分压两种接法 其区别如下表所示 温馨提示 1 由上表可知 限流接法电压调节范围较小 而分压接法电压调节范围较大 2 如图3 2所示 在滑动变阻器接入电路中时 金属杆的两个端点c d不能同时接入电路 否则将会短路 即电流会从金属杆通过 3 在限流电路中 一般a b与c d中各有一个接入电路 即使a b同时接入电路 如表中所示 电阻丝的pb部分中也无电流通过 在分压电路中a b一定同时接入电路 且电阻丝pa与pb分压 都有电流通过 图3 2 例2 用滑动变阻器可以控制电流 如图3 3所示 有一个白炽灯泡的电阻rl 20 把它与一个滑动变阻器相串联接成分压限流电路 a b两端接在电压恒定的电源上 希望通过调整滑动变阻器使白炽灯的发光功率在1 25w至45w之间可调 那么 外加在a b端的电压应为多高 对滑动变阻器的规格有什么要求 图3 3 解析 把滑动变阻器串联接在电路中 当电源一定时 改变电阻就可以改变电流 如题图所示 当变阻器的滑片滑至右端时 电路总电阻最大r总 rl r 电路中的电流最小 灯泡消耗电功率最小 当变阻器的滑片滑至左端时 电路的总电阻最小r总 rl 电流最大 灯泡消耗的电功率也最大 由此分析题解如下 由题意先求出灯泡工作时的最大电流im和最小电流in值 因为p i2 rl 答案 a b两端的电压应是30v 滑动变阻器的规格应选 总电阻为100 额定电流不小于1 5a 关于电流表内 外接法的问题 2 试触法如图3 4所示连接 空出电压表的一个接头s 然后将s分别与a b试触一下 观察电压表和电流表的示数变化情况 若电流 图3 4 表示数有显著变化 说明电压表的分流作用较强 即rx是一个高值电阻 应选用内接法 s应接b测量 若电压表示数有显著变化 说明电流表的分压作用较强 即rx是一个低阻值电阻 应选用外接法 s应接a测量 例3 有一未知电阻rx 为较准确地测出其阻值 先后用图3 5甲 乙两种电路进行测试 利用甲测得数据为 2 7v 5 0ma 利用乙测得数据为 2 8v 4 0ma 那么 该电阻测得值较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是 图3 5 a 5600 偏大b 5600 偏小c 700 偏小d 700 偏大 答案 d易错点 u i的大小变化应相对自身原值 u1 i1 而言 u i之间大小比较没有物理意义 易错分析 将非纯电阻电路与纯电阻电路的计算相混淆 例1 电阻r和电动机m串联接到电路中 如图3 6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 图3 6 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 w1q2 误认为c正确 错因分析三 正确判断出u1 u2后 由w iut得w1 w2 由q iut得q1 q2错 错选d项 解析 电动机是非纯电阻 其两端电压u2 ir 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 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守恒方面看电路各个部分的作用 对伏安特性曲线的意义不明确 例2 小灯泡通电后其电流i随所加电压u变化的图线如图3 7所示 p为图