高中物理 第二章 恒定电流章末复习学案 新人教版选修3-1.doc

第二章 恒定电流【学习目标】1. 通过复习整理电流，电源，电动势，闭合电路欧姆定律的规律、概念，建立电路的知识结构。2. 利用电路的基本规律处理生活和习题中遇到的问题知识点一 串并联电路的认识了解串并联电路的几个常用推论(1) 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻。(2) 并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻，且小于其中最小的电阻。(3) 几个相同的电阻r并联，其总电阻为r总.(4) 多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小，以两电阻r1、r2为例加以说明。串联时rr1r2，并联时r.可见，当r1或r2增大或减小时，r都随之增大或减小。(5) 当一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。知识点一 串并联电路的认识【典例探究】【典例1】如图所示的电路中，电阻r1、r2、r3的阻值均为2 ，电流表内阻不计，在b、c两点间加上6 v的电压时，电流表的读数为()a.0b.1 ac.1.5 a d.2 a知识点二 闭合电路的动态分析闭合电路的动态分析的一般方法1. 程序法其基本思路是“部分整体部分”，即从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判知r总的变化情况，再由欧姆定律判知i总和u端的变化情况，其一般步骤为：(1) 确定电路的外电阻r外总如何变化。(2) 根据闭合电路欧姆定律i总，确定电路的总电流如何变化(利用电动势不变)。(3) 由u内i总r，确定电源内电压如何变化(利用r不变)。(4) 由u外eu内，确定电源的外电压(路端电压)如何变化。(5) 由部分电路欧姆定律，确定干路上某定值电阻两端电压如何变化。(6) 由部分电路和整体的串、并联规律，确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。2. 串反并同法“串反并同”是指在电源内阻不可忽略的条件下，电路中与变化电阻串联(包括间接串联)的用电器，其电流、电压、功率(或电压表的示数、电流表的示数、灯泡发光的亮度等)的变化均与电阻变化规律相反；而与变化电阻并联(包括间接并联)的用电器，其电流、电压、功率的变化均与电阻变化规律相同。运用此法进行电路动态分析简捷、方便，可起到事半功倍的作用。3. 特殊值法对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论。4. 极端法即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论，此时要注意是否出现极值情况，即变化是否单调变化。知识点二 闭合电路的动态分析【典例探究】【典例2】如图所示，a、b、c三只规格不同的灯泡，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，恰好三个灯泡均能正常发光，当将r的滑片向右移动时，三个灯泡的亮度如何变化()a.灯泡a变暗，灯泡b与灯泡c均变亮b.灯泡a变亮，灯泡b与灯泡c均变暗c.灯泡a与灯泡b均变亮，灯泡c变暗d.灯泡a与灯泡b均变暗，灯泡c变亮【典例3】 如图所示，电源电动势为e，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关s是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，g为灵敏电流计。则以下说法正确的是() a.在将滑动变阻器滑片p向上移动的过程中，油滴向上加速运动，g中有从b到a的电流 b.在将滑动变阻器滑片p向下移动的过程中，油滴向下加速运动，g中有从b到a的电流 c.在将滑动变阻器滑片p向上移动的过程中，油滴仍然静止，g中有从a到b的电流 d.在将s断开后，油滴仍保持静止状态，g中无电流通过 知识点三 直流电路中含有电容器电路的分析与计算方法1. 电容器在直流电路中的特点在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流，一旦电路达到稳定状态，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的、不漏电的情况)的元件，有电容器的电路可看做是断路，简化电路时可去掉它。简化后若要求电容器所带的电荷量时，可在相应的位置补上。2. 静态分析与动态分析(1) 静态分析：稳定状态下，电容器在直流电路中起阻断电流的作用，电容器两极间存在电势差，电容器容纳一定的电量，并满足qcu.(2) 动态分析：当直流电路中的电流和电势分布发生变化影响到电容器支路两端时，电容器的带电量将随之改变(在耐压范围内)，即电容器发生充、放电现象，并满足qcu.3. 含有电容器电路的解题步骤在直流电路中，电容器相当于电阻为无穷大的电路元件，此电路是断路。解题步骤如下：(1) 先将含电容器的支路去掉(包括与它串在同一支路上的电阻)，计算各部分的电流、电压值。(2) 电容器两极板的电压，等于它所在支路两端点间的电压。(3) 利用qcu、qcu可以求出电容器的带电量或带电量的变化量。(4) 通过电容器的电压和平行板间距离可求出两板间电场强度，再分析电场中带电粒子的运动。知识点三 直流电路中含有电容器电路的分析与计算方法【典例探究】【典例4】如图所示的电路中各元件电阻值分别为：r1r210 ， r3r420 ，电容器电容c300 f，电源电压u6 v，内阻不计，原先双掷开关s与触点2接触，则当开关s从与触点2接触改为与触点1接触，待电路稳定后，试求：(1)电容器c所带电荷量；(2)若开关从与触点1接触改为与触点2接触，直到电流变为0时为止，求通过电阻r1的电荷量。【典例5】如图所示，电路中两个电池电动势均为e，内阻均为r，平行板电容器电容为c，两板水平放置，电阻r1r，r22r.电容器两极板之间有一液滴质量为m，电荷量为q，开关s闭合时，液滴恰好处于静止状态，求：(1)开关s闭合时，电容器上极板所带电荷量及电性；(2)开关s断开时，电路达到稳定后，带电液滴的加速度。知识点四 电阻的测量1. 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。2. 替代法将待测电压表或电流表看成是一个电阻，与另一个电流表串联，同时使用一个单刀双掷开关，将开关接到一个电阻箱。使待测电表与电阻箱先后与另一电流表串联。调节电阻箱使两次电流表示数不变，则电阻箱的读数应等于电表的内阻。此法对电流表、电压表均可。电路如图所示。3. 半偏法电路如图所示，测电压表内阻时，用图甲；测电流表内阻用图乙。主要步骤：(以甲图为例)(1) 将电阻箱调零，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的内阻。4. 多用电表法(粗测)选用多用电表的欧姆挡直接测量即可。知识点四 电阻的测量【典例探究】【典例6】为了测量一微安表头a的内阻,某同学设计了如图所示的电路.图中a0是标准电流表,r0和rn分别是滑动变阻器和电阻箱,s和s1分别是单刀双掷开关和单刀开关,e为电源.完成下列实验步骤中的填空:(1) 将s拨向接点1,接通s1,调节,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时的读数i;(2) 然后将s拨向接点2,调节 ,使 ,记下此时rn的读数;(3)多次重复上述过程,计算rn读数的 ,此即为待测微安表头内阻的测量值. 【典例7】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(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(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。 答案与解析1.【答案】b【解析】“电流表内阻不计”因此a、c两点可以合在一起。因此在b、c两点间加上6 v的电压时，r2与r3并联，然后与r1串联，电流表的示数是流过电阻r2的电流大小。等效电路如下图所示，r总r13 ，流过r1的干路电流为i总6 v/3 2 a，各个电阻相等，所以电流表示数为1 a。2.【答案】b【解析】三个灯泡的亮度变化情况，实际上就是三个灯泡消耗实际功率的变化情况。r的滑片向右移动时，其接入电路中的电阻值增大，而灯泡a与r构成间接的并联关系，灯泡b与r构成直接的串联关系，灯泡c与r构成间接的串联关系，根据电阻变化的“串反并同”关系，灯泡a消耗的功率增大，灯泡a变亮；灯泡b与灯泡c消耗的功率减小，亮度均变暗。3.【答案】a 4.【答案】(1)9104 c(2)4.5104 c【解析】(1)当开关s与1接触时，r1、r2、r3、r4串联，由分压原理得，电容器两端的电压ucu3 v，所带电荷量qccuc9104 c。(2) 当开关s再与2接触时，电容器放电，由分流作用得，通过电阻r1的电荷量qr14.5104 c。5.【答案】(1)负电荷(2)4g方向向下 【解析】(1) 取电池负极为电势零点，r2两端的电压为，c下极板电势为，上极板电势为，c的电压u，上极板带负电荷，c上极板所带电荷量qcu。(2) 开关s闭合时，液滴平衡有mg0，开关s断开后，电容器两端电压为，且上极板带正电荷，q所受电场力向下，有mgma.解得a4g，方向向下。6.【答案】(1)r0标准电流表(或a0) (2) rn标准电流表(或a0)的读数仍为i (3) 平均值【解析】(1)s拨向接点1,接通s1,待测表头和r0,a0及电源组成串联电路,调节r0,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时a0的读数i。(2) s拨向接点2,调节rn,使a0的读数仍为i,则rn接入电路的电阻就等于待测表头的电阻。(3) 多次重复,计算rn的平均值,可减小误差。7.【答案】见解析易错点一 忽略用电器的额定功率【典例1】 在电源电压不变的情况下，为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列措施可行的是 () a剪去一半的电阻丝 b并联一根相同的电阻丝c串联一根相同的电阻丝 d使电热器两端的电压增大一倍【错因分析】 根据qi2rtt可知，q，因为u不变，所以要使电阻减为原来的一半，可行的方法是剪去一半的电阻丝或并联一根相同的电阻丝，故正确答案选ab。【正确解析】 将电阻丝剪去一半后，其额定功率减小一半，虽然这样做在理论上满足使热量增加一倍的要求，但由于此时电阻丝实际功率远远大于额定功率，因此电阻丝将被烧坏，故只能选b。【答案】 b【纠错心得】 上述解答的错误在于忽略了每根电阻丝都有一定的额定功率这一隐含条件，没有认识到用电器电阻的变化会导致额定功率变化的事实易错点二 对伏安特性曲线的意义不明确【典例2】小灯泡通电后其电流i随所加电压u变化的图线如图214所示，p为图线上一点，pn为图线在p点的切线，pq为u轴的垂线，pm为i轴的垂线，则下列说法中正确的是()a随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大b对应p点，小灯泡的电阻为rc对应p点，小灯泡的电阻为rd对应p点，小灯泡的功率为图中矩形pqom所围面积【错因分析】 由r 知，某一点切线的斜率等于该点的电阻值，错选c。【正确解析】 由于灯泡的电阻r，结合图象知，a、b正确，c错误；小灯泡的功率pui，所以d正确。【答案】 abd 【纠错心得】 要准确理解概念，对于电阻的定义式r，当电阻r不变时，也有r，但当电阻发生变化时，则必须依据电阻定义式求电阻，即对应图象上某一点的电阻等于那一点的电压u与电流i的比值。易错点三 将非纯电阻电路与纯电阻电路的计算相混淆【例3】 电阻r和电动机m串联