鲁科版选修31 第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 章末复习课 学案.doc

巩固层知识整合(教师用书独具)体系构建核心速填1闭合电路中的基本概念(1)电动势大小：电源的电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压电源电动势用符号e表示，单位与电压相同，为伏特，符号为v.意义：电源电动势是描述电源将其它形式的能转换为电能本领大小的物理量它是电源的特征量，只与电源本身的因素有关(2)电源的有关功率和电源的效率电源的总功率：p总iei(u内u外)电源的输出功率：p出iu外电源内部的发热功率：pi2r.电源的效率：，对于纯电阻电路.2闭合电路欧姆定律(1)闭合电路组成外电路：电源外部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势降低内电路：电源内部的电路，在内电路中，沿电流方向电势升高(2)闭合电路欧姆定律内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比公式：i.(适用于纯电阻电路)常用的变形公式公式：eu外u内或ueir.(适用于任何电路)3路端电压与外电阻的关系(1)路端电压与电流的关系公式：ueir.(2)路端电压与外电阻的关系：根据uirr可知，当r增大时，路端电压u增大，当r减小时，路端电压u减小4输出功率和外电阻的关系在纯电阻电路中，电源的输出功率为pi2rrr.当rr时，电源的输出功率最大，pm.当rr时，随着r增大，p减小当rr时，随着r增大，p增大提升层能力强化闭合电路的动态分析问题1.引起电路特性发生变化的三种情况(1)滑动变阻器滑片位置的改变，使电路的电阻发生变化(2)开关的闭合、断开或换向(双掷开关)使电路结构发生变化(3)非理想电表的接入使电路的结构发生变化2动态分析的常见思路由部分电路电阻变化推断外电路总电阻r外的变化，再由闭合电路的欧姆定律i总讨论干路电流i总的变化，最后再根据具体情况分别确定各元件上其他量的变化情况3分析方法(1)程序法：“部分整体部分”由局部电阻变化判断总电阻的变化由i判断总电流的变化根据ueir，判断路端电压的变化由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化以上分析可形象表示为r局r总i总u外(2)结论法“并同串反”“并同”是指：某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小“串反”是指：某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(3)极值法对含有可变电阻的电路，当可变电阻的阻值变化而导致电路出现动态变化时，可将可变电阻的阻值推到极端(0或最大)，然后对电路加以分析从而得出正确结论(4)等效电源法所谓等效电源，就是把电路中包含电源的那部分电路视为“电源”，比较常用的是将某些定值电阻等效为电源内阻在如图41所示的电路中，当变阻器r3的滑片p向b端移动时()图41a电压表示数变大，电流表示数变小b电压表示数变小，电流表示数变大c电压表示数变大，电流表示数变大d电压表示数变小，电流表示数变小b方法一：程序法基本思路：局部整体局部，即从阻值变化的电路入手，由串、并联规律判知r总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判知i总和u外的变化情况，最后再由部分电路欧姆定律确定电路各部分电压和电流的变化情况当r3的滑片p向b端移动时，有r3r外r总i总u内i总ru外(eu内)，即电压表示数减小；i总ur1i总r1ur2(u外ur1)ir2ir3(i总ir2)，即电流表示数变大，故选项b正确方法二：“并同串反”法当变阻器r3的滑片p向b端滑动时，r3的有效电阻减小，因电流表与r3串联，电压表与r3“间接并联”，故由“并同串反”法知电流表的示数增大，电压表的示数减小，故选项b正确在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)，通过该电阻的电流一定会减小(或增大针对训练1如图42所示的电路中，闭合开关s，当滑动变阻器的滑动触头p从最高端向下滑动时，则() 【导学号：46242175】图42a电压表v读数先变大后变小，电流表a读数变大b电压表v读数先变小后变大，电流表a读数变小c电压表v读数先变大后变小，电流表a读数先变小后变大d电压表v读数先变小后变大，电流表a读数先变大后变小a设滑动变阻器滑动触点以上的电阻为r上，触点以下的电阻为r下，因为滑动变阻器的有效电阻r并除最初和最终为零外，是r上和r下并联的结果，r并，r上、r下之和一定，r上、r下相等时两者乘积最大，所以当触点在中间时电阻最大，根据闭合电路欧姆定律得，i总，所以当触点在中间时电流最小，电压表v读数为电源的路端电压，ueir，当触点在中间时路端电压最大，电压表v读数先变大后变小，所以b、d错误；电流表a读数即r下的电流i，根据电阻并联分流公式得，ii总，解得i，当滑动变阻器的滑动触头p从最高端向下滑动时，r上一直变大而r下一直变小，从上式可以看出，电流表a读数i一直变大，a正确，c错误闭合电路中图象的分析与应用图象既是描述物理量之间关系的一种方法，又是分析和求解物理问题的一种工具，把物理量间的关系或物理过程绘制成图象，既可以帮助分析推理，也可根据图象直接求解恒定电流中，各物理量之间的关系大都可用有关图象表示，搞清各种图象，并利用其求解问题会十分方便1ui图象：关系式ueir，纵轴截距为e，横轴截距为i短，斜率的绝对值等于r.2p出r图象：当rr时，电源的输出功率最大，pmax；当rr时，电源的输出功率随r的增大而减小；当rr时，电源的输出功率随r的增大而增大3ur图象：u，u随r的增大而增大，但非线性关系4r图象：，反映出电源的效率随外电路电阻的增大而增大而电源的输出功率不一定随外电路电阻的增大而增大即电源效率大但输出功率不一定大，输出功率大但效率不一定高5.r图象：，图线的斜率表示电源电动势的倒数图43甲为一个灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，可见二者不成线性关系，这是灯丝的温度发生了变化，导致电阻也发生了变化的缘故参考这条曲线，回答下列问题(不计电流表和电池的内阻)图43(1)若把三个这样的灯泡串联后，接到电动势为12 v的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；(2)如图43乙所示，将两个这样的灯泡并联后再与10 的定值电阻r0串联，接在电动势为8 v的电源上，求通过电流表的电流值及各灯泡的电阻值解析(1)由于三个灯泡完全相同，所以每个灯泡两端的电压ul v4 v在图甲中画出u4 v的直线，得到其与曲线的交点坐标为(4 v,0.4 a)，所以流过灯泡的电流为0.4 a，此时每个灯泡的电阻值为r10 .(2)设此时灯泡两端的电压为u，流过每个灯泡的电流为i，根据闭合电路的欧姆定律得e2ir0u，代入数据得u820i.在图甲上画出此直线，如图所示，可得到直线与曲线的交点坐标为(2 v,0.3 a)，即流过灯泡的电流为0.3 a，流过电流表的电流为0.6 a，此时灯泡的电阻为r6.7 .答案(1)0.4 a10 (2)0.6 a6.7 图象问题的一般分析步骤(1)分析图象的横、纵坐标，明确函数变化关系(2)明确图象斜率的物理意义(3)明确图线的截距、交点、拐点等所代表的物理意义针对训练2如图44甲所示，r为电阻箱(099.9 )，置于阻值最大位置，rx为未知电阻，闭合s，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组r、i值，并依据r、i值作出了如图44乙所示的r图线，则下列说法正确的是() 【导学号：46242176】甲乙图44a电源的电动势为5.0 vb电源的内电阻为1.0 crx的阻值为1.0 d随着r的增大，电源的输出功率增大a由i得rrxr，则r图象的斜率ke，e5.0 v，a选项正确；r轴截距的绝对值等于rxr，即rxr1.0 ，b、c选项错误；因不知rx与电源的内电阻r的大小关系，而电源输出功率最大时，应该是内电阻等于外阻的时候，所以d选项错误测定电源电动势和内电阻的方法测电源电动势和内电阻的方法有多种，常见方法汇总如下表所示，这些方法所依据的原理均为闭合电路欧姆定律主要仪器原理电路图误差来源测量结果电流表、电阻箱电流表分压电动势无偏差，内电阻偏大一只电压表(粗测)u(rvr，ue)电压表内电阻并非无穷大或电池有内电阻电动势偏小，不能测内电阻两只电压表无电动势无偏差，不能测内电阻电压表、电流表、滑动变阻器电压表分流电动势和内电阻均偏小电流表分压电动势无偏差，内电阻偏大电压表、电阻箱电压表分流电动势和内电阻均偏小某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(r05 )一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图45(a)所示图45(1)在图45(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接(2)请完成下列主要实验步骤：a检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图45(c)所示，读得电阻值是_；b将开关s1闭合，开关s2断开，电压表的示数是1.49 v；c将开关s2_，电压表的示数是1.16 v；断开开关s1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_(计算结果保留两位有效数字)(4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏_(填“大”或“小”)解析(1)如图所示(2)由题图(c)读得电阻箱阻值为r20 ；将s1闭合s2断开，电压表示数为电源电动势e1.49 v；将s2再闭合，电压表示数为r两端电压将电压表视为理想电表，则干路电流i a0.058 a.(3)因为i，所以rr0r 0.69 .(4)若考虑电压表的内阻，则s1闭合s2断开时，电压表示数为该表两端电压，小于电源电动势，因而测得的电动势比实际值小答案(1)如解析图所示(2)a.20 c闭合(3)0.69 (4)小针对训练3为了测量两节串联干电池的电动势，某同学设计了如图46甲所示的实验电路，其中e是待测电池组，内阻不能忽略；v1、v2是两个量程合适的相同的电压表，内阻不是很大，且未知；