物理选修3-1第二章电路复习(详细知识点+典型例题)PPT课件

简单的逻辑电路 第二章恒定电流 1 电阻定律 内容 同种材料的导体 其电阻R与它的长度l成正比 与它的横截面积S成反比 表达式 2 电阻率 反映材料导电性能好坏的物理量 单位 欧 米 2 1导体的电阻 电阻率与温度的关系 金属 T 合金 电阻几乎不随温度变化锰铜合金 镍铜合金 标准电阻 电阻温度计 超导体 半导体 T 热敏电阻 考点1 求拉伸之后的电阻值 1 一条粗细均匀的电阻丝 电阻为R 圆形横截面的直径为d 若将它拉制成直径为d 10的均匀细丝 电阻变为 A R 10000B R 100C 10000RD 100R 考点2 实验 求金属丝的电阻率 实验原理 由得 因此 只要测出金属丝的长度L 横截面直径d和金属丝的电阻R 即可求出金属丝的电阻率 实验器材 长度L的测量 米尺或者毫米刻度尺 精确到mm的下一位 横截面直径d的测量 螺旋测微器 精确到0 001mm 电阻R的测量 伏安法测量 需要电压表跟电流表 除此以外还需要两块干电池 导线 开关 实验电路图 图1 注意事项 1 用螺旋测微器测金属丝的直径应在三个不同的位置各测一次 求其平均值 2 用毫米刻度尺测量金属丝接入电路中的有效长度 至少要测量三次 取其平均值 3 被测金属丝电阻较小 要选用电流表外接法 4 伏安法测电阻时 通电金属导体电流不宜过大 通电时间不宜过长 以免金属丝的温度明显升高影响阻值 备注 游标卡尺以及螺旋测微器的使用 测量值 主尺读数 对齐格数 1 分度值 不用估读 测量值 固定尺读数 对齐格数 0 01 估读到0 001mm 备注 伏安法测电阻 1 电流表的内接法和外接法的比较 备注 滑动变阻器接法 限流式和分压式 如图所示 1 负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电阻R 须用分压式接法 2 要求负载上电压或电流变化范围较大 且从零开始连续可调 须用分压式接法 例2 某兴趣小组在做 测定金属丝的电阻率 的实验中 通过粗测电阻丝的电阻约为5 为了使测量结果尽量准确 从实验室找出以下供选择的器材 A 电池组 3V 内阻约1 B 电流表A1 0 3A 内阻0 0125 C 电流表A2 0 0 6A 内阻约0 125 D 电压表V1 0 3V 内阻4k E 电压表V2 0 15V 内阻15k F 滑动变阻器R1 0 20 允许最大电流1A G 滑动变阻器R2 0 2000 允许最大电流0 3A H 开关 导线若干 练习 1 实验时应从上述器材中选用 填写仪器前字母代号 2 测电阻时 电流表 电压表 待测电阻Rx在组成测量电路时 应采用安培表 接法 将设计的电路图画在下面虚线框内 3 若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图所示 则读为 mm 4 若用L表示金属丝的长度 d表示直径 测得电阻为R 请写出计算金属丝电阻率的表达式 3 如图 电路中测量Rx的阻值时 下列关于电表产生的误差说法正确的是 A 由于电压表的分流作用 使电阻测量值略小于真实值B 由于电流表的分压作用 使电阻测量值略大于真实值C 电压表内组越大 测量越精确D 电流表内阻越大 测量越精确 一 电阻 1 定义式 取决于导体本身 与U I无关 2 决定式 1 106 2 2对电阻的进一步研究 二 欧姆定律 1 公式 2 适用范围 金属 电解液适用 气体 半导体不适用 三 导体的伏安特性曲线 I U图象 图线斜率表示电阻的倒数 斜率k tan 1 2 R1 R2 四 并联电路的特殊规律 123 I0 1 R并 1 R1 1 R2 1 R3 推论 R1和R2并联 R并 R1R2 R1 R2 n个阻值为R的电阻并联 R并 R n R并小于任一支路电阻 R串大于任一支路电阻 一支路电阻增大 R并增大 考点3 考查伏安特性曲线 4 如图所示为实验测得的小灯泡的I U曲线 由图象可知 A 灯泡的电阻随两端电压的增加而变小 RA RBB 灯泡在状态A时的电阻等于连线OA的斜率的倒数C 灯泡在状态A时的电阻等于A点处切线的斜率的倒数D 该实验说明 对于灯丝材料 钨 欧姆定律不适用 考点4 电压或电流的极值问题的处理 5 有三个电阻的阻值及额定功率分别为R1 10 P1 10W R2 20 P2 80W R3 5 P3 20W 它们组成的电路如图甲 乙 丙所示 关于关于各图的说法正确的是 1 为了使灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压 所以滑动变阻器选用分压式接法 在闭合开关 做实验之前要把滑动变阻器的滑片滑到最左端 2 因为小灯泡的电阻值较小 应选用电流表外接法 3 用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流 建立I U坐标系 描出的点用平滑的曲线连接起来即得到小灯泡的伏安特性曲线 考点5 实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验原理 6 2011年深圳一模 有一个额定电压为2 8V 功率约为0 8W的小灯泡 现要用伏安法描绘这个灯泡的I U图线如图所示 有下列器材供选用 A 电压表 0 3V 内阻6k B 电压表 0 15V 内阻30k C 电流表 0 3A 内阻0 1 D 电流表 0 0 6A 内阻0 5 E 滑动变阻器 10 2A F 滑动变阻器 200 0 5A G 蓄电池 电动势6V 内阻不计 1 请画出实验电路图 电压表应选用 电流表应选用 滑动变阻器应选用 用序号字母表示 2 通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示 由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为 3 若将此灯泡与电动势6V 内阻不计的电源相连 要使灯泡正常发光 需串联一个阻值为 的电阻 2 3研究闭合回路 一 电动势 1 定义 非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值 定义式 W 非静电力做的功q 电荷量 2 物理意义 反映电源非静电力做功本领的大小 把其他形式的能转化为电能本领的大小 电路的组成 外电路 内电路 在外电路 沿电流方向电势降低 在内电路 沿电流方向电势升高 二 闭合电路的欧姆定律 闭合回路的欧姆定律内容 闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比 跟整个电路的总电阻成反比 E U外 U内 U外 Ir 1 表达式 2 变形式 只适用于纯电阻电路 适用于一切闭合回路 路端电压 三 路端电压与电流的关系 得 U外 E Ir U I图象 rI E 由E U外 U内 r E 0 纵截距 E 横截距 I短 斜率绝对值 r 考点6 考查路端电压U与电流I的关系 7 考点7 闭合回路的动态分析题 8 在如图所示电路中 当变阻器 的滑动头 向 端移动时 电压表示数变大 电流表示数变小 电压表示数变小 电流表示数变小 电压表示数变大 电流表示数变大 电压表示数变小 电流表示数变大 备注 可以利用 部分 整体 部分 的分析方法 也可以利用 串反并同 的分析方法 考点8 含容电路的分析与计算 9 如图所示 电源电动势E 10V R1 4 R2 6 C 30 F 电池内阻可忽略 1 闭合开关S 求稳定后通过R1的电流 2 然后将开关S断开 求这以后流过R1的总电量 备注 一旦电路达到稳定状态 电容器就相当于一个阻值无穷大的元件 可以看成断路 当电容器与电阻并联接入电路时 电容器两极板的电压与其并联电阻两端的电压相等 考点9 实验 测量电源的电动势和内阻 实验原理 闭合电路欧姆定律 数据处理方法 1 解析法 求得结果E和r 2 作图法 以电压U为纵轴 电流I为横轴建立U I坐标系 在坐标系平面内描出各组 U I 值所对应的点 电动势E 斜率的绝对值表示内阻r U I 误差分析 误差由电压表的分流引起 把电压表和待测电源看作是一个等效电源 E测 E真r测 r真 误差由电流表的分压引起 把电流表和待测电源看作是一个等效电源 E测 E真r测 r真 注意事项 要选用内阻较大的电源 这样子内电压U内变化比较大 才会导致外电压U外变化比较大 10 用电流表和电压表测二节干电池的电动势E和内电阻r 读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上 如图甲所示 1 根据各点表示的数据在图上描出U I图线 由此求得E V r 均保留二位有效数字 2 把图乙的实验器材连成实验开始时的线路 3 实验测出来的结果E测E真 r测r真 填 11 如图所示电路中 R1 R2 R3 1 电压表内阻很大 当S断开时 电压表示数为0 8V 当S闭合时 电压表示数为1V 求电源电动势与内阻 1 电流表G改装成电压表 Ig R Ug Rg UR U 串联一个电阻 分压 原理 由串联电路的特点 2 4多用电表 2 电流表G改装成电流表 原理 并联一个电阻 分流 由并联电路的特点 例 如图电源的电动势E 1 5V 内阻r 0 5 电流表满偏电流Ig 10mA 电流表电阻Rg 7 5 A B为接线柱 1 用导线把A B直接连起来 此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好达到满偏电流 3 电流表G改装成欧姆表 例 如图电源的电动势E 1 5V 内阻r 0 5 电流表满偏电流Ig 10mA 电流表电阻Rg 7 5 A B为接线柱 2 调到满偏后保持R1的值 142 不变 在A B间接一个150 的电阻R2 电流表指针指着多少刻度的位置 I 5mA Ig 2 r Rg R1 150 中值电阻 r内 R2 150 150 例 如图电源的电动势E 1 5V 内阻r 0 5 电流表满偏电流Ig 10mA 电流表电阻Rg 7 5 A B为接线柱 3 如果把任意电阻R接在A B间 R与电表读数I有什么关系 R 每一个电流值都对应一个电阻值 将电流刻度换成电阻刻度 即将电流表改装成欧姆表 就可直接测电阻了 4 如果接在A B间的电阻R取不同数值 电流表指针分别指着多少刻度的位置 E 1 5V 0 当R r内 150 当R 2r内 300 I Ig 3 当R 3r内 450 I Ig 4 当R 4r内 600 I Ig 5 欧姆表的表盘刻度有何特点 电阻刻度不均匀 阻值越大 刻度线越密 r内 r Rg R1 当R 0 I Ig 2 当R A B间断开 I 0 A B 问 开关S调到1 2 3 4 5 6个位置时电表分别是什么电表 在识别电阻档和电压档电路时 可以把虚线框中的电路当成一个电流表 2 在测量电流和电压时两个位置中哪个位置量程比较大 A B 1 2 3 4 5 6 1 2为电流表3 4为欧姆表 5 6为电压表 电流 1大 电压 6大 4 测量 读数 接入电阻 读数 示数 倍率 5 若测其它电阻 重复步骤2 3 4 6 不用时拔出表笔 选择开关置于OFF档或交流电的最高档 长期不用取出电池 2 选档 选择开关选择合适档位 3 欧姆调零 红 黑 表笔短接 电表指针指向电阻为零处 右端的 0 位置 如不指零 调节调零旋钮 使指针指零 1 机械调零 使用欧姆表基本步骤 注意事项 1 选档时 测大电阻选择高档位 测小电阻选择低档位 尽可能使指针指到欧姆表盘的中央附近 若偏角太小 示数过大 则所选倍率过低 应调高倍率 若偏角太大 示数过小 则所选倍率过高 应调低倍率 2 每换一次档位 要重新进行欧姆调零 3 使用后 选择开关置于OFF档或交流电量程的最高档 总结 无论是选电流档 电压档 还是欧姆档 电流总是从红表笔流入 从黑表笔流出 考点10 电流表的改装 12 一量程为0 6A的电流表 其刻度盘如图所示 今在此电流表的两端间并联一电阻 其阻值等于该电流表内阻的 使之成为一新的电流表 则图示的刻度盘上的每一小格表示 A 考点11 多用电表的正确使用 13 调整欧姆零点后 用 10 挡测量一个电阻的阻值 发现表针偏转角度极小 那么正确的判断和做法是 A 这个示数值很小B 这个示数值很大C 为了把电阻值测得更准确些 应换用 1 挡 重新调整欧姆零点后测量D 为了把电阻值测得更准确些 应换用 100 挡 重新调整欧姆零点后测量 14 用多用电表欧姆挡测电阻 有许多注意事项 下列说法中哪些是错误的 A 测量前必须调定位螺丝 待指针指零 而且每测一次电阻都要重新调零B 每次换挡后必须重新进行欧姆调零C 待测电阻如果是连接在某电路中 应把它先与其他元件断开再进行测量D 两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确 为此 应当用两个手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起E 使用完毕应当拔出表笔 并把选择开关旋到OFF档或交流电压最高挡15 请抄一遍欧姆档测电阻的使用步骤 考点12 故障问题电压表检测法 当电压表示数为零 说明电压表无电流流过 可能是电压表并联部分短路 或该并联电路之外断路 当电压表示数不为零 说明电压表有电流流过 可能是电压表并联部分不短路 或该并联电路之外无断路 16 有三个电阻串联 如图所示 电流表是完好的 合上开关S后 发现电流表示数为零 在不拆开电路的前提下 通过电压表测量各连接点的电压值 可判断故障原因电压表测量数据为Uab Ucd 0 Uac 0 则该电路的故障原因可能是 A R1断路B R2断路C R3断路D R1 R2 R3均断路 考点13 黑箱问题 欧姆档测量二极管的阻值 红黑表笔反接 阻值变化很大 欧姆档测量定值电阻的阻值 红黑表笔反接 阻值不变 17 2010年高考四川理综卷 用多用电表探测图7 6 6甲所示黑箱发现 用直流电压挡测量 E G两点间和F G两点间均有电压 E F两点间无电压 用欧姆挡测量 黑表笔 与电表内部电源的正极相连 接E点 红表笔 与电表内部电源的负极相连 接F点 阻值很小 但反接阻值很大 那么 该黑箱内元件的接法可能是图乙中的 图7 6 6 一 电功和电热 1 纯电阻电路中 W UIt I2Rt QP电 UI P热 Q t I2R2 非纯电阻电路中 W Q W Q W其他P电 P热P电 P热 P其它 2 5焦耳定律 考点14涉及电动机大题 备注 不动的电动机相当于纯电阻电路 针对练习18 如右图所