魯科版選修31 第4章 閉合電路歐姆定律和邏輯電路 章末復(fù)習(xí)課 學(xué)案.doc

鞏固層知識整合(教師用書獨(dú)具)體系構(gòu)建核心速填1閉合電路中的基本概念(1)電動(dòng)勢大小：電源的電動(dòng)勢在數(shù)值上等于電源沒有接入外電路時(shí)兩極間的電壓電源電動(dòng)勢用符號e表示，單位與電壓相同，為伏特，符號為v.意義：電源電動(dòng)勢是描述電源將其它形式的能轉(zhuǎn)換為電能本領(lǐng)大小的物理量它是電源的特征量，只與電源本身的因素有關(guān)(2)電源的有關(guān)功率和電源的效率電源的總功率：p總iei(u內(nèi)u外)電源的輸出功率：p出iu外電源內(nèi)部的發(fā)熱功率：pi2r.電源的效率：，對于純電阻電路.2閉合電路歐姆定律(1)閉合電路組成外電路：電源外部由用電器和導(dǎo)線組成的電路，在外電路中，沿電流方向電勢降低內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路，在內(nèi)電路中，沿電流方向電勢升高(2)閉合電路歐姆定律內(nèi)容：流過閉合電路的電流跟電路中電源的電動(dòng)勢成正比，跟電路中內(nèi)、外電阻之和成反比公式：i.(適用于純電阻電路)常用的變形公式公式：eu外u內(nèi)或ueir.(適用于任何電路)3路端電壓與外電阻的關(guān)系(1)路端電壓與電流的關(guān)系公式：ueir.(2)路端電壓與外電阻的關(guān)系：根據(jù)uirr可知，當(dāng)r增大時(shí)，路端電壓u增大，當(dāng)r減小時(shí)，路端電壓u減小4輸出功率和外電阻的關(guān)系在純電阻電路中，電源的輸出功率為pi2rrr.當(dāng)rr時(shí)，電源的輸出功率最大，pm.當(dāng)rr時(shí)，隨著r增大，p減小當(dāng)rr時(shí)，隨著r增大，p增大提升層能力強(qiáng)化閉合電路的動(dòng)態(tài)分析問題1.引起電路特性發(fā)生變化的三種情況(1)滑動(dòng)變阻器滑片位置的改變，使電路的電阻發(fā)生變化(2)開關(guān)的閉合、斷開或換向(雙擲開關(guān))使電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(3)非理想電表的接入使電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化2動(dòng)態(tài)分析的常見思路由部分電路電阻變化推斷外電路總電阻r外的變化，再由閉合電路的歐姆定律i總討論干路電流i總的變化，最后再根據(jù)具體情況分別確定各元件上其他量的變化情況3分析方法(1)程序法：“部分整體部分”由局部電阻變化判斷總電阻的變化由i判斷總電流的變化根據(jù)ueir，判斷路端電壓的變化由歐姆定律及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷各部分電路電壓及電流的變化以上分析可形象表示為r局r總i總u外(2)結(jié)論法“并同串反”“并同”是指：某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小“串反”是指：某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；某一電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(3)極值法對含有可變電阻的電路，當(dāng)可變電阻的阻值變化而導(dǎo)致電路出現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化時(shí)，可將可變電阻的阻值推到極端(0或最大)，然后對電路加以分析從而得出正確結(jié)論(4)等效電源法所謂等效電源，就是把電路中包含電源的那部分電路視為“電源”，比較常用的是將某些定值電阻等效為電源內(nèi)阻在如圖41所示的電路中，當(dāng)變阻器r3的滑片p向b端移動(dòng)時(shí)()圖41a電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小b電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大c電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大d電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小b方法一：程序法基本思路：局部整體局部，即從阻值變化的電路入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判知r總的變化情況，再由閉合電路歐姆定律判知i總和u外的變化情況，最后再由部分電路歐姆定律確定電路各部分電壓和電流的變化情況當(dāng)r3的滑片p向b端移動(dòng)時(shí)，有r3r外r總i總u內(nèi)i總ru外(eu內(nèi))，即電壓表示數(shù)減??；i總ur1i總r1ur2(u外ur1)ir2ir3(i總ir2)，即電流表示數(shù)變大，故選項(xiàng)b正確方法二：“并同串反”法當(dāng)變阻器r3的滑片p向b端滑動(dòng)時(shí)，r3的有效電阻減小，因電流表與r3串聯(lián)，電壓表與r3“間接并聯(lián)”，故由“并同串反”法知電流表的示數(shù)增大，電壓表的示數(shù)減小，故選項(xiàng)b正確在閉合電路中，任何一個(gè)電阻的增大(或減小)，將引起電路總電阻的增大(或減小)，該電阻兩端的電壓一定會增大(或減小)，通過該電阻的電流一定會減小(或增大針對訓(xùn)練1如圖42所示的電路中，閉合開關(guān)s，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭p從最高端向下滑動(dòng)時(shí)，則() 【導(dǎo)學(xué)號：46242175】圖42a電壓表v讀數(shù)先變大后變小，電流表a讀數(shù)變大b電壓表v讀數(shù)先變小后變大，電流表a讀數(shù)變小c電壓表v讀數(shù)先變大后變小，電流表a讀數(shù)先變小后變大d電壓表v讀數(shù)先變小后變大，電流表a讀數(shù)先變大后變小a設(shè)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)以上的電阻為r上，觸點(diǎn)以下的電阻為r下，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的有效電阻r并除最初和最終為零外，是r上和r下并聯(lián)的結(jié)果，r并，r上、r下之和一定，r上、r下相等時(shí)兩者乘積最大，所以當(dāng)觸點(diǎn)在中間時(shí)電阻最大，根據(jù)閉合電路歐姆定律得，i總，所以當(dāng)觸點(diǎn)在中間時(shí)電流最小，電壓表v讀數(shù)為電源的路端電壓，ueir，當(dāng)觸點(diǎn)在中間時(shí)路端電壓最大，電壓表v讀數(shù)先變大后變小，所以b、d錯(cuò)誤；電流表a讀數(shù)即r下的電流i，根據(jù)電阻并聯(lián)分流公式得，ii總，解得i，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭p從最高端向下滑動(dòng)時(shí)，r上一直變大而r下一直變小，從上式可以看出，電流表a讀數(shù)i一直變大，a正確，c錯(cuò)誤閉合電路中圖象的分析與應(yīng)用圖象既是描述物理量之間關(guān)系的一種方法，又是分析和求解物理問題的一種工具，把物理量間的關(guān)系或物理過程繪制成圖象，既可以幫助分析推理，也可根據(jù)圖象直接求解恒定電流中，各物理量之間的關(guān)系大都可用有關(guān)圖象表示，搞清各種圖象，并利用其求解問題會十分方便1ui圖象：關(guān)系式ueir，縱軸截距為e，橫軸截距為i短，斜率的絕對值等于r.2p出r圖象：當(dāng)rr時(shí)，電源的輸出功率最大，pmax；當(dāng)rr時(shí)，電源的輸出功率隨r的增大而減??；當(dāng)rr時(shí)，電源的輸出功率隨r的增大而增大3ur圖象：u，u隨r的增大而增大，但非線性關(guān)系4r圖象：，反映出電源的效率隨外電路電阻的增大而增大而電源的輸出功率不一定隨外電路電阻的增大而增大即電源效率大但輸出功率不一定大，輸出功率大但效率不一定高5.r圖象：，圖線的斜率表示電源電動(dòng)勢的倒數(shù)圖43甲為一個(gè)燈泡兩端的電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線，可見二者不成線性關(guān)系，這是燈絲的溫度發(fā)生了變化，導(dǎo)致電阻也發(fā)生了變化的緣故參考這條曲線，回答下列問題(不計(jì)電流表和電池的內(nèi)阻)圖43(1)若把三個(gè)這樣的燈泡串聯(lián)后，接到電動(dòng)勢為12 v的電源上，求流過燈泡的電流和每個(gè)燈泡的電阻；(2)如圖43乙所示，將兩個(gè)這樣的燈泡并聯(lián)后再與10 的定值電阻r0串聯(lián)，接在電動(dòng)勢為8 v的電源上，求通過電流表的電流值及各燈泡的電阻值解析(1)由于三個(gè)燈泡完全相同，所以每個(gè)燈泡兩端的電壓ul v4 v在圖甲中畫出u4 v的直線，得到其與曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(4 v,0.4 a)，所以流過燈泡的電流為0.4 a，此時(shí)每個(gè)燈泡的電阻值為r10 .(2)設(shè)此時(shí)燈泡兩端的電壓為u，流過每個(gè)燈泡的電流為i，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得e2ir0u，代入數(shù)據(jù)得u820i.在圖甲上畫出此直線，如圖所示，可得到直線與曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(2 v,0.3 a)，即流過燈泡的電流為0.3 a，流過電流表的電流為0.6 a，此時(shí)燈泡的電阻為r6.7 .答案(1)0.4 a10 (2)0.6 a6.7 圖象問題的一般分析步驟(1)分析圖象的橫、縱坐標(biāo)，明確函數(shù)變化關(guān)系(2)明確圖象斜率的物理意義(3)明確圖線的截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)等所代表的物理意義針對訓(xùn)練2如圖44甲所示，r為電阻箱(099.9 )，置于阻值最大位置，rx為未知電阻，閉合s，逐次減小電阻箱的阻值，得到一組r、i值，并依據(jù)r、i值作出了如圖44乙所示的r圖線，則下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：46242176】甲乙圖44a電源的電動(dòng)勢為5.0 vb電源的內(nèi)電阻為1.0 crx的阻值為1.0 d隨著r的增大，電源的輸出功率增大a由i得rrxr，則r圖象的斜率ke，e5.0 v，a選項(xiàng)正確；r軸截距的絕對值等于rxr，即rxr1.0 ，b、c選項(xiàng)錯(cuò)誤；因不知rx與電源的內(nèi)電阻r的大小關(guān)系，而電源輸出功率最大時(shí)，應(yīng)該是內(nèi)電阻等于外阻的時(shí)候，所以d選項(xiàng)錯(cuò)誤測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的方法測電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的方法有多種，常見方法匯總?cè)缦卤硭?，這些方法所依據(jù)的原理均為閉合電路歐姆定律主要儀器原理電路圖誤差來源測量結(jié)果電流表、電阻箱電流表分壓電動(dòng)勢無偏差，內(nèi)電阻偏大一只電壓表(粗測)u(rvr，ue)電壓表內(nèi)電阻并非無窮大或電池有內(nèi)電阻電動(dòng)勢偏小，不能測內(nèi)電阻兩只電壓表無電動(dòng)勢無偏差，不能測內(nèi)電阻電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器電壓表分流電動(dòng)勢和內(nèi)電阻均偏小電流表分壓電動(dòng)勢無偏差，內(nèi)電阻偏大電壓表、電阻箱電壓表分流電動(dòng)勢和內(nèi)電阻均偏小某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻(r05 )一個(gè)，開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖45(a)所示圖45(1)在圖45(b)的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接(2)請完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟：a檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖45(c)所示，讀得電阻值是_；b將開關(guān)s1閉合，開關(guān)s2斷開，電壓表的示數(shù)是1.49 v；c將開關(guān)s2_，電壓表的示數(shù)是1.16 v；斷開開關(guān)s1.(3)使用測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是_(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動(dòng)勢比實(shí)際值偏_(填“大”或“小”)解析(1)如圖所示(2)由題圖(c)讀得電阻箱阻值為r20 ；將s1閉合s2斷開，電壓表示數(shù)為電源電動(dòng)勢e1.49 v；將s2再閉合，電壓表示數(shù)為r兩端電壓將電壓表視為理想電表，則干路電流i a0.058 a.(3)因?yàn)閕，所以rr0r 0.69 .(4)若考慮電壓表的內(nèi)阻，則s1閉合s2斷開時(shí)，電壓表示數(shù)為該表兩端電壓，小于電源電動(dòng)勢，因而測得的電動(dòng)勢比實(shí)際值小答案(1)如解析圖所示(2)a.20 c閉合(3)0.69 (4)小針對訓(xùn)練3為了測量兩節(jié)串聯(lián)干電池的電動(dòng)勢，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖46甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中e是待測電池組，內(nèi)阻不能忽略；v1、v2是兩個(gè)量程合適的相同的電壓表，內(nèi)阻不是很大，且未知；