高中物理魯科版1第三章恒定電流 2023版第3章章末分層突破

章末分層突破[自我校對(duì)]①持續(xù)電壓②c＝3×108③正電荷④eq\f(q,t)⑤nqSv⑥eq\f(U,I)⑦eq\f(ρL,S)⑧溫度⑨UIt⑩UI?I2Rt?＝?＞?I＝I1＝I2＝…＝In?U＝U1＋U2＋…＋Un?R＝R1＋R2＋…＋Rn?eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝…＝eq\f(Un,Rn)＝I?eq\f(P1,R1)＝eq\f(P2,R2)＝…＝eq\f(Pn,Rn)＝I2?I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n?U＝U1＝U2＝…＝Uneq\o\ac(○,21)eq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)eq\o\ac(○,22)I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝Ueq\o\ac(○,23)PnRn＝U2非純電阻電路的計(jì)算對(duì)任何電路，電流的功恒為W＝UIt，在純電阻電路中，電流的功全部轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能，即W＝Q，或UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t.對(duì)于非純電阻電路，電流的功除了轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即W>Q或UIt>I2Rt.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒可知，在非純電阻電路上，電能的轉(zhuǎn)化為：W＝Q＋E其他，即UIt＝I2Rt＋E其他．直流電動(dòng)機(jī)M接在如圖3-1所示的電路中，電壓表的示數(shù)是20V，電流表的示數(shù)是1.0A，限流電阻R＝Ω，可知()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34022025】圖3-1A．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是20WB．電阻R消耗的電功率是5WC．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是20ΩD．電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電熱功率是20W【解析】電動(dòng)機(jī)線圈電阻不能由R＝eq\f(U,I)求出，故C錯(cuò)誤；R消耗的電功率P＝I2R＝×W＝5W，故B正確；電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P機(jī)＝P入－Pr＝IU－I2r＝20W－I2r<20W，故A、D錯(cuò)誤．【答案】B電動(dòng)機(jī)的幾個(gè)功率(1)輸入功率：電動(dòng)機(jī)的總功率．由電動(dòng)機(jī)電路的電流和電壓決定，計(jì)算：P總＝UI.(2)輸出功率：電動(dòng)機(jī)做有用功的功率．如圖3-2所示，P出＝mgv(設(shè)重物勻速上升)．圖3-2(3)熱功率：電動(dòng)機(jī)線圈上有電阻，電流通過線圈時(shí)要發(fā)熱，熱功率P熱＝I2rD.(4)功率關(guān)系P總＝P出＋P熱．含有電容器電路的分析與計(jì)算方法電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件．在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路里有充、放電電流，一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大(只考慮電容器是理想的、不漏電的情況)的元件，有電容器的電路可看做是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它．簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶的電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上．1．靜態(tài)分析與動(dòng)態(tài)分析(1)靜態(tài)分析：穩(wěn)定狀態(tài)下，電容器在直流電路中起阻斷電流的作用，電容器兩極間存在電勢(shì)差，電容器容納一定的電量，并滿足Q＝CU.(2)動(dòng)態(tài)分析：當(dāng)直流電路中的電流和電勢(shì)分布發(fā)生變化影響到電容器支路兩端時(shí)，電容器的帶電量將隨之改變(在耐壓范圍內(nèi))，即電容器發(fā)生充、放電現(xiàn)象，并滿足ΔQ＝CΔU.2．含有電容器的電路解題步驟在直流電路中，電容器相當(dāng)于電阻為無窮大的電路元件，此電路是斷路．解題步驟如下：(1)先將含電容器的支路去掉(包括與它串在同一支路上的電阻)，計(jì)算各部分的電流、電壓值；(2)電容器兩極板的電壓，等于它所在支路兩端點(diǎn)的電壓；(3)通過電容器的電壓和電容可求出電容器充電電量；(4)通過電容器的電壓和平行板間距離可求出兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度，再分析電場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)．如圖3-3所示的電路中各元件電阻值分別為：R1＝R2＝10Ω，R3＝R4＝20Ω，電容C＝300μF，電源電壓U＝6V，內(nèi)阻不計(jì)，原先雙擲開關(guān)S與觸點(diǎn)2接觸，則當(dāng)開關(guān)S從與觸點(diǎn)2接觸改為與觸點(diǎn)1接觸，待電路穩(wěn)定后，試求：(1)電容器C所帶電荷量；(2)若開關(guān)從與觸點(diǎn)1接觸改為與觸點(diǎn)2接觸，直到電流變?yōu)?時(shí)為止，求通過電阻R1的電荷量．圖3-3【解析】(1)當(dāng)開關(guān)S與1接觸時(shí)，R1、R2、R3、R4串聯(lián)，由分壓原理得，電容器兩端的電壓UC＝eq\f(1,2)U＝3V，所帶電荷量QC＝CUC＝9×10－4C.(2)當(dāng)開關(guān)S再與2接觸時(shí)，電容器放電，由分流作用得，通過電阻R1的電荷量QR1＝eq\f(QC,2)＝×10－4C.【答案】(1)9×10－4C(2)×10－1．一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()圖3-4\f(mv2,2eL) \f(mv2Sn,e)C．ρnev \f(ρev,SL)【解析】由電流定義可知：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(nvtSe,t)＝neSv，由歐姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρeq\f(L,S)＝ρneLv，又E＝eq\f(U,L)，故E＝ρnev，選項(xiàng)C正確．【答案】C2．如圖3-5所示，其中電流表A的量程為0.6A，表盤均勻劃分為30個(gè)小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的eq\f(1,2)；R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍．若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是()圖3-5A．將接線柱1、2接入電路時(shí)，每一小格表示0.04AB．將接線柱1、2接入電路時(shí)，每一小格表示0.02AC．將接線柱1、3接入電路時(shí)，每一小格表示0.06AD．將接線柱1、3接入電路時(shí)，每一小格表示0.01A【解析】設(shè)電流表A的內(nèi)阻為RA，用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值時(shí)，若將接線柱1、2接入電路，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA＝0.06A，則每一小格表示0.06A；若將接線柱1、3接入電路，則(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA＝0.06A，則每一小格表示0.06A．選項(xiàng)C正確．【答案】C3．在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為200Ω，電壓表eq\o\ac(○,V)的內(nèi)阻約為2kΩ，電流表?的內(nèi)阻約為10Ω，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖3-6(a)或圖(b)所示，結(jié)果由公式Rx＝eq\f(U,I)計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)．若將圖(a)和圖(b)中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值．(a)(b)圖3-6【解析】根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)解題．根據(jù)題意知eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)，電壓表的分流作用較顯著，故Rx1更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值．圖(a)的測(cè)量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值，故Rx1>Rx真；圖(b)的測(cè)量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值，故Rx2<Rx真．【答案】Rx1大于小于我還有這