高三物理復(fù)習(xí)教案第八講電路分析

高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)第八講

電路剖析祁東一中:撰稿匡賤吉審察徐凡奇一、考點(diǎn)梳理：1.[考綱導(dǎo)練]（1）歐姆定律和電阻定律；2）電功、電功率、電熱；（3）電阻的丈量；（4）電路連結(jié)；（5）電動(dòng)勢(shì)和閉合電路歐姆定律。2.[命題展望]本單元命題熱門內(nèi)容挨次為：部分電路歐姆定律、閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路和實(shí)驗(yàn)，特別是實(shí)驗(yàn)，年年有電學(xué)實(shí)驗(yàn)。本考點(diǎn)知識(shí)又簡(jiǎn)單聯(lián)系生活與科研實(shí)質(zhì)，簡(jiǎn)單與勻強(qiáng)電場(chǎng)電磁感覺等內(nèi)容關(guān)系，應(yīng)高度關(guān)注。二、熱身訓(xùn)練：1．如圖1，四個(gè)相同的燈泡連結(jié)在電路中，比較它們的亮度。正確的說法是（）A．L3比L亮；B.L3比LL1L242U圖1L4L3亮；L1與L3相同亮；D.L1比L2亮。2．如圖2中電阻R1、R2、R3的阻值相等，電Ｒ１Ｒ３池的內(nèi)阻不計(jì)，開關(guān)S接通后流過R2的電流Ｒ２Ｓ是S接通前的（）A.1／2；B.2／3；C.1／3；D.1／4；圖２3．如圖3甲所示電路中R3R3R=R=R=10。S斷開時(shí)電壓表示數(shù)123R1R1S為16Ⅴ。S閉合時(shí)電壓表示數(shù)為10R2SR2Ⅴ。若電壓表可視為理想的,求:甲圖３乙電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻各為多大?閉合S前后R1耗費(fèi)的功率分別是多大?若將電路改為圖乙所示的電路,其余條件不變,則S斷開和閉合時(shí)電壓表的示數(shù)分別多大?三、講練平臺(tái)：R例1．以下圖，電源電壓為ABE，待平行板電容CE器充電均衡后，增大兩極板間的距離，則關(guān)于電阻R來說，在增大極板距離的過程中，經(jīng)過R的電流方向?yàn)槔?．有一個(gè)小燈泡標(biāo)有“6V0.6W”的字樣，此刻要用伏安法丈量這個(gè)燈泡的I—U圖線，以下器械可供采納：A、電壓表（0~5V，內(nèi)阻10KΩ）B、電壓表0~10V，內(nèi)阻20KΩ）C、電流表（0~0.3V，內(nèi)阻1Ω）D、電流表0~0.6V，內(nèi)阻0.4Ω）E、滑動(dòng)變阻器（30Ω，2A）F、學(xué)生電源（直流9V），還有開關(guān)和導(dǎo)線1）實(shí)驗(yàn)中采納電壓表應(yīng)選_________，電流表應(yīng)選__________，（用序號(hào)字母表示）2）為使實(shí)驗(yàn)偏差盡可能減小，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。例3．用伏安法丈量某一電阻Rx的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器械以下：A、待測(cè)電阻Rx（阻值大概為5Ω，額定功率為1W）B、電流表A1（0~0.6A，內(nèi)阻0.2Ω）C、電流表A2（0~3V，內(nèi)阻0.05Ω）D、電壓表V1（0~3V，內(nèi)阻3KΩ）E、電壓表V2（0~15V，內(nèi)阻15KΩ）F、滑動(dòng)變阻器R0（0~50Ω）G、蓄電池（電動(dòng)勢(shì)為6V）H、電鍵、導(dǎo)線為了較正確丈量Rx的阻值，保證器械的安全，以便操作方便，電壓表、電流表應(yīng)選擇________，并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。四、當(dāng)堂穩(wěn)固：1．以下圖，虛線框內(nèi)是磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)線框的三條豎直邊的電阻均為r，長(zhǎng)均為L(zhǎng)，兩橫邊電阻不計(jì)，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。當(dāng)導(dǎo)線框以恒定速度v水平向右運(yùn)動(dòng)，

ab

邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，

ab

兩頭的電勢(shì)差為

U1，當(dāng)

cd

邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，

ab

兩端的

電勢(shì)

差為

U2

，

則（）A．U1=BLv

B

．U1=1BLvC．U2=BLv

D

3232．以下圖，理想變壓器左線圈與導(dǎo)軌相連結(jié)，導(dǎo)體棒ab可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，以下說法正確的選項(xiàng)是：acA．a(chǎn)b棒勻速向右滑，c、d兩點(diǎn)中c點(diǎn)電勢(shì)高BB．a(chǎn)b棒勻加快右滑，c、d兩點(diǎn)中d點(diǎn)電勢(shì)高bdC．a(chǎn)b棒勻減速右滑，c、d兩點(diǎn)中d點(diǎn)電勢(shì)高D．a(chǎn)b棒勻加快左滑，c、d兩點(diǎn)中c點(diǎn)電勢(shì)高3．如圖，電燈的燈絲電阻為2Ω，電池電動(dòng)勢(shì)為2V，內(nèi)阻不計(jì)，線圈匝數(shù)足夠多，其直流電阻為3Ω．先合上電鍵K，過一段時(shí)間忽然斷開K，則以下說法中錯(cuò)誤的有()A．電燈立刻熄滅B．電燈立刻先暗再熄滅C．電燈會(huì)忽然比本來亮一下再熄滅，且電燈中電流方向與K斷開前面向相同D．電燈會(huì)忽然比本來亮一下再熄滅，且電燈中電流方向與K斷開前面向相反電磁流量計(jì)寬泛應(yīng)用于丈量可導(dǎo)電流體（如污水）在管中的流量（在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過管內(nèi)橫截面的流體的體積）。為了簡(jiǎn)化，假定流量計(jì)是以下圖的橫截面為長(zhǎng)方形的一段管道，此中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、c，流量計(jì)的兩頭與輸送液體的管道相連結(jié)（圖中虛線）。圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬資料，前后兩面是絕緣資料，現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面。當(dāng)導(dǎo)電液體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩頭連結(jié)，I表示測(cè)得的電流值。已知流體的電阻率為ρ，不計(jì)電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為

(

)．A

I

(bR

c)

B．

I

(aR

b)BC．I

(cR

aa)

BD．I

(R

cbc)B

b

B

a5.以下圖，圓環(huán)

a和

b的半徑之比

r1

:r2

2:1，a、b都是用同種資料相同粗細(xì)的導(dǎo)線制成的，連結(jié)兩圓環(huán)的導(dǎo)線電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度一直以恒定的變化率變化，那么將a環(huán)和b環(huán)分別置于同一磁場(chǎng)時(shí)（環(huán)面與磁場(chǎng)方向垂直），A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差之比U1:U2。6．截面積為0.2m2的100匝電阻能夠忽視不計(jì)的線圈A，處在平均磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直線圈截面，以下圖，磁感覺強(qiáng)度為B=（0.6－0.2t）T（t為時(shí)間，以秒為單位），R1=4Ω，R2=6Ω，C=3F，線圈電阻不計(jì)，求：1）閉合S2后，經(jīng)過R2的電流大小和方向；2）S1切斷后，經(jīng)過R2的電量。7．以下圖

,R1=2歐,R2=R3=R4=6

，電源內(nèi)阻

r=1

，當(dāng)變阻器

R4滑片移到最上端時(shí)

,電壓表的讀數(shù)為

5V,則當(dāng)變阻器滑片移到最下端時(shí)電壓表的讀數(shù)是

_______V,當(dāng)變阻器滑片下段電阻為

_______

時(shí),

變阻器

R4耗費(fèi)的功率最大,其最大功率是_______R1R38．以下圖，電源電動(dòng)勢(shì)ε=12V，內(nèi)阻r=0.5Ω，將一盞額定功R率216W，額R定4電壓8V的燈泡與一只線圈電阻為0.5Ω的直流電動(dòng)機(jī)并聯(lián)后與電源相連結(jié)，燈光恰好能正常發(fā)光。通電100min，求：1）電源供給能量W電。2）電源對(duì)燈泡和電動(dòng)機(jī)所做的功WL和WM。3）燈絲和電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的電熱QL和QM。4）電動(dòng)機(jī)的效率。[參照答案]二、熱身訓(xùn)練1．AB;B;解:（１）S斷開時(shí):R1和R2串連，R3僅相當(dāng)于連結(jié)導(dǎo)線總電流I=Ｕ/Ｒ１＋Ｒ１＝16／10+10＝0.8ＡＥ＝Ｕ＋Ｉr＝16+0.8r①;當(dāng)Ｓ閉合時(shí)：電壓表為２Ｒ的電壓，此時(shí)Ｒ１和Ｒ２并聯(lián)，而后與R2串聯(lián)，總電流Ｉ＇＝Ｕ＇/Ｒ２＝１０/１０＝１Ａ外電路總電阻為：Ｒ＝２Ｒ＋R1R3＝１５歐，Ｅ＝I’（15+r）②R1R3由①①得Ｅ＝２０Ｖr，＝5，２２（２）Ｐ＝ＩＲ＝０．８×１０Ｗ＝６．４Ｗ；Ｐ＇＝（Ｉ＇１１１２/２）Ｒ１＝０．５×１０＝2.5Ｗ（３）若將電路改為乙電路，則Ｓ斷開時(shí)總電流Ｉ＝Ｅ１＋÷Ｒ（２Ｒ＋r）＝20÷（10+10+5）＝0.8Ａ；電壓表示數(shù)為Ｕ１＝ＩＲ１＝0.8×10Ｖ＝８Ｖ．Ｓ閉合時(shí)外電路總電阻為Ｒ＝（Ｒ１Ｒ２/Ｒ１＋Ｒ２）＋Ｒ３＝15，總電流Ｉ＝Ｅ/Ｒ＋r＝20/15+5＝1A故電壓表示數(shù)U2＝IR2/2＝5V。三、講練平臺(tái)1．B→A2．[分析]：（一）電流表、電壓表的選擇由小燈泡的表記可知其額定電壓為6V，額定電流為，在額定電壓下的電阻R=60Ω。為了在實(shí)驗(yàn)中安全丈量，小燈泡兩頭所加電壓不可以超出6V，（經(jīng)過小燈泡的電流不可以超出0.1A），要測(cè)I—U圖線，丈量數(shù)據(jù)中應(yīng)包括額定電壓值。所以電壓表應(yīng)選擇B，電流表應(yīng)選擇C。（二）電流表內(nèi)外接法的選擇因?yàn)殡娏鞅?、電壓表?nèi)阻的影響，不論采納電流表內(nèi)接仍是外接都將惹起偏差。為了減小偏差，當(dāng)被測(cè)電阻R較小時(shí)一般采納外接法，被測(cè)電阻R較大時(shí)應(yīng)采納內(nèi)接法，即“大內(nèi)小外”。怎樣確立被測(cè)電阻R是較大仍是較小呢？我們能夠計(jì)算兩種接法的相對(duì)偏差，當(dāng)滿足條件：電流表內(nèi)阻RA遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻RV時(shí)，若兩種接法的相對(duì)偏差相等，此時(shí)的被測(cè)電阻近似為：，我們稱R0為臨界電阻。即當(dāng)被測(cè)電阻R<R0時(shí)以為電阻較小，外接法偏差?。划?dāng)被測(cè)電阻R>R0時(shí)以為電阻較大，內(nèi)接法偏差小。本題中，計(jì)算，大于燈泡的最大阻值60Ω，所以采納電流表外接法。在詳細(xì)實(shí)驗(yàn)中若RA、RV均未知的狀況下，可用試觸的方法判斷，即經(jīng)過改變電表的連結(jié)方式看電流表、電壓表變化大小來確立。思慮：當(dāng)電流表變化大應(yīng)采納哪一種接法？（三）控制電路的選擇為改變被測(cè)電阻兩頭的電壓（或被測(cè)電阻中的電流強(qiáng)度），常用滑動(dòng)變阻器與電源接成不一樣的形式如圖所示：（1）為限流接法；（2）為分壓接法。兩種接法差別之一是：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭由a到b挪動(dòng)的過程中，被測(cè)電阻上R上的電壓調(diào)理范圍不一樣。（1）為ε→ε；（2）為0→ε；此外從電能的消耗上（1）比（2）要小；（1）中滑動(dòng)變阻器的全阻值R1大于被測(cè)電阻R，（2）中滑動(dòng)變阻器的全阻值R1小于被測(cè)電阻R。從減小電能消耗的角度考慮，往常采納滑動(dòng)變阻器的限流接法，但以前面所說的原則綜合剖析時(shí)，若出現(xiàn)以下狀況，則一定采納分壓接法。①若采納限流電路時(shí)，假如電路中的最小電流大于、等于被測(cè)電阻的R的額定電流時(shí)，一定采納分壓電路；②若實(shí)驗(yàn)要求電壓的變化范圍較大（或要求多次測(cè)量，多組數(shù)據(jù)）但滑動(dòng)變阻器的全阻值R1遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻R，不可以知足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，一定采納分壓電路；③實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始挪動(dòng)并連續(xù)變化時(shí)需采納分壓電路；本問題若采納限流電路，電路中的最小電流為：Imin等于小燈泡額定電流，變阻器P沒法對(duì)電流進(jìn)行調(diào)理，故一定采納分壓電路。實(shí)驗(yàn)圖以下圖3.[分析]1、確立電流表、電壓表的量程。被測(cè)電阻Rx的額定電壓、額定電流分別為則電流表采納A1，電壓表采納V12、確立電流表的內(nèi)、外接法計(jì)算臨界電阻，RX<R，則安培表一定外接。3、確立控制電路因滑動(dòng)變阻器的全阻值R0大于被測(cè)電阻RX，故首先考慮變阻器的限流接法。限流接法：RX上限流取值范圍為：最?。鹤畲螅篒額=0.45A那么，滑動(dòng)變阻器的阻值（滑動(dòng)頭挪動(dòng)時(shí)）不得小于。RX的電壓變化范圍為0.55V～2.25V，安全可行。若采納變阻器的分壓接法，因R0>RX，會(huì)操作不方便，所以應(yīng)選擇變阻器的限流接法。電路以下圖。四、當(dāng)堂穩(wěn)固1．BD2．BD3．ACD4．A5.2:16．解:

（1）

E=S

B/

TI=E/(

R1+

R2)所以

I=0.04(A)

方向

a→b;（2）Q=CUR2UR2=IR2所以Q=7.2×10－6(C)7．４Ｖ，２Ω，２Ｗ；8．[分析]（1）電源U路=8V由ε=U路+Ir得電源總電流

I=

（ε-U

路）/r=

4

A=8A0.5電源總功率P1=Iε=96W電源供給總能量W1=P1·t=96×100×60J=5.76×105J（2）燈泡功率PL=16W燈泡耗費(fèi)電能WL=P2·t=16×100×60J=