物理選修成才之路恒定電流市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第1頁(yè)第1頁(yè)※※理解閉合電路歐姆定律及其公式，并能純熟地用來(lái)處理相關(guān)電路問(wèn)題．※※理解路端電壓與電流(或外電阻)關(guān)系，知道這種關(guān)系公式表示和圖像表示，并能用來(lái)分析、處理相關(guān)問(wèn)題．※理解閉合電路功率表示，知道閉合電路歐姆定律是能量轉(zhuǎn)化與守恒一個(gè)表現(xiàn)形式.第2頁(yè)第2頁(yè)下圖是閉合電路中電勢(shì)升降一個(gè)比方．圖中兒童滑梯兩端高度差相稱于內(nèi)、外電阻兩端電勢(shì)差．電源就像升降機(jī)，升降機(jī)舉起高度相稱于電源電動(dòng)勢(shì)．依據(jù)此比方請(qǐng)?zhí)骄恳幌?，閉合電路中電流與電動(dòng)勢(shì)、電阻有什么關(guān)系？

第3頁(yè)第3頁(yè)1．只有用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)

電路，電路中才有電流，用電器、電線構(gòu)成

電路，電源內(nèi)部是內(nèi)電路．在外電路中，正電荷在

作用下由正極移動(dòng)到負(fù)極，在電源中

把正電荷從負(fù)極移到正極．電流方向：在外電路上從

極到

極，在電源內(nèi)部從

極到

極．閉合外恒定電場(chǎng)非靜電力正負(fù)負(fù)正第4頁(yè)第4頁(yè)2．電源內(nèi)部電路，其電阻為內(nèi)電阻，內(nèi)電阻所降落電壓稱為

；電源外部電路，其兩端電壓稱為

或

電壓．電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)、外電壓關(guān)系可表示成：，該式適合用于任何閉合電路．3．消耗電能元件經(jīng)常稱為

，負(fù)載改變時(shí)，電路中

就會(huì)改變，

也隨之改變．依據(jù)U＝IR＝R＝，討論下面幾種情況：①當(dāng)R增大時(shí)，U

；②R減小時(shí)，U

；內(nèi)電壓外電壓路端E＝U外＋U內(nèi)負(fù)載電流路端電壓增大減小電流第5頁(yè)第5頁(yè)③當(dāng)r＝0時(shí)，U不隨

改變而改變，這種電源稱為抱負(fù)電源；④當(dāng)R＝0時(shí)，這種情況叫

，I＝E/r，由于電源內(nèi)阻普通

，電路中電流會(huì)

，會(huì)造成燒毀電源甚至引起火災(zāi)，

將電源正負(fù)極用導(dǎo)線直接連在一起；⑤當(dāng)R→∞時(shí)，這種情況叫

，路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)．外電路很小很大絕對(duì)不允許斷路短路第6頁(yè)第6頁(yè)(1)電源內(nèi)部電路，其電阻稱為內(nèi)電阻，內(nèi)電阻所降落電壓稱為內(nèi)電壓；(2)電源外部電路，其兩端電壓稱為外電壓或路端電壓．(3)內(nèi)、外電壓關(guān)系：E＝U內(nèi)＋U外第7頁(yè)第7頁(yè)(1)概念：閉合電路中電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與內(nèi)、外電路中電阻之和成反比．(2)表示式：I＝公式中，R表示外電路總電阻，E表示電源電動(dòng)勢(shì)，r是電源內(nèi)阻．第8頁(yè)第8頁(yè)尤其提醒：①I＝只適合用于外電路為純電阻閉合電路；②由于電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r不受R改變影響，從I＝不難看出，隨R增長(zhǎng)，電路中電流I減?。虎踀外＝E－Ir既適合用于外電路為純電阻閉合電路，也適合用于外電路為非純電阻閉合電路．第9頁(yè)第9頁(yè)(3)處理閉合電路問(wèn)題普通環(huán)節(jié)①認(rèn)清外電路上各元件串、并聯(lián)關(guān)系，必要時(shí)需畫(huà)出等效電路圖幫助分析．要尤其注意電流表和電壓表所相應(yīng)電路．②求總電流I：若已知內(nèi)、外電路上所有電阻阻值和電源電動(dòng)勢(shì)，可用閉合電路歐姆定律直接求出；若內(nèi)外電路上有多個(gè)未知電阻，可利用某一部分電路已知電流和電壓求總電流I；當(dāng)以上辦法都行不通時(shí)，能夠應(yīng)用聯(lián)立方程求出I.第10頁(yè)第10頁(yè)③依據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路電壓和電流．④當(dāng)外電路含有非純電阻元件時(shí)(如電動(dòng)機(jī)、電解槽等)，不能應(yīng)用閉合電路歐姆定律求解干路電流，也不能應(yīng)用部分電路歐姆定律求解該部分電流，若需要時(shí)只能依據(jù)串、并聯(lián)特點(diǎn)或能量守恒定律計(jì)算得到．第11頁(yè)第11頁(yè)利用書(shū)本P62“例題1”辦法能夠測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)電阻．想一想，假如電流表?yè)Q成電壓表，還能測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r嗎？請(qǐng)闡明理由．答案：能夠，連接電路如圖所表示．當(dāng)開(kāi)關(guān)接1時(shí)，電壓表示數(shù)為U1，當(dāng)開(kāi)關(guān)接2時(shí)，電壓表示數(shù)記為U2，則有：E＝U1＋rU1/R1

；E＝U2＋rU2/R2聯(lián)立方程即可擬定，E、r值.第12頁(yè)第12頁(yè)(1)對(duì)純電阻電路U外＝IR＝E－Ir＝E－·r注意：①斷路：R＝∞，Ir＝0，U外＝E，此為直接測(cè)量電動(dòng)勢(shì)依據(jù)．②短路：R＝0，I＝E/r(稱為短路電流)，U外＝0，短路電流很大，極易燒毀電源和線路，因此嚴(yán)禁短路．第13頁(yè)第13頁(yè)(2)對(duì)一定電源，電流、路端電壓、內(nèi)電壓隨外電路電阻改變而改變，改變情況下列(↑表示增長(zhǎng)，↓表示減少)：外電阻改變情況R↑R→∞R↓R＝0電流I＝I↓I→0I↑I＝E/r內(nèi)電壓U′＝Ir＝E－IRU′↓U′→0U′↑U′→E路端電壓U＝IR＝E－IrU↑U→EU↓U→0第14頁(yè)第14頁(yè)尤其提醒：電路動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題是指由于斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)等造成電路結(jié)構(gòu)、電阻發(fā)生了改變，一處改變又引起了一系列改變．只要純熟掌握串并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律即可順利求解這類問(wèn)題．第15頁(yè)第15頁(yè)(·貴州興義市清華試驗(yàn)中學(xué)高二檢測(cè))如圖電路中，在滑動(dòng)變阻器滑片P向上端a滑動(dòng)過(guò)程中，兩表示數(shù)情況為 ()第16頁(yè)第16頁(yè)A．電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)減少B．電壓表示數(shù)減少，電流表示數(shù)增大C．兩電表示數(shù)都增大D．兩電表示數(shù)都減少答案：A第17頁(yè)第17頁(yè)(1)由U外＝E－Ir可知，U外－I圖像是一條斜向下直線，以下圖所表示．(2)縱軸截距等于電源電動(dòng)勢(shì)E；橫軸截距等于外電阻短路時(shí)電流I0＝E/r.(3)直線斜率絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻．即r＝＝＝|tanθ|.斜率越大，表明電源內(nèi)阻越大.第18頁(yè)第18頁(yè)(1)在純電阻電路中電源釋放功率P釋＝EI＝，電源內(nèi)部消耗功率P內(nèi)＝I2r.電源輸出功率P出＝U路I＝.且P釋＝P內(nèi)＋P出．(2)電源輸出功率P出＝＝即當(dāng)R＝r時(shí)，分母最小，即電源輸出功率最大．第19頁(yè)第19頁(yè)尤其提醒：(1)當(dāng)電源輸出功率最大時(shí)，機(jī)械效率η＝50%.當(dāng)R→∞時(shí)，η→100%，但此時(shí)P出→0，無(wú)實(shí)際意義．(2)對(duì)于內(nèi)外電路上固定電阻，其消耗功率依據(jù)P＝I2R來(lái)判斷，與輸出功率大小判斷方法不同．第20頁(yè)第20頁(yè)誤區(qū)1：不會(huì)對(duì)閉合電路動(dòng)態(tài)問(wèn)題進(jìn)行分析點(diǎn)撥：閉合電路中由于局部電阻改變(或開(kāi)關(guān)通斷)引起各部分電壓、電流(或燈泡明暗)發(fā)生改變問(wèn)題分析基本環(huán)節(jié)是：(1)結(jié)識(shí)電路，明確各部分電路串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或電壓表測(cè)量對(duì)象．(2)由局部電阻改變判斷總電阻改變；第21頁(yè)第21頁(yè)(3)由I＝判斷總電流改變；(4)據(jù)U＝E－Ir判斷路端電壓改變；(5)由歐姆定律及串并聯(lián)電路規(guī)律判斷各部分電路電壓及電流改變．第22頁(yè)第22頁(yè)注意：(1)在閉合電路中，任何一個(gè)電阻增大(或減小)，將引起電路總電阻增大(或減小)，該電阻兩端電壓一定會(huì)增大(或減小)，通過(guò)該電阻電流一定會(huì)減小(或增大)．(2)討論定值電阻上電壓(電流)改變時(shí)，可用部分電路歐姆定律分析，當(dāng)討論可變電阻R上電壓(電流)改變時(shí)，不能再用I＝分析，因它電阻改變，電壓也改變，I不好擬定，只能從串、并聯(lián)特點(diǎn)進(jìn)行分析．第23頁(yè)第23頁(yè)圖中電阻R1、R2、R3阻值相等，電池內(nèi)阻不計(jì)．開(kāi)關(guān)S接通后流過(guò)R2電流是S接通前 ()A.B.C.D.第24頁(yè)第24頁(yè)解析：此題考察閉合電路歐姆定律及電阻串、并聯(lián)．設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，R1＝R2＝R3＝R，則S接通時(shí)，I2＝S斷開(kāi)時(shí)，I′2＝，因此＝，故B項(xiàng)正確．答案：B點(diǎn)評(píng)：利用閉合電路歐姆定律解題，關(guān)鍵要明確外電路各電阻連接關(guān)系求出R外，再利用串并聯(lián)電路規(guī)律求各部分電壓、電流、功率等，另外還要明確，內(nèi)阻不計(jì)電源，無(wú)論電流多大，U內(nèi)＝O，U外＝E，即電源兩極間電壓等于電動(dòng)勢(shì)，為恒壓電源．第25頁(yè)第25頁(yè)(·石家莊模擬)如圖所表示，電源E＝3.2V，電阻R＝30Ω，小燈泡L額定電壓為3.0V，額定功率為4.5W，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接位置1時(shí)，電壓表讀數(shù)為3V，那么當(dāng)開(kāi)關(guān)S接位置2時(shí)，小燈泡L發(fā)光情況是 ()第26頁(yè)第26頁(yè)A．正常發(fā)光B．很暗，甚至不亮C．不正常發(fā)光，僅比正常發(fā)光略暗一些D．小燈泡有也許被燒壞答案：B解析：當(dāng)S接1時(shí)，由閉合電路歐姆定律I＝ ＝，得：r＝2Ω.小燈泡正常發(fā)光時(shí)，R燈＝＝2Ω.當(dāng)S接2時(shí)，U燈＝R燈＝1.6V<3V，故小燈泡不能正常發(fā)光，小燈泡將很暗，甚至不亮，因此B正確.第27頁(yè)第27頁(yè)在以下圖所表示電路中R1、R2、R3和R4皆為定值電阻，R5為可變電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r0.設(shè)電流表A讀數(shù)為I，電壓表V讀數(shù)為U.當(dāng)R5滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端移動(dòng)時(shí) ()第28頁(yè)第28頁(yè)A．I變大，U變小B．I變大，U變大C．I變小，U變大 D．I變小，U變小解析：當(dāng)滑頭向a移動(dòng)時(shí)，R5阻值變小，使R2、R4、R5總阻值Rab變小，從而引起總外阻R外變小．由I總＝知I總變大．由U＝E－I總·r0得U變?。騏＝U1＋U3＋Uab＝I總R1＋I(xiàn)總R3＋Uab得到Uab變小，因此電流表A數(shù)值變?。绢}應(yīng)選D.答案：D第29頁(yè)第29頁(yè)點(diǎn)評(píng)：在討論電路中電阻發(fā)生改變后引起電流、電壓發(fā)生改變問(wèn)題時(shí)，應(yīng)依據(jù)電路結(jié)構(gòu)，由局部到整體思緒，得到總電流改變情況，然后再到局部分析出電壓和支路電流改變情況．第30頁(yè)第30頁(yè)(·上海市十四校聯(lián)考)如圖所表示電路中，已知電源內(nèi)阻r>R2，電阻R1阻值小于滑動(dòng)變阻器R0最大阻值．閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑臂P由變阻器右端向左滑動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確有 ()第31頁(yè)第31頁(yè)A．V1示數(shù)先變小后變大，V2示數(shù)先變大后變小B．R2上消耗功率先變小后變大C．電源輸出功率先變小后變大D．A1示數(shù)不斷減小，A2示數(shù)不斷變大答案：BD第32頁(yè)第32頁(yè)以下圖所表示電路中，電源內(nèi)阻r＝4Ω，電阻R1＝2Ω，滑動(dòng)變阻器R2＝4Ω時(shí)，電源內(nèi)部熱功率是4W.則電源輸出最大功率是________．當(dāng)R2電功率有最大值時(shí)，R2＝________.第33頁(yè)第33頁(yè)解析：由題意知P內(nèi)＝I2r＝4W，r＝4Ω，此時(shí)回路電流I＝1A.而外電路總電阻R1＋R2＝6Ω，E＝I(R＋r)＝10V.電源輸出最大功率時(shí)，內(nèi)外電阻相等，即R2′＝2Ω時(shí)，r＝R1＋R2′＝4Ω，I′＝＝A＝A，P出＝I′2(R1＋R2′)＝×4W＝6.25W，為最大．求R2最大電功率，可將R1當(dāng)作電源內(nèi)阻一部分，此時(shí)r′＝r＋R1＝6Ω.當(dāng)R2＝6Ω時(shí)為所求值．答案：6.25W；6Ω點(diǎn)評(píng)：認(rèn)真體會(huì)本題第2問(wèn)中解題思緒．

第34頁(yè)第34頁(yè)如圖所表示電路中，電路消耗總功率為40W，電阻R1為4Ω；R2為6Ω，電源內(nèi)阻r為0.6Ω，電源效率為94%，求：(1)ab兩點(diǎn)間電壓；(2)電源電動(dòng)勢(shì)．第35頁(yè)第35頁(yè)答案：(1)Uab＝4.8V(2)E＝20V解析：電源內(nèi)部熱功率P內(nèi)＝I2r，又P內(nèi)＝P總(1－η)，因此I＝＝2A.由于R1、R2并聯(lián)，因此Uab＝I＝4.8V.由P總＝IE，可得E＝＝20V.第36頁(yè)第36頁(yè)如圖電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻r＝1Ω，R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝5Ω，C1＝4μF，C2＝1μF，當(dāng)S閉合時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，C1和C2所帶電荷量分別是Q1＝________，Q2＝________；當(dāng)S斷開(kāi)后，通過(guò)R1電荷量是________，通過(guò)R2電荷量是________，通過(guò)R3電荷量是________．

第37頁(yè)第37頁(yè)解析：首先擬定C1、C2兩端電壓情況是解題關(guān)鍵，由于R3中無(wú)法形成電流，C1兩端電壓為R2電壓，C2兩端電壓為a、c間電壓，然后由歐姆定律，擬定其電壓數(shù)值，由C＝求出Q1、Q2.當(dāng)S斷開(kāi)后，弄清C1、C2放電路徑，擬定通過(guò)各電阻電荷量．因R3中無(wú)電流，因此c、d兩點(diǎn)等電勢(shì)，因此C1電壓為Ubc＝＝4V，C2電壓為Uac＝＝10V，因此Q1＝C1Ubc＝1.6×10－5C，Q2＝C2Uac＝1×10－5C.第38頁(yè)第38頁(yè)當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，C1通過(guò)R2、R3放電，C2通過(guò)R1、R2、R3放電．因此通過(guò)R1總電荷量為Q2＝1×10－5C，通過(guò)R2總電荷量為Q＝Q1＋Q2＝2.6×10－5C，通過(guò)R3總電荷量為Q＝Q1＋Q2＝2.6×10－5C.點(diǎn)評(píng)：①R3中無(wú)電流，容易誤解為通過(guò)R3電荷量為零．②R1、R2串聯(lián)，容易誤解為通過(guò)R1、R2電荷量相同．第39頁(yè)第39頁(yè)如圖所表示電路，外電阻皆為R，電源內(nèi)阻為，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，在電容器極板間放一個(gè)質(zhì)量為m，帶電荷量為q電荷恰能靜止，在S閉合時(shí)，電容器極板間放一個(gè)質(zhì)量仍為m，帶電荷量為q′電荷，恰能靜止，則q∶

q′＝________.第40頁(yè)第40頁(yè)答案：D解析：S斷開(kāi)時(shí)，R外＝R，電容器兩極板間電壓為路端電壓U＝IR＝＝E，電荷靜止，則mg＝當(dāng)S閉合時(shí)，R′外＝＝R電容器兩極板間電壓：電荷靜止mg＝q′因此q∶q′＝U′∶U＝5∶16第41頁(yè)第41頁(yè)右圖是某同窗在科技制作活動(dòng)中自制電子秤原理圖．利用電壓表(內(nèi)電阻很大)示數(shù)來(lái)批示物體質(zhì)量．托盤(pán)與電阻可忽略彈簧相連，托盤(pán)與彈簧質(zhì)量均不計(jì)．滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端與彈簧上端連接，當(dāng)托盤(pán)中沒(méi)有放物體時(shí)，電壓表示數(shù)為零．設(shè)變阻器總電阻為R，總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，限流電阻為R0，彈簧勁度系數(shù)為k.若不計(jì)一切摩擦和其它阻力．第42頁(yè)第42頁(yè)(1)求出電壓表示