高中物理 第2章 恒定電流章末小結課件 新人教版選修3-1.ppt
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成才之路 · 物理,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 · 選修3-1,恒定電流,第二章,1.1.1 集合的概念,章末小結,第二章,一、電路故障問題的分析 電路故障一般是短路或斷路,常見的情況有導線斷芯、燈泡斷絲、燈座短路、電阻器內(nèi)部斷路、接觸不良等現(xiàn)象,檢查故障的基本方法有兩種: 1.儀表檢測法 (1)斷路故障的判斷:用電壓表與電源并聯(lián),若有電壓,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表指針偏轉,則該段電路中有斷點。 (2)短路故障的判斷:用電壓表與電源并聯(lián),若有電壓,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,則該電路被短路。若電壓表示數(shù)不為零,則該電路沒有被短路或不完全被短路。,2.假設法 已知電路發(fā)生某種故障,尋找故障發(fā)生的位置時,可將整個電路劃分為若干部分;然后逐一假設某部分電路發(fā)生故障,運用歐姆定律進行正向推理。推理結果若與題述物理現(xiàn)象不符合,則故障不是發(fā)生在這部分電路;若推理結果與題述物理現(xiàn)象符合,則故障可能發(fā)生在這部分電路。直到找出發(fā)生故障的全部可能為止,亦稱排除法。,如圖所示的電路中,1、2、3、4、5、6為連接點的標號。在開關閉合后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮?,F(xiàn)用多用電表檢查電路故障,需要檢測的有:電源、開關、小燈泡、3根導線以及電路中的各連接點。,,(1)為了檢測小燈泡以及3根導線,在連接點1、2已接好的情況下,應當選用多用電表的________________擋。在連接點1、2同時斷開的情況下,應當選用多用電表的_________ _______擋。 (2)在開關閉合情況下,若測得5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢,則表明________________________可能有故障。 (3)將小燈泡拆離電路,寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟。 ________________________________,解析:(1)當連接點1、2已接好時,電路中已有電壓存在,故需用電壓擋來檢測電路。當連接點1、2同時斷開時,電路中沒有電源提供電壓,要檢測電路故障,只有通過測各段電路的電阻是否異常,故采用歐姆擋。 (2)當電路中兩點間有電壓時,這表明在此兩點之外的電路與電源兩極是接通的。當測出兩點間電壓等于電源電壓而又確定電路故障是斷路引起時,就可以確定斷路位置在此兩點之間。,(3)①調(diào)到歐姆擋; ②將紅、黑表筆相接,檢查歐姆擋能否正常工作; ③測量小燈泡的電阻。如電阻無窮大,表明小燈泡有故障。 答案:(1)電壓 歐姆 (2)開關或連接點5、6 (3)見解析,規(guī)格為“220V 36W”的排氣扇,線圈電阻為40Ω,求: (1)接上220V電壓后,排氣扇轉化為機械能的功率和發(fā)熱的功率; (2)如果接上電源后,扇葉被卡住,不能轉動,求電動機消耗的功率和發(fā)熱的功率。,答案:(1)P熱=1W P機=35W (2)P機=P熱=1210W。 點評:電機被卡住不能轉動,電能不再轉化為機械能,完全轉化成內(nèi)能。,(河南洛陽一中2014~2015學年高二上學期檢測)如圖甲所示電路中,閉合電鍵S,當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動的過程中,四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化.圖乙中三條圖線分別表示了三個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況,以下說法正確的是( ),,A.圖線a表示的是電壓表V3的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況 B.圖線c表示的是電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況 C.此過程中電壓表V1示數(shù)的變化量ΔU1和電流表示數(shù)變化量ΔI的比值變大 D.此過程中電壓表V3示數(shù)的變化量ΔU3和電流表示數(shù)變化量ΔI的比值不變,答案:ABD,四、電學實驗中的幾個問題 1.進行儀器選擇、電路設計時,應注意以下原則: (1)安全性原則:所選元件在電路中不能被損壞,如電壓表或電流表的電路中時,各對應物理量不超過它們的量程。 (2)目的性原則:所設計的電路應能夠達到實驗的目的。 (3)準確性原則:選取儀器或器材時應考慮減小系統(tǒng)誤差,如電壓表或電流表的指針偏轉應盡可能指在中間刻度附近。 (4)方便操作原則:所設計的實驗容易達到實驗目的,且又簡捷、方便。 (5)經(jīng)濟實惠原則:所設計的電路中所用的儀器應在大多數(shù)實驗室能找到,本原則也可稱為可實施原則。,2.電壓表、電流表及多用電表的讀數(shù) (1)電壓表、電流表和多用電表的直流電壓、直流電流擋的讀數(shù),要看清選擇的量程和分度值。 (2)多用電表的歐姆擋的讀數(shù)要看清選擇的倍率,如:×1、×10、×100等。 3.實驗儀器的選取 (1)電源允許通過的最大電流要大于電路中的實際電流。 (2)用電器的額定電流應大于或等于通過它的實際電流。 (3)電壓表和電流表的量程不能小于被測電壓和電流的最大值。,5.電路的實物連接方法 (1)先圖后連,先串后并。 (2)看準極性,接線到柱。 (3)明確量程,檢查定位。 6.數(shù)據(jù)的處理方法 (1)公式法:物理意義比較明確。 (2)圖象法:有取平均值的效果,結果比較準確。 7.儀器代換 (1)一個定值電阻和一個電流表可以代換電壓表。 (2)小量程電流表可以改裝后再接入電路。,(河南新鄭市2014~2015學年高二上學期期中)有一個小燈泡上標有“4V 2W”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I-U圖線,有下列器材供選用: A.電壓表(0~5V,內(nèi)阻10kΩ) B.電壓表(0~10V,內(nèi)阻20kΩ) C.電流表(0~0.3A,內(nèi)阻1Ω) D.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻0.4Ω) E.滑動變阻器(5Ω,1A) F.滑動變阻器(500Ω,0.2A),(1)實驗中電壓表應選用_______,電流表應選用_______。為使實驗誤差盡量減小,要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù),滑動變阻器應選用________(用序號字母表示)。 (2)請在圖1方框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖,并把由圖2中所示的實驗器材用實線連接成相應的實物電路圖。,,(2)由于燈泡電阻遠小于電壓表內(nèi)阻,所以電流表采用外接法。 故電路圖、實物連線圖如圖所示 答案:(1)A,D,E (2)見解析,,1.本章為電學基礎知識,從近幾年高考試題來看,命題多集中在部分電路歐姆定律,串、并聯(lián)電路,閉合電路歐姆定律這三個知識點上,其次是電功率和直流電路的動態(tài)分析。 2.由于該部分知識與學生實驗結合緊密,因此電學實驗是高中物理實驗中的重點,也是高考實驗考查的熱點內(nèi)容??疾榧染唧w又靈活,象儀器的選擇、讀數(shù)、器材的連接、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等,每年的高考試題中都有所涉及,在學習中應予以足夠重視。對于基本的多用電表的認識和使用,常見的測量電阻的方法,滑動變阻器、電壓表、電流表等電學元件的使用等應該牢牢地掌握。,(2015·全國卷Ⅰ,23)圖(a)為某同學改裝和校準毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。,,(1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100 Ω,滿偏電流為1 mA;R1和R2為阻值固定的電阻.若使用a和b兩個接線柱,電表量程為3 mA;若使用a和c兩個接線柱,電表量程為10 mA。由題給條件和數(shù)據(jù),可以求出R1=________Ω,R2=________Ω。 (2)現(xiàn)用一量程為3 mA、內(nèi)阻為150 Ω的標準電流表對改裝電表的3 mA擋進行校準,校準時需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。電池的電動勢為1.5 V,內(nèi)阻忽略不計;定值電阻R0有兩種規(guī)格,阻值分別為300 Ω和1000 Ω;滑動變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為750 Ω和 3000 Ω。則R0應選用阻值為________Ω的電阻,R應選用最大阻值為________Ω的滑動變阻器。,(3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大,利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R′為保護電阻,虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點應和接線柱________(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是:________。,一、選擇題(單選題) 1.(2015·安徽理綜,17)一根長為L、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,棒內(nèi)產(chǎn)生電流,自由電子定向運動的平均速率為v,則金屬棒內(nèi)的電場強度大小為( ) 答案:C,,,A.將接線柱1、2接入電路時,每一小格表示0.04 A B.將接線柱1、2接入電路時,每一小格表示0.02 A C.將接線柱1、3接入電路時,每一小格表示0.06 A D.將接線柱1、3接入電路時,每一小格表示0.01 A 答案:C,解析:A、B項,將接線柱1、2接入電路時電阻R1分流,阻值為電流表的一半,通過R1的電流為通過電流表電流的2倍,量程擴大為原來的3倍,所以每一小格表示0.06A,故A、B項錯誤。C、D項,將接線柱1、3接入電路時,電流表先與R1并聯(lián),然后與R2串聯(lián),串聯(lián)電路對電流表量程無影響,電阻R1分流,電流表量程變?yōu)樵瓉淼?倍,每一小格表示0.06A,故C項正確,D項錯誤。,二、非選擇題 3.(2015·全國卷Ⅱ,23)電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍。某同學利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法),實驗室提供的器材如下: 待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約為3000Ω),電阻箱R0(最大阻值為99999.9Ω),滑動變阻器R1(最大阻值100Ω,額定電流2A),電源E(電動勢6V,內(nèi)阻不計),開關2個,導線若干。 (1)虛線框內(nèi)為該同學設計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分,將電路圖補充完整。,(2)根據(jù)設計的電路,寫出實驗步驟: ________________________________。 (3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為R′V,與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比,R′V________RV(填“”、“=”或“”),主要理由是____________________。,,答案:(1)實驗電路如圖所示:,,(2)移動滑動變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在支路分壓最小;閉合開關S1、S2,調(diào)節(jié)R1,使電壓表指針滿偏;保持滑動變阻器的滑片的位置不變,斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱R0,使電壓表的指針半偏;讀取電阻箱所示的電阻值,即為測得的電壓表的內(nèi)阻。 (3) 斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài),電壓表所在支路的總電阻增大,分得的電壓也增大,此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓,故R′VRV。 解析:(1)由于R1的總阻值遠小于測量電路總電阻,故控制電路采用分壓式接法,電路圖見答案。 (2)(3)見答案。,4.(2015·浙江理綜,22)圖1是小紅同學在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的實物連接圖。,,(1)根據(jù)圖1畫出實驗電路圖; (2)調(diào)節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖2中的①、②、③、④所示,電流表量程為0.6 A,電壓表量程為3 V。所示讀數(shù)為:①________、②________、③________、④________.兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為________和________。,答案:(1)如圖 (2)①0.10A ②0.24A ③2.00V ④0.27 V (8.3±0.1)Ω (2.7±0.1)Ω (后兩空如填為(2.7±0.1)Ω和(8.3±0.1)Ω也行),,解析:(1)從實物圖中可知電壓表測量燈泡兩端電壓,電流表采用外接法,滑動變阻器采用分壓接法,故電路圖如圖所示,,5.(2015·天津理綜,9)用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5 V,內(nèi)電阻約1 Ω)的電動勢和內(nèi)電阻,除待測電池組、電鍵、導線外,還有下列器材供選用: A.電流表:量程0.6 A,內(nèi)電阻約1 Ω B.電流表:量程3 A,內(nèi)電阻約0.2 Ω C.電壓表:量程3 V,內(nèi)電阻約30 kΩ D.電壓表:量程6 V,內(nèi)電阻約60 kΩ E.滑動變阻器:0~1000 Ω,額定電流0.5 A F.滑動變阻器:0~20 Ω,額定電流2 A,(1)為了使測量結果盡量準確,電流表應選用________,電壓表應選用________,滑動變阻器應選用________(均填儀器的字母代號)。 (2)下圖為正確選擇儀器后,連好的部分電路.為了使測量誤差盡可能小,還需在電路中用導線將__________和__________ 相連、__________和__________相連、________和________相連(均填儀器上接線柱的字母代號)。,(3)實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了,于是不再使用電流表,剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器,重新連接電路,仍能完成實驗。實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應電壓表的示數(shù)U。用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù),為在直角坐標系中得到的函數(shù)圖象是一條直線,則可以________為縱坐標,以________為橫坐標。,解析:(1)此次實驗電流表內(nèi)阻對實驗沒有影響,選擇小量程電流表,減小讀數(shù)誤差;串聯(lián)電池的電動勢約為4.5 V,電壓表應選擇D項;接入電路中的電阻在滿足要求的條件下不宜過大,容易調(diào)節(jié),故滑動變阻器應選F。 (2)電壓表的內(nèi)阻相對滑動變阻器的內(nèi)阻較大,流經(jīng)電壓表的電流可以忽略不計,所以選擇電流表內(nèi)接法,以減小誤差。,- 配套講稿:
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