2019-2020学年高中物理 第2章 章末复习课课件 教科版选修3-1

第二章直流电路章末复习课巩固识整合层知1．基本概念(1)电流①定义式：I＝__．②微观表达式：I＝________．③方向：与______定向移动方向相同．qtnSve正电荷(2)电阻①定义式：R＝__．②决定式：R＝____．2．基本规律(1)电阻定律：R＝____．(2)欧姆定律①部分电路欧姆定律：I＝__．②闭合电路欧姆定律：I＝_______．UIρlSρlSURER＋r(3)电功和电热①电功：W＝______．②电热(焦耳定律)：Q＝________．(4)电功率①纯电阻：P＝____＝______＝U2R.②电源IUtI2RtIUI2Ra．总功率：P总＝____．b．发热功率：P热＝______．c．输出功率：P出＝____．d．关系：P总＝__________.EII2RIUP出＋P热提升力强化层能纯电阻电路和非纯电阻电路1．对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，W＝Q＝UIt＝U2Rt＝Pt.2．对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热．在这种情况下，不能用I2Rt或U2Rt来计算电功．3．电动机的三个功率及关系(1)输入功率：电动机的总功率．由电动机电路中的电流和电压决定，即P总＝P入＝UI.(2)输出功率：电动机做有用功的功率，也叫机械功率．(3)热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率P热＝I2r.(4)三者关系：P入＝P出＋P热．【例1】有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1＝0.2V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I1＝0.4A；若把电动机接入U2＝2.0V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0A，求电动机正常工作时的输出功率多大．如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大．思路点拨：①电动机不转或被卡住时，相当于纯电阻，欧姆定律适用．②电动机正常工作时，是非纯电阻，欧姆定律不适用．[解析]U1＝0.2V时，电动机不转，此时电动机相当于纯电阻，故电动机线圈内阻r＝U1I1＝0.20.4Ω＝0.5Ω，U2＝2.0V时，电动机正常工作．此时电动机为非纯电阻，则电功率与热功率分别为P电＝U2I2＝2.0×1.0W＝2W.P热＝I22r＝1.02×0.5W＝0.5W.所以电动机的输出功率P出＝P电－P热＝2W－0.5W＝1.5W.此时若电动机转子突然被卡住，则电动机相当于纯电阻，其热功率P热′＝U22r＝2.020.5W＝8W.[答案]8W[一语通关](1)在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，W＝UIt＝I2Rt＝U2Rt和P＝UI＝I2R＝U2R是通用的．(2)在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即W＝UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能，另一小部分不可避免地转化为电热Q＝I2Rt.1．如表所示是一辆电动自行车的部分技术指标，参考表中数据判断以下说法正确的是()载重电源输出电压充电时间电动机额定输出功率电动机额定电压和电流80kg≥36V6～8h180W36V、6AA．电动机正常工作时每秒钟消耗的电能为180JB．电动机正常工作时每秒钟产生的热量为180JC．电动机的内电阻为1ΩD．电动机的内电阻为6ΩC[电动机正常工作时每秒钟消耗的电能E电＝W＝UIt＝36×6×1J＝216J，选项A错误；电动机正常工作时每秒钟产生的热量Q＝E电－P输出t＝216J－180×1J＝36J，选项B错误；由Q＝I2Rt得电动机的内电阻R＝QI2t＝3662×1Ω＝1Ω，选项C正确，选项D错误．]测量电阻的常用方法1．伏安法原理是欧姆定律．用电流表与电压表测出通过电阻的电流和电阻两端电压，根据R＝UI即可求得．2．替代法将待测电压表或电流表看成是一个电阻，与另一个电流表串联，同时使用一个单刀双掷开关，将开关接到一个电阻箱．使待测电表与电阻箱先后与另一电流表串联．调节电阻箱使两次电流表示数不变，则电阻箱的读数应等于电表的内阻．此法对电流表、电压表均可用，电路如图所示：3．半偏法电路如图所示，测电压表内阻时，用图甲；测电流表内阻用图乙．甲乙主要步骤(1)将电阻箱调为0，移动滑动变阻器使电表满偏，不再移动其触头．(2)调节电阻箱，使电表示数变为原来的一半，则电阻箱示数等于电表的内阻．4．多用电表法(粗测)选用多用电表的欧姆挡直接测量即可．【例2】为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数；(3)多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．思路点拨：解答本题时可按以下思路分析：一个直流电阻电路中，若其中的一个电阻被另一电阻代替而电路的电流未变化，则这两个电阻相等，解答本题用电阻替代法．[解析](1)将S拔向接点1，接通S1，通过调节滑动变阻器R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时A0(或标准电流表)的读数I；(2)然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节变阻箱RN，使A0(或标准电流表)的读数仍为I，记下此时RN的读数，在实验期间，用RN代替了A表，而标准表A0的读数不变，故此RN的读数就是待测表A的内阻；(3)为提高精确度，实验时要多次重复上述过程，计算RN读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值.[答案](1)R0A0(或标准电流表)(2)RNA0(或标准电流表)的读数仍为I(3)平均值2．某同学利用图(a)所示电路测量量程为25V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流电源E(电动势3V)，开关1个，导线若干．实验步骤如下：①按电路原理图(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值．回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”)．(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线．(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)．A．100μAB．250μAC．500μAD．1mA[解析](1)在保证电路安全的前提下，分压式电路中的滑动变阻器应选用总阻值小的．(2)见答案图．(3)电压表示数为2.00V，说明电阻箱分压为0.5V，可知RV＝4R＝4×630.0Ω＝2520Ω.(4)I满＝U满RV＝2.5V2520Ω＝1mA.[答案](1)R1(2)如图所示(3)2520(4)D电路故障的分析方法1.仪器检测法(1)用电压表对断路故障判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点．(2)用电压表对短路故障判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该段电路被短路．(3)用欧姆表检测：在使用欧姆表检测电路故障时，一定要注意将待测部分与电路断开．若测得某段电路的电阻是零，说明该部分是短路，若测得某段电路的电阻是无穷大，说明该部分是断路．2．假设法已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理，推理结果若与题述现象相符，则故障发生在该部分电路．否则，故障没发生在该部分电路．用此方法，直到找到故障为止．【例3】如图所示的电路中，电源电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab＝6V，Uad＝0，Ucd＝6V，由此可判定()A．L1和L2的灯丝都烧断了B．L1的灯丝烧断了C．L2的灯丝烧断了D．变阻器R断路C[由题干条件可知，电路中有的地方有电压，说明电源是有电压的．由Uab＝6V和Uad＝0可知外电路上bcd段有断点；由Ucd＝6V可知外电路上cd段有断点，即L2的灯丝烧断了，而且除L2外，灯L1和变阻器R都没有断路，否则也不存在Ucd＝6V．][一语通关]故障特点(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零．(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端的电压为零．3．(多选)如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，过了一会儿，电流表的示数变为零，若电路中故障发生在灯L、电阻R上，用一根导线来判断电路故障，则下列判断正确的是()A．将导线并联在R两端，电流表无示数，一定是L断路B．将导线并联在L两端，电流表无示数，一定是R断路C．将导线并联在R两端，电流表有示数，一定是R断路D．将导线并联在L两端，电流表有示数，一定是L断路CD[电流表的示数变为零，说明电路故障为断路．将导线与用电器并联进行检测时，若电流表有示数，说明与导线并联的用电器断路；若电流表无示数，说明另一个用电器断路或两个用电器都断路．若将导线并联在R两端，电流表无示数，则可能是L断路，也可能是R、L都断路，故选项A错误；若将导线并联在L两端，电流表无示数，则可能是R断路，也可能是R、L都断路，故选项B错误；若将导线并联在R两端，电流表有示数，则一定是R断路，选项C正确；若将导线并联在L两端，电流表有示数，则一定是L断路，选项D正确．]