2011高考物理总复习教案电路分析 8页

‎2011高考物理总复习教案 电路分析 一、 考点梳理：1.[考纲导练]（1）欧姆定律和电阻定律；（2）电功、电功率、电热；（3）电阻的测量；（4）电路连接；（5）电动势和闭合电路欧姆定律。2.[命题预测]本单元命题热点内容依次为：部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律、串并联电路和实验，特别是实验，年年有电学实验。本考点知识又容易联系生活与科研实际，容易与匀强电场电磁感应等内容关联，应高度关注。‎ 二、 热身训练：‎ ‎1．如图1，四个相同的灯泡连结在电路中，比较它们的亮度。正确的说法是（ ）‎ L1‎ L2‎ L3‎ L4‎ U 图1‎ A． L3比L4亮； B. L3比L2亮；‎ C. L1与L3一样亮； D. L1比L2亮 。‎ Ｒ３‎ Ｒ２‎ Ｒ１‎ Ｓ ‎ ‎ ‎2．如图2中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计，开关S接通后流过R2的电流是S接通前的（ ）‎ 图２‎ A. ‎1／2； B. 2／3； C. 1／3； D. 1／4；‎ R3‎ R3‎ R1‎ R2‎ R1‎ S R2‎ 甲 S 乙 图３‎ ‎3．如图3甲所示电路中R1=R2=R3=10。S断开时电压表示数为16Ⅴ。S 闭合时电压表示数为10Ⅴ。若电压表可视为理想的,求:‎ ‎(1)电源电动势和内阻各为多大? ‎ ‎(2)闭合S前后R1消耗的功率分别是多大?‎ ‎(3)若将电路改为图乙所示的电路,其他条件 ‎ 不变,则S断开和闭合时电压表的示数分别 多大? ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ R C E A B 三、 讲练平台：‎ 例1．如图所示，电源电压为E，待平行板电容器充电平衡后，增大两极板间的距离，则对于电阻R来说，在增大极板距离的过程中，通过R的电流方向为 ‎ 例2．有一个小灯泡标有“6V 0.6W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I—U图线，下列器材可供选用： 　　A、电压表（0~5V，内阻10KΩ）　　B、电压表（0~10V，内阻20KΩ） 　　C、电流表（0~0.3V，内阻1Ω） 　　D、电流表（0~0.6V，内阻0.4Ω） 　　E、滑动变阻器（30Ω，2A） 　　F、学生电源（直流9V），还有开关和导线 　　（1）实验中选用电压表应选_________，电流表应选__________，（用序号字母表示） 　　（2）为使实验误差尽可能减小，画出实验电路图。‎ 例3．用伏安法测量某一电阻Rx的阻值，现有实验器材如下： 　　A、待测电阻Rx（阻值大约为5Ω，额定功率为1W） 　　B、电流表A1（0~0.6A，内阻0.2Ω） 　　C、电流表A2（0~3V，内阻0.05Ω） 　　D、电压表V1（0~3V，内阻3KΩ） 　　E、电压表V2（0~15V，内阻15KΩ） 　　F、滑动变阻器R0（0~50Ω） 　　G、蓄电池（电动势为6V） 　　H、电键、导线 　　为了较准确测量Rx的阻值，保证器材的安全，以便操作方便，电压表、电流表应选择________，并画出实验电路图。‎ 四、当堂巩固：‎ ‎1．如图所示，虚线框内是磁感应强度为B的匀强磁场，导线框的三条竖直边的电阻均 为r，长均为L，两横边电阻不计，线框平面与磁场方向垂直。当导线框以恒定速度v 水平向右运动，ab边进入磁场时，ab两端的电势差为U1，当cd边进入磁场时，ab两 端的电势差为U2，则 （ ）‎ ‎ A．U1=BLv B．U1=BLv ‎ ‎ C．U2=BLv D．U2=BLv ‎2．如图所示，理想变压器左线圈与导轨相连接，导体棒ab可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是：‎ a b d B c A．ab棒匀速向右滑，c、d两点中c点电势高 B．ab棒匀加速右滑，c、d两点中d点电势高 C．ab棒匀减速右滑，c、d两点中d点电势高 D．ab棒匀加速左滑，c、d两点中c点电势高 ‎3．如图，电灯的灯丝电阻为2Ω，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3Ω．先合上电键K，过一段时间突然断开K，则下列说法中错误的有( )‎ A．电灯立即熄灭 B．电灯立即先暗再熄灭 C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同 D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反 ‎4. 电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )‎ A． B． ‎ C． D．‎ ‎5. 如图所示，圆环a和b的半径之比，a、b都是用同种材料同样粗细的导线制成的，连接两圆环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感强度始终以恒定的变化率变化，那么将a环和b环分别置于同一磁场时（环面与磁场方向垂直），A、B两点的电势差之比 。‎ ‎6．截面积为‎0.2m2‎的100匝电阻可以忽略不计的线圈A，处在均匀磁场中，磁场的方向垂直线圈截面，如图所示，磁感应强度为B=（0.6－0.2t）T（t为时间，以秒为单位），R1=4Ω，R2=6Ω，C=‎3‎F，线圈电阻不计，求：‎ ‎（1）闭合S2后，通过R2的电流大小和方向；‎ ‎（2）S1切断后，通过R2的电量。‎ ‎7．如图所示,R1=2欧,R2=R3=R4=6，电源内阻r=1，当变阻器R4滑片移到最上端时,电压表的读数为5V,则当变阻器滑片移到最下端时电压表的读数是_______V,当变阻器滑片下段电阻为 _______时,变阻器R4消耗的功率最大,其最大功率是_______‎ R4‎ R3‎ R1‎ R2‎ ‎ ‎ ‎8．如图所示，电源电动势ε=12V，内阻r=0.5Ω，将一盏额定功率16W，额定电压8V的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后与电源相连接，灯光刚好能正常发光。通电100min，求：‎ ‎（1）电源提供能量W电。‎ ‎（2）电源对灯泡和电动机所做的功WL和WM。‎ ‎（3）灯丝和电动机线圈产生的电热QL和QM。‎ ‎（4）电动机的效率。‎ 第8课时答案 二、 热身训练 ‎1．AB ;‎ ‎2.B; ‎ ‎3.解:（１）　S断开时:R1和R2串联，R3仅相当于连接导线 总电流I=Ｕ/Ｒ１＋Ｒ１＝16／10+10＝0.8Ａ Ｅ＝Ｕ＋Ｉr＝16+0.8r①;‎ 当Ｓ闭合时：电压表为Ｒ２的电压，此时Ｒ１和Ｒ２并联，然后与R2串联，‎ 总电流 Ｉ＇＝Ｕ＇/Ｒ２＝１０/１０＝１Ａ 外电路总电阻为：Ｒ＝Ｒ２＋＝１５欧，Ｅ＝I’（15+ r）② 由①①得Ｅ＝２０Ｖ，r＝5，‎ ‎（２）Ｐ１＝Ｉ２Ｒ１＝０．８２×１０Ｗ＝６．４Ｗ；　Ｐ１＇＝（Ｉ＇/２）２Ｒ１＝０．５×１０＝2.5Ｗ ‎（３）若将电路改为乙电路，则Ｓ断开时总电流Ｉ＝Ｅ÷（Ｒ１＋Ｒ２＋r）＝20÷（10+10+5）＝0.8Ａ；‎ 电压表示数为Ｕ１＝ＩＲ１＝0.8×10Ｖ＝８Ｖ．Ｓ闭合时外电路总电阻为 ‎ Ｒ＝（Ｒ１Ｒ２/Ｒ１＋Ｒ２）＋Ｒ３＝15，总电流Ｉ＝Ｅ/Ｒ＋r＝20/15+5 ＝1A ‎ 故电压表示数U2＝IR2/2 ＝5V。‎ 三、 讲练平台 1． B→A ‎2．[解析]： 　　（一）电流表、电压表的选择 　　由小灯泡的标识可知其额定电压为6V，额定电流为 ，在额定电压下的电阻R=60Ω。为了在实验中安全测量，小灯泡两端所加电压不能超过6V，（通过小灯泡的电流不能超过‎0.1A），要测I—U图线，测量数据中应包含额定电压值。因此电压表应选择B，电流表应选择C。 　　（二）电流表内外接法的选择 　　由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接都将引起误差。为了减小误差，当被测电阻R较小时一般采用外接法，被测电阻R较大时应采用内接法，即“大内小外”。如何确定被测电阻R是较大还是较小呢？我们可以计算两种接法的相对误差，当满足条件：电流表内阻RA远小于电压表内阻RV时，若两种接法的相对误差相等，此时的被测电阻近似为： ，我们称R0为临界电阻。即当被测电阻RR0时认为电阻较大，内接法误差小。 　　此题中，计算 ，大于灯泡的最大阻值60Ω，因此选用电流表外接法。 　　在具体实验中若RA、RV均未知的情况下，可用试触的方法判定，即通过改变电表的连接方式看电流表、电压表变化大小来确定。 　　思考：当电流表变化大应采用哪种接法？ 　　（三）控制电路的选择 　　为改变被测电阻两端的电压（或被测电阻中的电流强度），常用 滑动变阻器与电源接成不同的形式如图所示：‎ ‎（1）为限流接法；（2）为分压接法。两种接法区别之一是：当滑动变阻器的滑动头由a到b移动的过程中，被测电阻上R上的电压调节范围不同。（1）为 ε→ε；（2）为0→ε；另外从电能的损耗上（1）比（2）要小；（1）中滑动变阻器的全阻值R1大于被测电阻R，（2）中滑动变阻器的全阻值R1小于被测电阻R。 　　从减小电能损耗的角度考虑，通常选用滑动变阻器的限流接法，但从前面所说的原则综合分析时，若出现下列情况，则必须选用分压接法。 　　①若采用限流电路时，如果电路中的最小电流大于、等于被测电阻的R的额定电流时，必须选用分压电路； 　　②若实验要求电压的变化范围较大（或要求多次测量，多组数据）但滑动变阻器的全阻值R1远小于被测电阻R，不能满足实验要求时，必须采用分压电路； 　　③实验中要求电压从零开始移动并连续变化时需采用分压电路； 　　 ‎ ‎ 　　　　本问题若采用限流电路，电路中的最小电流为： 　　Imin等于小灯泡额定电流，变阻器P无法对电流进行调节，故必须采用分压电路。实验图如图所示 　　 3. [解析] 　　1、确定电流表、电压表的量程。被测电阻Rx的额定电压、额定电流分别为 　　 　　则电流表选用A1，电压表选用V1 　　2、确定电流表的内、外接法 　　计算临界电阻 ，RXRX，会操作不方便，因此应选择变阻器的限流接法。电路如图所示。 　　 ‎ 四、当堂巩固 ‎1．BD ‎2．BD ‎3．ACD ‎4．A ‎5.2:1 ‎ ‎6．解: （1） E=SΔB/ΔT I=E/( R1+ R2)‎ 所以I=0.04(A)方向a→b;‎ ‎（2）Q=CUR2‎ UR2=IR2‎ 所以Q=7.2×10－6(C)‎ ‎7．４Ｖ，２Ω，２Ｗ；　‎ ‎8．[解析] （1）电源U路=8V 由ε=U路+Ir 得电源总电流I=（ε-U路）/r=A=8A 电源总功率P1=Iε=96W 电源提供总能量W1=P1·t=96×100×60J=5.76×105J ‎（2）灯泡功率PL=16W 灯泡消耗电能WL=P2·t=16×100×60J=9.6×104J 电源对电动机提供电能WM=PMλ·t ‎=(8-2)×8×100×60J=2.88×105J ‎（3）灯光消耗功率近似看成全部转化为电热 所以灯丝产生电热QL=WL=9.6×104J 电动机线圈产生电热QM=I2Mrm·t=62×0.5×100×60J=1.08×105J ‎（4）电动机产生效率η==62.5%‎ ‎[说明] 本题数字较大，但只要概念清晰，分清电功、电功率、热功率、总功率和效率等含义即可顺利解答。‎