初中物理的升华,高中物理的衔接电学拓展篇(课件展示)

初中物理的升华，高中物理的衔接——电学拓展篇【一】、电压表和电流表的改装一、表头G1、表头的构造及原理：主要有永磁体和放入磁场中的可转动的线圈组成，线圈上连着指针。当线圈通上电流时，线圈就会在磁场力的作用下带动指针一起转动，电流越大，指针偏转的角度也越大（电流相同，指针偏角相同）。由指针所指的标有电流值的刻度盘上的位置就可以读出通过表头（线圈）的电流值。由欧姆定律知，电压和电流成正比，因而刻度盘上标出电压值，就可以由指针位置读出表头两端的电压值即小量程电流表3、表头的满偏电压和满偏电流都比较小，通常所用电压表和电流表都是用小量程的电流表（表头）改装而成的。2、表头的几个参数表头的电阻Rg叫电流表的内阻（线圈本身的电阻），指针偏转到最大位置时的电流Ig叫满偏电流，当电流表通过的电流是满偏电流时加在电流表两端的电压Ug叫满偏电压。由欧姆定律可知：Ug=IgRg所以，表头既是一个量程为Ig的电流表，又是一个量程为Ug的电压表，而且还是一个阻值为Rg的小电阻。GIgRg二、电压表改装V1、改装在表头上串联一个电阻，就可以把小量程的电流表改装成一个较大量程的电压表:我们看到：串联电阻R起到了分压的作用，实际上加在表头两端的最大电压还是等于表头的满偏电压Ug，通过表头的最大电流还是Ig。改装后的电压表的内阻为RV，电压表的最大量程为U。GUgIgRgRURUVUIgRV等效为【例题1】一电流表G，内阻Rg=20Ω，满偏电流Ig=1mA，把它改装成3V的电压表，需串联一个多大的电阻？【问题1】量程为3V的电压表的含义是什么？【问题2】该电压表的内阻多大?【问题3】需串联一个多大的电阻？小结：从上面的分析可以看出：1.把电流表改装成电压表，需要给电流表串联一个阻值大的电阻2.改装后的电压表量程越大，需要给电流表G串联的分压电阻越大，改装后的电压表内阻越大。电表的改装——把电流表改为电压表GUgIgRgRURU2980Ω三、电流表改装A1、改装在表头上并联一个电阻，就可以把小量程的电流表改装成一个较大量程的电流表:我们看到：并联电阻R起到了分流的作用，实际上通过表头的最大电流还是等于满偏电流Ig改装后的电流表的内阻为RA，电流表的最大量程为I。AIURAGIIgIRRgR等效为【例题2】电流表G，内阻Rg=20Ω，满偏电流Ig=3mA，要改装成量程为0.6A的电流表，应该如何改装？问题1：量程为0.6A的电流表的含义是什么？问题2：此电流表(量程0.6A)的表头内阻为多少？【问题3】需并联一个多大的电阻？电表的改装——把电流表改为安培表R=0.101ΩGIIgIRRgR（试卷）1、(2011年黄冈)已知电流表的内阻Rg＝120Ω，满偏电流Ig＝3mA，要把它改装成量程是6V的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3A的电流表，应并联多大的电阻？R=1880ΩR=0.12Ω（试卷）2、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V和15V两个电压表，将它们串联接人电路中，指针偏角之比为______，读数之比________。用相同电流计改装成0.6A和3A的两个电流表将它们并联接入电路中，指针偏角之比_______，读数之比_________．1：11：51：11：5【二】闭合电路的欧姆定律及路端电压与负载的关系1、闭合电路用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路.内电路:电源内部是内电路.闭合电路部分电路rERK内电路外电路在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。闭合回路的电流方向内电路与外电路中的总电流是相同的。说明：（1）、只适用于纯电阻电路2、闭合电路欧姆定律：U=IR+Ir或I=U/(R+r)IRU外（2）是外电路上总的电势降落（即电压），习惯上叫路端电压.IrU内（3）是内电路上的电势降落（即电压），习惯上叫内电压.3、路端电压与负载的关系外电路两端的电压叫路端电压．如图电路：R增大，R减小，路端电压:U=U总-Ir电流减小，路端电压增大电流增大，路端电压减小E、rsRAV在如图所示的电路中，电源的电压为9V，内阻为1Ω，外电路的电阻R1为17Ω，求电路中的电流和路端电压.若将电阻换为R2=35Ω，情况如何？RSUr课堂训练I=0.5A,U=8.5VI'=0.25A,U'=8.75V（试卷）1、电池的内电阻是0.5Ω，外电路上的电压是2.9V，电路里的电流是0.2A，则电池的电压是_________________V，外电路的电阻是__________________Ω。314.5（试卷）2.如图所示的电路中，电源的电压和内阻分别为E和r，当闭合开关S，向左移动滑动变阻器的滑片时，下列说法正确的是()A.电流表的示数变大，电压表的示数变大B.电流表的示数变大，电压表的示数变小C.电流表的示数变小，电压表的示数变小D.电流表的示数变小，电压表的示数变大D【三】、电源内阻及计算一、实验原理根据闭合电路欧姆定律：U=U外+Ir，改变外电路电阻R，用电流表和电压表测出两组电流I1、I2和路端电压U1、U2，即可得到两个欧姆定律方程：U=U1+I1r，U=U2+I2r，可得到电源的电动势为内阻为U=I1U2-I2U1I1-I2I1U2-I2U1r=U2-U1I1-I21、干电池是我们实验时经常使用的电源，它除了有稳定的电压外，本身也具有一定的电阻。实际使用时，可以把干电池看成一个理想的电源(即电阻为零)和一个电阻，串联组成，如图(a)所示。用图(b)所示的电路可以测量出一个实际电源的电阻值。图中R=14Ω，开关S闭合时；电流表的读数I=0．2A；已知电源电压U=3V，求电源电阻r的大小。二、练习巩固r=1Ω2、如图，R＝4Ω当开关S断开时电压表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的读数为1.2V则该电源的电压U和内电阻分别为多少?U=1.5V，r=1Ω（试卷）1、实际的电源都有一定的电阻，如干电池，我们需要用它的电压U和电阻ｒ两个物理量来描述它。实际计算过程中，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为ｒ的电阻串联而成，如图甲所示：在图乙中R1=14,R2=9。当只闭合S1时，电流表读数I1=0.2A；当只闭合S2时，电流表读数I2=0.3A，把电源按图甲中的等效方法处理。求电源的电压U和电阻ｒ。U=3V，r=1Ω（试卷）2、如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：电源的电压U和内阻r。答案：U=6V，r=1Ω2、如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：电源的电压U和内阻r。答案：U=6V，r=1Ω2、如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：电源的电压U和内阻r。2、如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：电源的电压U和内阻r。2、如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：电源的电压U和内阻r。U=6V，r=1Ω【四】、混联电路的简化、分析与计算例1.R=4∥(2+3∥6)=2计算举例：R12131611R例2.求下图所示电路的等效电阻。解：由图可知，6Ω、3Ω和2Ω电阻分别连到a和b两点，而4Ω电阻两端连到同一点b上，故被短路。这样，图2.9(a)的电路可以等效成图2.9（b）的电路。其等效电阻为RR=(40∥40+30∥30∥30)=30403030ººR40403030ººR例3.（试卷）1、图1所示电路中，R1=R2=R3=3Ω，R4=R5=R6=6Ω，求M、N两点间的电阻。RMN=3Ω（试卷）2、如图所示电路中，R1=R3=R5=……=R99=5Ω，R2=R4=R6=……=R98=10Ω,R100=5,Ω求AB间得总电阻。RAB=10Ω【五】、混联电路的动态分析问题闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。思路:局部整体局部例1.A灯与B灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是()A、A、B灯都变亮B、A灯亮度不变，B灯变暗C、A灯亮度不变，B灯变亮D、A灯变暗，B灯亮度不变BsRBA三、课堂练习例2如图所示，电源电压U，（内电阻不计）．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，电压表V1、V2示数变化情况及三只灯泡的亮暗，下列说法中正确的是（）A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.V1示数变大D.V2示数变小V2V1L1L2L3PB（试卷）1.如图所示，电键闭合时，当滑动变阻器滑片P向右移动时，试分析L1、L2、L3的亮度变化情况。L1变暗；L2变亮；L3变暗1L2LP3L（试卷）2．如图所示电路中，电源的内电阻不计，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键S，当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，通过各灯的电流怎么变化：I1，I2，I3，I4，电流表的示数，电压表的示数，（选填“变大”、“变小”、“不变”）变大变小不变变小变小不变R1AVR3R2R4USP【六】、输电线路上电压损失及功率的计算1、为什么输电线上有电能损失?由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压.一、输电线上的功率损失(1)减小导线电阻2、如何减少电能损失?RIP2损(2)减小输电线中的电流SLR由电阻定律知(1)减小导线电阻①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.②减小输电线的长度L不可行,因为要保证输电距离.③增加导线的横截面积.可适当增大横截面积.太粗不可能,既不经济又架设困难.方法(2)减小输电线中的电流思考与讨论1.怎样计算输电线路损失的功率?2.在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/?在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/?RIP2损3.哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效?4.怎样计算用户消耗的功率P?5.在保证用户的电功率的前提下,怎样才能减小输电电流?输送输送输送IUP损输送用户PPP-在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是减小输电电流有效的措施．二、输电线路上的电压损失１、电压损失：输电线路始端电压U跟末端电压U’的差值，称为输电线路上的电压损失，U＝U－U’，如图所示：UUU’2、造成电压损失的因素（1）输电线电阻造成电压损失U＝Ir．（2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．注明：初中在计算时只考虑输电线电阻所造成的电压损失高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损失，但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，依照不同的情况，选择合适的输电电压．练习1：输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求(1)输电线中的电流?输电线中损失的电压?用户得到的电压?(1)25A250V150V(2)6250W3750W(2)输电线损失的功率?用户得到的功率?(3)如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率?用户得到的功率?提高输电电压,是减少电能损失的最有效的办法(3)62.5W9937.5W发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电