物理选修3-1第二章电路复习课件(详细知识点+典型例题)

电动势电源和电流简单的逻辑电路串联电路和并联电路欧姆定律焦耳定律电阻定律多用电表闭合电路欧姆定律实验：测定电池的电动势和内阻第二章恒定电流1、电阻定律:内容：同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;表达式:SlR2、电阻率：反映材料导电性能好坏的物理量。单位:m欧·米（）2.1导体的电阻电阻率与温度的关系金属：T合金：电阻几乎不随温度变化锰铜合金、镍铜合金标准电阻电阻温度计某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0超导体半导体：T热敏电阻考点1：求拉伸之后的电阻值1、一条粗细均匀的电阻丝，电阻为R，圆形横截面的直径为d。若将它拉制成直径为d/10的均匀细丝，电阻变为()A.R/10000B.R/100C.10000RD.100R考点2：实验（求金属丝的电阻率）【实验原理】2=4UdIL由得，，因此，只要测出金属丝的长度L，横截面直径d和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ.LRS【实验器材】长度L的测量——米尺或者毫米刻度尺(精确到mm的下一位）；横截面直径d的测量——螺旋测微器（精确到0.001mm);电阻R的测量——伏安法测量，需要电压表跟电流表；除此以外还需要两块干电池、导线、开关。【实验电路图】图1【注意事项】1、用螺旋测微器测金属丝的直径应在三个不同的位置各测一次，求其平均值；2、用毫米刻度尺测量金属丝接入电路中的有效长度，至少要测量三次，取其平均值；3、被测金属丝电阻较小，要选用电流表外接法；4、伏安法测电阻时，通电金属导体电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高影响阻值。【备注】游标卡尺以及螺旋测微器的使用测量值=主尺读数+对齐格数*（1/分度值），不用估读测量值=固定尺读数+对齐格数*0.01，估读到0.001mm【备注】伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测=Ux+UA电压表分流I测=Ix+IV电阻测量值R测=U测/I测=Rx+RARx测量值大于真实值R测=U测/I测=RxRV/(Rx+RV)Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx适用于测量大电阻小电阻【备注】滑动变阻器接法：限流式和分压式(如图所示)(1)负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电阻R，须用分压式接法．(2)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式接法．【例2】某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：A．电池组(3V，内阻约1Ω)B．电流表A1(0～3A，内阻0.0125Ω)C．电流表A2(0～0.6A，内阻约0.125Ω)D．电压表V1(0～3V，内阻4kΩ)E．电压表V2(0～15V，内阻15kΩ）F．滑动变阻器R1(0～20Ω，允许最大电流1A)G．滑动变阻器R2(0～2000Ω，允许最大电流0.3A)H．开关、导线若干练习：(1)实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号)．(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时，应采用安培表________接法，将设计的电路图画在下面虚线框内．(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图所示，则读为____mm.(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝______.3、如图，电路中测量Rx的阻值时，下列关于电表产生的误差说法正确的是（）A、由于电压表的分流作用，使电阻测量值略小于真实值B、由于电流表的分压作用，使电阻测量值略大于真实值C、电压表内组越大，测量越精确D、电流表内阻越大，测量越精确IUR一、电阻：1、定义式：(取决于导体本身，与U、I无关)2、决定式：slRρ1Ｍ=1062.2对电阻的进一步研究二、欧姆定律：RUI1、公式：2、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不适用。三、导体的伏安特性曲线（I-U图象）图线斜率表示电阻的倒数UIRUI1斜率k=tanα=12R1R2四、并联电路的特殊规律123I01/R并=1/R1+1/R2+1/R3推论：❶R1和R2并联：R并=R1R2/R1+R2❷n个阻值为R的电阻并联：R并=R/n❸R并小于任一支路电阻（R串大于任一支路电阻），一支路电阻增大，R并增大考点3：考查伏安特性曲线4、如图所示为实验测得的小灯泡的I－U曲线，由图象可知()A．灯泡的电阻随两端电压的增加而变小，RA＞RBB．灯泡在状态A时的电阻等于连线OA的斜率的倒数C．灯泡在状态A时的电阻等于A点处切线的斜率的倒数D．该实验说明，对于灯丝材料——钨，欧姆定律不适用考点4：电压或电流的极值问题的处理A．图甲两端允许加的最大电压为60VB．图乙干路允许流过的最大电流为3.5AC．图丙两端允许加的最大电压为17.5VD．以上说法均不正确5.有三个电阻的阻值及额定功率分别为R1=10Ω,P1=10W，R2=20Ω、P2=80W，R3=5Ω、P3=20W，它们组成的电路如图甲、乙、丙所示，关于关于各图的说法正确的是（）1、为了使灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压．所以滑动变阻器选用分压式接法；（在闭合开关，做实验之前要把滑动变阻器的滑片滑到最左端）2、因为小灯泡的电阻值较小，应选用电流表外接法；3、用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立I－U坐标系，描出的点用平滑的曲线连接起来即得到小灯泡的伏安特性曲线．考点5：实验（描绘小灯泡的伏安特性曲线）【实验原理】6．(2011年深圳一模)有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线如图所示，有下列器材供选用：A．电压表(0～3V，内阻6kΩ)B．电压表(0～15V，内阻30kΩ)C．电流表(0～3A，内阻0.1Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻0.5Ω)E．滑动变阻器(10Ω，2A)F．滑动变阻器(200Ω，0.5A)G．蓄电池(电动势6V，内阻不计)(1)请画出实验电路图，电压表应选用_________，电流表应选用_________，滑动变阻器应选用_________．(用序号字母表示)(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω.(3)若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω的电阻．2.3研究闭合回路一、电动势1、定义:非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值。WE=q定义式：W：非静电力做的功q：电荷量2、物理意义：反映电源非静电力做功本领的大小。（把其他形式的能转化为电能本领的大小）电路的组成：外电路+内电路在外电路，沿电流方向电势降低。在内电路，沿电流方向电势升高。二、闭合电路的欧姆定律rREI闭合回路的欧姆定律内容：闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。E=U外+U内=U外+Ir1、表达式：2、变形式：只适用于纯电阻电路适用于一切闭合回路路端电压三、路端电压与电流的关系：得：U外=E-IrU-I图象：=-rI+E由E=U外+U内rEEr0纵截距：E横截距：I短斜率绝对值：r考点6：考查路端电压U与电流I的关系7、考点7：闭合回路的动态分析题8、在如图所示电路中，当变阻器Ｒ３的滑动头Ｐ向ｂ端移动时，（）Ａ、电压表示数变大，电流表示数变小Ｂ、电压表示数变小，电流表示数变小Ｃ、电压表示数变大，电流表示数变大Ｄ、电压表示数变小，电流表示数变大备注：可以利用“部分—整体—部分”的分析方法；也可以利用“串反并同”的分析方法。考点8：含容电路的分析与计算9、如图所示，电源电动势E=10V，R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,电池内阻可忽略。(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流。(2)然后将开关S断开，求这以后流过R1的总电量。ER1R2CS备注：❶一旦电路达到稳定状态，电容器就相当于一个阻值无穷大的元件，可以看成断路。❷当电容器与电阻并联接入电路时，电容器两极板的电压与其并联电阻两端的电压相等。考点9：实验（测量电源的电动势和内阻）【实验原理】闭合电路欧姆定律IrUE【数据处理方法】1、解析法rIUE11rIUE22｛求得结果E和r2、作图法以电压U为纵轴、电流I为横轴建立U—I坐标系,在坐标系平面内描出各组(U,I)值所对应的点×××××电动势E斜率的绝对值表示内阻rUI【误差分析】AVSE,rAVSE,r误差由电压表的分流引起，把电压表和待测电源看作是一个等效电源E测E真r测r真误差由电流表的分压引起，把电流表和待测电源看作是一个等效电源E测=E真r测r真【注意事项】要选用内阻较大的电源，这样子内电压U内变化比较大，才会导致外电压U外变化比较大10、用电流表和电压表测二节干电池的电动势E和内电阻r，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图甲所示。（1）根据各点表示的数据在图上描出U—I图线。由此求得E=______V，r=______Ω。（均保留二位有效数字）。（2）把图乙的实验器材连成实验开始时的线路。乙（3）实验测出来的结果E测E真，r测r真。（填“”或“”)11、如图所示电路中，R1＝R2＝R3＝1Ω，电压表内阻很大，当S断开时，电压表示数为0.8V，当S闭合时，电压表示数为1V，求电源电动势与内阻．1.电流表G改装成电压表IgRUgRgURUVU串联一个电阻(分压)原理：VU由串联电路的特点：gggUIRIR=(1)ggggggnUURRRnRII2.4多用电表2.电流表G改装成电流表URgRIgIRIAUI原理：并联一个电阻(分流)由并联电路的特点:gggIRIIR==1-1ggggggIRRRRIIInI例：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表电阻Rg=7.5Ω,A、B为接线柱.(1)用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？EIg=r+Rg+R1R1=142ΩRx=0gI013.电流表G改装成欧姆表例：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表电阻Rg=7.5Ω,A、B为接线柱.(2)调到满偏后保持R1的值（142Ω）不变,在A、B间接一个150Ω的电阻R2,电流表指针指着多少刻度的位置?EI=r+Rg+R1+R2I=5mA=Ig/2R21r+Rg+R1=150Ω中值电阻r内=R2=150Ω150Ω例：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表电阻Rg=7.5Ω,A、B为接线柱.(3)如果把任意电阻R接在A、B间,R与电表读数I有什么关系?（R=?)EI=r+Rg+R1+RR=-(r+R1+Rg)EI1.5VR=-150ΩIR1RI每一个电流值都对应一个电阻值，将电流刻度换成电阻刻度，即将电流表改装成欧姆表，就可直接测电阻了。(4)如果接在A、B间的电阻R取不同数值,电流表指针分别指着多少刻度的位置?（E=1.5V）0∞当R=r内=150Ω:150Ω当R=2r内=300Ω：I=Ig/3300Ω当R=3r内=450Ω：I=Ig/4450Ω当R=4r内=600Ω：I=Ig/5600Ω欧姆表的表盘刻度有何特点？E=IgI=r内电阻刻度不均匀，阻值越大，刻度线越密r内=r+Rg+R1当R=0Ω:I=Ig/2当R=∞（A、B间断开）：I=0EI=r内+RABEE问：开关S调到1、2、3、4、5、6个位置时电表分别是什么电表?（在识别电阻档和电压档电路时，可以把虚线框中的电路当成一个电流表）2.在测量电流和电压时两个位置中哪个位置量程比较大?AB1234561、2为电流表3、4为欧姆表，5、6为电压表电流：1大电压：6大4.测量、读数:接入电阻，读数=示数×倍率5.若测其它电阻：重复步骤2.3.4。6.不用时拔出表笔