物理初高中衔接电学部分

第五篇电路分析一、目标对比1.初中目标：（1）从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。（2）知道电压、电流和电阻。（3）会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。说出生产、生活中采用简单串联或并联电路的实例。了解串、并联电路电流和电压的特点。（4）会使用电流表和电压表。2.高中目标：（1）观察并尝试识别常见的电路元器件，并初步了解他们在电路中的作用。（2）知道电源的电动势和内阻，并测量电源的电动势和内阻。（3）通过实验，观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。二、知识要点衔接1.初中知识要点（1）电流、电压概念的初步形成，知道电流的方向和提供电压的装置。（2）识别电路，认识电路元件，并能够识别串并联电路。（3）学会使用电流表和电压表。（4）了解串、并联电路电流和电压的特点。2.高中知识要点（1）知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。（2）会测量电源的电动势和内阻。（3）学会分析电路中的局部电路变化时引起的电流或电压的变化。三、衔接典题分析例1如图所示，电源电压恒定．闭合开关S1、S2，电压表示数为9V，电流表示数为1.5A；断开开关S2，电压表示数为6V．则Rl和R2的阻值分别是（）A、6Ω，2ΩB、6Ω，3ΩC、4Ω，2ΩD、4Ω，3Ω分析：第一步：仔细审题，弄清四个问题。弄清电路结构（串联、并联）；弄清各表（电流表、电压表）测量对象；弄清滑动变阻器接入电路部分（一上一下）；弄清题目已知条件和物理过程（开关通断和滑片移动）。第二步；画出等效电路。首先将因短路或开路等不工作的用电器删除；进一步方便判断，可以将电压表看做开路，电流表看做导线；明确电路结构后，将对面的电表还原到位置，确定其测量对象。第三步：进行电路分析：根据相应电路结构特点进行分析（串联电路电流处处相等、并联各支路电压相等）；利用欧姆定律计算已知量和未知量的关系。答案：B例2某同学做电学实验时，实验电路如图所示，已知他所用的电流表量程为0至0.6A，电压表的量程为0至3V，电源电压为6V保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻R0为10Ω，S闭合后，在实验操作无误的情况下，正确的说法是：A、电流表最大示数0.6AB、滑动变阻器消耗的最小功率为0C、电压表的最小示数为1VD、电阻R0消耗的最大功率为1.8W分析：电学计算题中常常遇到一些电路保护问题，这类问题往往涉及到电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡等的保护。碰到这类问题时，充分运用电学规律和数学中的不等式，一般会使问题得到解决。答案：C例3如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，各表（各电表内阻对电路的影响均不考虑）的示数如何变化？为什么？R0ASRV解析：这是一个由局部变化而影响整体的闭合电路欧姆定律应用的动态分析问题。对于这类问题，可遵循以下步骤：先弄清楚外电路的串、并联关系，分析外电路总电阻怎样变化；由rREI确定闭合电路的电流强度如何变化；再由IrEU确定路端电压的变化情况；最后用部分电路的欧姆定律IRU及分流、分压原理讨论各部分电阻的电流、电压变化情况。当滑片P向左滑动，3R减小，即总R减小，根据rREI总总判断总电流增大，A1示数增大；路端电压的判断由内而外，根据IrEU知路端电压减小，V示数减小；对R1，有11RIU总所以1U增大，1V示数增大；对并联支路，12UUU，所以2U减小，2V示数减小；对R2，有222RUI，所以I2减小，A2示数减小。四、拓展训练1．如图2所示的电路中，电源电压不变。闭合开关S后（c）A．电压表示数变大B．电路中总电阻变大C．电流表示数变大D．电路消耗的总功率变小2.如图，闭合开关时，发现电压表、电流表的指针都没有偏转；将灯L1和L2的位置互换后，发现电流表指针仍不动，但电压表却有明显偏转。则该电路故障是（）A、只有L1开路B、只有L2开路C、L2和电流表都开路D、L1和电压表都开路3.如图所示电路中，电源电压不变，闭合开关S后，L1，L2都发光，一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表电压表的示数都不变，产生这现象的原因是：（c）A、灯L1知路；B、灯L2短路；C、灯L1开路；D、灯L2开路。图24.如图4所示，闭合开关S后，L1和L2两盏电灯都不亮，电流表指针几乎没有偏转，电压表指针明显偏转，该电路的故障可能是（b）A．L1灯丝断了B．L2灯丝断了C．电流表损坏D．L2灯座处短路5.如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，下面说法正确的是（d）A.电压表和电流表的读数都减小；B.电压表和电流表的读数都增加；C.电压表读数减小，电流表的读数增加；D.电压表读数增加，电流表的读数减小。6.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则肯定出现了R1短路7.在图中所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比（b）图4A.U变小B.I变小C.Q增大D.Q不变8.如图所示电路，电源内阻为r，其电动势小于电容器C的额定电压，先闭合开关S，待电路稳定后，再断开S，则当电路再次达到稳定，下列说法正确的是（d）A.电阻R1两端电压增大B.电容器C两端电压减小C.电源两端电压增大D.电容器C上所带电荷量增加9.如图所示电路，图中的电压表和电流表都是理想的电表，电阻R1=10Ω，R2=3Ω，R3=2Ω。保持S1闭合，开关S2接通和断开时电源的总功率之比是9∶5。求：（1）电源的内电阻。（2）开关S2接通和断开时电压表的示数之比。（3）开关S2接通和断开时电流表的示数之比。第六篇伏安法测电阻误差分析一、目标对比1.初中目标（1）知道伏安法测电阻的电路图和实物图，并熟练掌握伏安法测电阻的基本操作。（2）掌握伏安法测电阻的原理和基本公式。2.高中目标（1）能分析伏安法测电阻实验中，电流表内接法和外接法的误差主要来源，会选择合适的方法测量电阻。（2）知道电流表和电压表内阻对实验结果的影响，并学会分析减小实验的误差。二、知识要点衔接1.初中知识要点（1）伏安法测电阻实验电路图和实物图。（2）伏安法测电阻的基本原理及公式。（3）伏安法测电阻的数据和误差分析。2.高中知识要点（1）电流表内阻影响，电流表串联在电路中，能分得一部分电压，从而带来的误差。（2）电压表内阻影响，电压表与被测部分并联，也会有一部分电流通过，从而带来的误差。三、衔接典题分析例1用伏安法测某电体电阻的实验：1.实验原理是。2.在连接电路的过程中，开关始终是的。（填“断开”或“闭合”）3.画出实验的电路图。4.根据图7-5所示实物连接情况，闭合开关前滑片P若在B端，线的M端应接滑动变阻器的端。（填“A”或“B”，并在图中连接）图7-5图7-65.滑片P移动到某一位置时，电流表、电压表读数如图7-6所示。I=安，U=伏，导体的电阻R=欧。6.这种测法使得测量值（偏大，偏小）。适合于测量阻值比较（大，小）的电阻。分析：伏安法测电阻是初中测量电阻的常规方法。在实验的过程中开关要处于断开状态，主要是培养学生形成良好的实验习惯，在电路连接的过程中药注意电压表电流表的式样方法，读数时，注意量程的选择以及对应的分度值。这个实验室采用了电流表外接法，电流表测量值偏大，所以电阻值偏小。这种测量方法适合于测量阻值比较小的电阻。答案：1.伏安法。2.断开。3.4.A.;5.0.5；偏小；小例2用伏安法测金属电阻（约为）的值。已知电流表内阻为，量程为0.6A，电压表内阻为几千欧，量程为3V，电源电动势为9V，滑动变阻器的阻值为，额定电流为5A，试画出测量Rx的原理图。分析：解法一：当待测电阻的阻值比电压表的内阻小很多时，采用电流表外接的方法，如图a所示，当待测电阻的阻值比电流表的内阻大很多时，采用电流表内接的方法，如图b所示。此题为几千欧，很显然，应采用电流表外接法。下面分析应用分压还是限流电路。若用限流接法，两端电压的变化范围是，之间，而题目所给电压表的量程为3V，所以应用分压接法，如图所示。解法二：当遇到被测电阻的阻值既不很大，也不很小的时候，可用临界电阻方法判断。即先算出临界电阻为大电阻，应采用电流表内接法，若为小电阻，应采用电流表外接法。如此题，所以为小电阻，应采用电流表外接法。后边的分压和限流电路的选择同解法一。通常当用肉眼直接可以判断出的大小时，就不必借助于临界电阻判断了。例3如图所示为用伏安法测定一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：（1）待测电阻；（2）直流毫安表（量程0~20mA，内阻）；（3）直流电压表（量程0~3V，内阻）；（4）直流电源（输出电压6V，内阻不计）；（5）滑动变阻器（阻值范围0~，允许最大电流1A）；（6）开关1个，导线若干。根据器材规格及实验要求，在本题的实物图上连线。分析：①先确定采用电流表内接电路还是外接电路。，不满足内接的要求。又，满足电流表外接的要求，电流表应外接。②再确定变阻器是采用限流还是分压。若采用限流式，则滑动变阻器阻值达到最大时，电路中电流达到最小，，已超过电流表量程，故必须采用滑动变阻器分压式电路。实验电路如图所示。实物连线如图所示。四、拓展训练1.关于电流表，下列叙述中不正确的是（c）A.电流表必须与电路串联B.电流表所测得的值比真实值小C.电流表的内阻越大，则测量越准确D.电流表的内阻越小，则测量越准确2.用伏安法测电阻有电流表外接法与电流表内接法两种方法。下列说法中正确的是（c）A.若，用外接法测得的值误差较小B.若，用外接法测得的值误差较小C.若，用内接法测得的值误差较小D.无论之值如何，用外接法测得的值总比真值小，用内接法测得的值比真值大3.某学生在测电灯泡的电阻时，不慎把电流表（量程0~3A）与电压表（量程250V）的位置交换了，如图所示，这样将造成（d）A.电流表烧坏B.电压表烧坏C.灯泡烧坏D.灯泡不亮4.两个定值电阻、串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于的电压表接在的两端，电压表的示数为8V，如图所示，如果把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（a）A.小于4VB.等于4VC.大于4V，小于8VD.等于或大于8V5.某同学用伏安法测量电阻，分别用电流表内接法和外接法，测得的阻值分别为，所测阻值与真实值之间的关系是（a）A.B.C.D.6.将一块内阻为，满偏电流为的电流表G改装成量程为0.6A的电流表，应该（d）A.串联一个的电阻B.并联一个的电阻C.串联一个的电阻D.并联一个的电阻7.量程为15V的电压表，当给它串联一个的电阻后测量实际电压为15V的电路时，指针指在刻度盘上12V处，此电压表的内阻为多少？若此表的量程扩大为100V，应串联一个阻值为多少的电阻？8.一阻值约为的电阻，欲用伏安法较准确地测出该电阻的阻值。备选器材有：a.电源（电动势16V，内阻）b.电源（电动势3V，内阻）c.伏特表（量程）d.伏特表（量程0~3V，内阻）e.安培表（量程）f.安培表（量程）g.滑动变阻器（阻值，额定电流0.5A）h.滑动变阻器（阻值，额定电流2A）试从上述器材中选出合适器材并画出电路图。9.用伏安法测电阻，可接成如图所示的两个电路。当用（a）图的电路测量时，电压表和电流表的示数分别为5V、0.6A；用（b）图的电路测量时，电压表和电流表的示数分别为4.6V、0.8A。电源两端的电压不变，则被测电阻的准确值为多少？