物理竞赛实验辅导课件(电学) (2)
高中物理竞赛教程：2.2.3 电学基本定律 Word版含解析
§2.3、电学基本定律2．3．1、 焦耳定律电流在一段只有电阻元件的电路上所做的功等于电流通过这段电路时的所产生的热量Q 。
焦耳通过实验得到结论：如果通过一段只有电阻元件的电路的电流为I ，这段电路的电阻为R ，通电时间为t ，则Rt I Q 2=这就是焦耳定律，我们还可推出这段电路中电流的发热功率为R I P2=。
电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程。
一般来讲，人们用电的目的往往不是为了发热。
如使用电动机是为了将电能转化为机械能，使用电解槽是为了将电能转化为化学能等等。
发热只是副效应，因此，一般说来电热只是电功的一部分，热功率是电功的一部分。
2．3．2、欧姆定律①部分电路欧姆定律：导体中的电流强度I 跟它两端所加的电压U 成正比，跟它的电阻R 成反比，即R UI =上式适用于金属导电和电解液导电的情况。
对非线线元件（如灯丝、二极管）和气体导电等情况不适用。
②一段含源电路欧姆定律：电路中任意两点间的电势差等于连接这两点的支路上各电路元件上电势降落的代数和，其中电势降落的正、负符号规定如下：a.当从电路中的一点到另一点的走向确定后，如果支路上的电流流向和走向一致，该支路电阻元件上的电势降取正号，反之取负号。
b.支路上电源电动势的方向和走向一致时，电源的电势降为电源电动势的负值（电源内阻视为支路电阻）。
反之，取正值。
如图2-3-1所示，对某电路的一部分，由一段含源电路欧姆定律可求得：3232222211111R I R I r I r I R I U U B A ----++-=-εεε③闭合电路欧姆定律和电源输出功率 〈1〉闭合电路欧姆定律 闭合电路欧姆定律公式：I =路端电压I r U ⋅-=εε⋅+=r R RU对于确定电源ε、r 一定，则I U-图线和R U - 图线如图2-3-2和2-3-3所示。
其中r I m ε=，为电源短路电流。
〈2〉电源输出功率电源的功率()r R I P +==2εε源图2-3-1mUε图2-3-2 图2-3-3电源输出功率()()rRr R R r R IU P 4222++=⋅+==εε出当r R =时电源输出功率为最大r P 42ε=最大此时电源效率 50=η%电源输出功率P 随外电阻R 变化如图2-3-4所示，若电源外电阻分别为1R 、2R 时，输出功率相等，则必有212R R r ⋅=例2、如图2-3-5所示电路，设电源电压不变，问：（1）2R 在什么范围内变化时，2R 上消耗的电功率随2R 的增大而增大？（2）2R 在什么范围内变化时，2R 上消耗的电功率随2R 增大而减小？（3）2R 为何值时，2R 上消耗的电功率为最大？解： 先求出2P 随2R 变化的表达式。
高二物理《电学实验》课件
电表量程的选择
电学实验考点分析（2）
电路的选择 1、内外接法的选择：《大内小外》 2、分压限流的选择：在以下三种情况下均应用分压电路： (1)要求电压从零开始调节，逐渐增大； (2)滑动变阻器的阻值远小于待测电阻; (3)若实验中的电流表量程、其它元件允许通过的电流的最大 值很小，若用限流电路，电路中的实际电流都会超过它们的 量程，为了保护电路中的元件，必须采用分压电路；
电学实验考点分析（3）
图象法在电学实验中的应用
数据处理的方法一般有列表法和作图法，而且由于作图法处理数 据直观、误差小、易于发现错误数据、可以求平均值和求某些物 理量，已成为最重要的手段，也是高考中的重点考查内容.目前 此类题目发展趋势为：
（1）曲线与直线并重 （2）向实际应用发展 （3）重视对图象物理意义的理解
拓展：将该灯泡接入电动势为 3V，内阻为 5Ω的电源两端， 则小灯泡的实际功率为多少？
电学实验考点分析（4）
实物连线 实物连线时除了要保证电路的准确性之外，尤其要注意以下 几点： 1、电表：正负接线柱是否正确(红进黑出)；量程是否合适。 2、滑动变阻器：接线位置是否正确（一定要接在接线柱上， 不能接在滑片、滑杆等位置）；滑片的初位置是否合理？限 流接法阻值最大（或接近最大），分压接法应使工作电路电 压最小（或接近最小）。 3、连线不能有交叉。
五、等效内阻法
思路：如果电源内阻已知或可以忽略不计，则可将未知电阻 与电源串联，用测电源电动势与内阻的方法测出电源的“等 效内阻”，再减去电源的实际内阻则为待求电阻。 这种方法常与测电动势与内阻实验中的图象问题结合考查。
五
消除伏安法系统误差的几种方法
一、抵消法消除系统误差
二、计算法消除系统误差 三、电路法消除系统误差
初三物理专题复习《电学实验设计》课件(共21张PPT)
阻值和电压值；
5、根据P=UI计算P1 ，P2 ……,并比较 是否为一定值，得出结论。（1分）
P1 , P2 ...... R1 R2
(3)画出数据记录表格.
序号
电阻R/Ω
电压U/V
1
2
3
4
5
6
电流I/A 电功率P/W
4、仿照步骤3，再做4次实验，并记下相应的 电压值和电流值。 5、计算 U1 , U2 ...... 看是否为一定值，得出结论。（1分）
I1 I2
利用以下实验器材：电源、电压表、电流表 、滑动变阻器、定值电阻若干、开关各一 个，若干导线，验证欧姆定律所表述的“通 过导体的电流与这段导体的电阻成反比”的 结论。
(1)画出实验的电路图
(2)写出实验的步骤以及需要测量的物理量。
（1）画出实验电路图。
V
(2)写出实验的步骤以及需要测量的物理量。
1、保持开关断开，按图连接电路，滑动变阻器移 到阻值最大处；（1分） 2、闭合开关，移动滑片，读出电压表的示数U1和 电流表的示数I1 ， 并记录定值电阻的阻值为R1 ； （1分） 3、将电阻R1换为R2，移动滑片，使电压表的示数 仍为U1，读出电流表的示数 I2 ；（1分） 4、重复步骤3，再做4次实验，并记下相应的电阻 值和电流值； 5、计算I1 R1 、I2 R2 ……的数值，看是否为一定值， 得出结论。（1分）
• (2)写出实验的步骤以及需要测量的物理量
（1）画出实验电路图。
V
(2)写出实验的步骤以及需要测量的物理量。
1、断开开关，按图连接电路，将滑动变阻 器的滑片移到阻值最大处。（1分）
2、闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电 压表的示数为某一合适的值U1，记下此时电流 表的读数I1。（1分） 3、保持电阻不变，再移动滑片，记下电压表 的示数为U2，电流表的读数I2。（1分）
初中物理竞赛辅导电学部分
初中物理竞赛电学部分辅导例题1：某人设计了下图所示电路，电路中变阻器的总阻值与电阻R的阻值相同，电源电压恒定，当他将滑片P从a端滑到b端的过程中，所看到的现象是（）A．安培表的示数逐渐变大B．安培表的示数逐渐变小C．安培表的示数先减小，然后增大到原值D．安培表的示数先增大，然后减小到原值例题2：可充电电池的额定电压约为1.3伏特。
当电流从正极流入、从负极流出时即可充电。
充电电流在20毫安—40毫安范围内比较适合。
现有一个额定输出电压为36伏特，额定输出电流为0.5安培的电源，还有电阻值为100欧姆、510欧姆、1000欧姆、2200欧姆和6800欧姆的几个电阻器供选用。
请选择适当的电阻，构成简单的充电电路，可以分别给一节或两节电池充电，不必更换所用电阻器。
1．画出电路图（画出两节充电电池）2．如果通往充电电池的两条导线短路，电阻器消耗的电功率是多少？例题3：图1为一种电磁炉的原理示意图，它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁性材料制成的烹饪锅，在锅体形成无烽小的涡流（感应电流）而产生焦耳热。
同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦，碰撞而发热。
从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。
（1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、高效、节能。
请写出电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识（只写名称不写内容，不少于10个可得满分）（2）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热是由______传递给_____的。
电磁炉加热食物的过程中消耗______能转化为_____能；若用该电磁炉1次蒸熟5个馒头需用时间25min，那么1次只蒸熟1个同样大小的馒头大约需要_____min。
（3）某款电磁炉性能参数如下表所示：型号额定电压额定功率功率调节范围温度调节范围热效率SC-16 200V 50Hz 1600W 450W---1600W 70O C---240O C 大于90%根据上表数据，若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线，电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下，烧开一锅质量为3kg，温度为22O C的水最多需要多少时间（不计锅吸热及热散失）例题4：用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”即认为电流表的内阻为零，电压表的内电阻为无限大。
高中物理电学实验PPT课件
主题
要求
会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标
卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花
实验 计时器或电磁打点计时器，弹簧秤、电流 表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电
阻箱、温度计（选修3-3）等。(共13个）
刻度尺（毫米刻度尺）
尺 螺旋测微器（千分尺）
注需意：需要估读游的标仪卡器尺：在常用的测量仪器中， 刻要度尺、螺旋测秒微表器、电流表、电压表、天平、 弹读簧秤、温度计电等流读表数时都需要估读。不因要为估最读 终数的读表数要以有电效压数表字的形式给出，而有效数 字位仪器的 置最一后 致一，位在数实多字际用为 操电估 作表计 中数 ，字 究， 竟应 估和 读误到差哪所一在位 数分字，应由测量电仪阻器箱的精度（即最小分度值） 和类实验误差要求弹两簧个秤因素共同决定。
若当时使用的是该表的0-15V量程，那么电压表度数又为多少？ 最小格0.5V ,不估读,为6.3V或12.5V
若当时使用的是该表的0-0.6A量程，那么电流表度数又为多
少？ 最小格0.02V ,不估读,为0.25V或0.50V
1
2
1
2
0
5
10
30
0.2 0.4
0
V
15
0
A 0.6
三、电表的读数
3、万用表
一、长度测量工具的读数
3、螺旋测微器（千分尺）的读数 注意：螺旋测微器精度为0.01mm，要估读，以 毫米为单位读到小数点后三位，如果出现以米 或者厘米为单位的读数，先以毫米为单位读一 次，然后换算（移小数点）。
公式：读数=固定刻度+可动刻度×精度
一、长度测量工具的读数
3、螺旋测微器（千分尺）的读数
三、电表的读数
高中物理竞赛辅导专题-电路
I2 U2
故有： I1 I 2 I
U
而各用电器都直接接在相同的两点间，故有：U1 U 2 U
并联电路 U1
R1
a
I1
I
R2
I2 U2
U
I1 I2 I
U1 U2 U
并联电路的总电阻 R与分电阻的关系： b I I1 I2 I1 I2 U U UU
I1 I2 U1 U2
故有：
11 1 R R1 R2
A U2 t R
电功率 IR
电流在单位时间内所做 的功叫电功率。它描述 的是电流做功的快慢。
U 由 P A 得： P IU
t 对于纯电阻电路，还有：P I 2 R
P U2 R
串联电路
R1 I
I1
R2 I2
左图的两个电阻的联 接方式为串联。串联 的特点是从外部流入
U1
U2
U
电路的电流依次流过 各用电器而不分流。
基尔霍夫定律
I
a
R1
I1 I5 I3
R3
R2 R5 I2
I4
R4
第一定律（节点电流定 律）：对于电路中的任一 b 节点，流过节点的电流的 代数和为零。即ΣI=0
第二定律（回路电压定律）：对于电路中的任一 闭合回路，各段电压的代数和为零。即ΣU=0
即： I1 I 2 I
在电源外部，顺着电流的方向，电位不断降低，有：
U1 U2 U
串联电路
R1
R2
I a
b
I1
I2
U1
U2
U
故： R R1 R2
I1 I2 I
U1 U2 U
串联电路的总电阻：
RU I
U1 U2 II
初中物理实验电学ppt课件
13
➢记录数据
➢分析和论证
测量结果说明什么？得出什么结论？
0.18 0.18 0.18
0.1 8 0.18
0.18
0.1 8 0.18
0.18
➢得出结论
串联电路的电流处处相等。
2.并联电路中干路电流与各支 路电流有什么关系
➢提出问题
并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系？
➢猜想或假设
➢设计实验
（3）电源的内阻要尽可能小，所以这里用蓄 电池组作电源。如果用稳压电源也可。
验证欧姆定律 ——控制变量法
电阻一定，改变该电阻两端
电压以研究电流与电压的关
设系计电路：
V
P
R AB
A
S
步骤：
按电路图连接电路，闭合开关S后， 调节滑动变阻器。根据电压表和电 流表的示数，读出每次加在R上的 电压值和通过R的电流值，并记录 在下面的表格里。
（1）实验关键——组织好分组实验，爱护仪器，规 范训练 ，尤其是电表的使用和接法，收集数据， 总结规律，提高要求。
（2）具体方法：指导学生电表的连接和读数，尤其 是正确地换位测量。每次实验在观察读数后，应 及时将开关断开，以切断电源。到下次观察时， 再接通电源。
1.串联电路中各点的电流有什么关系
➢提出问题
（3）本实验直流电源电压最多用3伏，不允许将别组 的电源取来与本组电源串接使用，以防烧坏小灯泡。
（4）用小刀削刮接线的接头时，用力要适当，削刮要 细心，防止小刀划破手指。
（5）实验结束，必须养成整理好仪器的良好习惯。
一、电流和电路
实验二探究串联和并联电路中的电流（学生实验） 探究串联和并联电路中的电压（学生实验）
一、电流和电路
初中物理总复习之电学实验专题课件35张PPT
0.6
电2、功如率果与他电想压探和究电电流0流有.2跟关电（阻成的正关比系），，实与验电中功他的先大后小用及了10Ω、20Ω、30Ω三只电阻，则0他.3还要调节滑动变阻器，使其阻值变
，
从而保持
0.1
，记下对应的电流值。
② ______________________．
U/ V
0.2
精(2)编姚优远质小课组P设P计T初了中另物一理0种总实复1验习方2之案电(3其学中实电验源专电题压课未件知3，5电张阻PPRT的(获阻奖值课已件知推)：荐下载)
精编优质课PPT初中物理总复习之电学 实验专 题 课件35张PPT(获奖课件推荐下载)
当CD接入： R = 0
AB接入： R 为最大值
C
D
CA（或DA）： 0—R大
DB（或CB）： 0—R大
A
B
注意：1、滑动变阻器是通过改变电阻丝的长度来 改变电阻值，从而控制电路的作用；2、要“一上 一下”选择接线柱连接；3、知道变阻器最大阻值， 当 P 处 A、B 或中点等特殊位置时则可知道电阻 值。 4、不要将变阻器直接接在电源上。
导体中的电流，跟导体两端的电压成正比， 跟导体的电阻成反比。 这就是著名的欧姆定律。 I=U/R
4、实验注意事项： （1）连电路时，开关应断开。 （2）滑动变阻器应移到阻值最大处。 5、实验中滑动变阻器的作用分别是： 在研究电流跟电压的关系中，改变电阻的电压和电流。 在研究电流跟电阻的关系时，保持电阻两端的电压不变。
精编优质课PPT初中物理总复习之电学 实验专 题 课件35张PPT(获奖课件推荐下载)
精编优质课PPT初中物理总复习之电学 实验专 题 课件35张PPT(获奖课件推荐下载)
精编优质课PPT初中物理总复习之电学 实验专 题 课件35张PPT(获奖课件推荐下载)
2020年高中物理竞赛-电磁学C：02静电场：介质和导体的边界条件(共12张PPT)
S2
q 4πr22
1
1 r1
0
S3
q 4πr32
S 3
0E2n
S3
q 4πr32
1 r2
ห้องสมุดไป่ตู้
1
0
S 0
S 4
0 (E0n
E2n )
q 4πr42
1
1 r2
0
8. 电容与部分电容 由物理学得知，平板电容器正极板上携带的电量 q 与极板间的
电位差 U 的比值是一个常数，此常数称为平板电容器的电容，即电 容为
由此可见，导体中不可能存在静电场，导体内部不可能存在自由电 荷的体分布。所以，当导体处于静电平衡时，自由电荷只能分布在导体 的表面上。因为导体中不可能存在静电场，因此导体中的电位梯度为零， 这就意味着导体中电位不随空间变化。所以，处于静电平衡状态的导体 是一个等位体，导体表面是一个等位面。
既然导体中的电场强度为零，导体表面的外侧不可能存在电场强 度的切向分量。换言之，电场强度必须垂直于导体的表面，即
2020高中物理竞赛
电磁学C
7. 介质与导体的边界条件
静电平衡：当孤立导体放入静电场中以后，导体中自由电子发生运 动，电荷重新分布。由于自由电子逆电场方向反向移动，因此重新分 布的电荷产生的二次电场与原电场方向相反，使导体中的合成电场逐 渐削弱，一直到导体中的合成电场消失为零，自由电子的运动方才停 止，因而电荷分布不再改变，这种状态称为静电平衡。
0 2
1 r2
r1
r3
r4
在 r < r1及 r2<r < r3 区域中，因导体 中不可能存静电场，所以E = 0。
在 r1<r < r2 区域中，由 S D dS q ，
初中物理竞赛辅导电学部分
初中物理竞赛电学部分辅导例题1：某人设计了下图所示电路，电路中变阻器的总阻值与电阻R的阻值相同，电源电压恒定，当他将滑片P从a端滑到b端的过程中，所看到的现象是（）A．安培表的示数逐渐变大B．安培表的示数逐渐变小C．安培表的示数先减小，然后增大到原值D．安培表的示数先增大，然后减小到原值例题2：可充电电池的额定电压约为1.3伏特。
当电流从正极流入、从负极流出时即可充电。
充电电流在20毫安—40毫安范围内比较适合。
现有一个额定输出电压为36伏特，额定输出电流为0.5安培的电源，还有电阻值为100欧姆、510欧姆、1000欧姆、2200欧姆和6800欧姆的几个电阻器供选用。
请选择适当的电阻，构成简单的充电电路，可以分别给一节或两节电池充电，不必更换所用电阻器。
1．画出电路图（画出两节充电电池）2．如果通往充电电池的两条导线短路，电阻器消耗的电功率是多少？例题3：图1为一种电磁炉的原理示意图，它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁性材料制成的烹饪锅，在锅体形成无烽小的涡流（感应电流）而产生焦耳热。
同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦，碰撞而发热。
从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。
（1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、高效、节能。
请写出电磁炉在使用中可能涉与到的物理知识（只写名称不写内容，不少于10个可得满分）（2）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热是由______传递给_____的。
电磁炉加热食物的过程中消耗______能转化为_____能；若用该电磁炉1次蒸熟5个馒头需用时间25min，那么1次只蒸熟1个同样大小的馒头大约需要_____min。
（3）某款电磁炉性能参数如下表所示：型号额定电压额定功率功率调节范围温度调节范围热效率SC-16 200V 50Hz 1600W 450W---1600W 70O C---240O C 大于90%根据上表数据，若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线，电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下，烧开一锅质量为3kg，温度为22O C的水最多需要多少时间（不计锅吸热与热散失）例题4：用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”即认为电流表的内阻为零，电压表的内电阻为无限大。