07高三物理三轮回扣系列(七)电路
高考物理一轮复习 第7章 电路 实验七 测定金属的电阻率习题-人教版高三全册物理试题
实验七测定金属的电阻率一、根本实验要求1．实验原理根据电阻定律公式知道只要测量出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻R x，即可计算出金属丝的电阻率．2．实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(50 Ω)，开关，导线假设干，螺旋测微器，毫米刻度尺．3．实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.(2)接好用伏安法测电阻的实验电路．(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置．(5)改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内．(6)将测得的R x 、l 、d 值，代入公式ρ＝R x S l ＝πd 2U 4lI中，计算出金属丝的电阻率． 4．电流表、电压表测电阻两种方法的比拟电流表内接法 电流表外接法 电路图误差原因电流表分压U 测＝U x ＋U A 电压表分流I 测＝I x ＋I V 电阻测量值R 测＝U 测I 测＝R x ＋R A >R x ，测量值大于真实值 R 测＝U 测I 测＝R x R V R x ＋R V <R x ，测量值小于真实值 适用条件R A ≪R x R V ≫R x二、规律方法总结1．伏安法测电阻的电路选择(1)阻值比拟法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进展比拟，假设R x 较小，宜采用电流表外接法；假设R x 较大，宜采用电流表内接法．(2)临界值计算法．R x <R V R A 时，用电流表外接法；R x >R V R A 时，用电流表内接法．(3)实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，如此可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，如此可采用电流表内接法．2．须知事项(1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量．(2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法．(3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大．3．误差分析(1)假设为内接法，电流表分压．(2)假设为外接法，电压表分流．(3)长度和直径的测量存在误差．三、根本仪器使用(一)螺旋测微器1．构造：如下列图，S为固定刻度，H为可动刻度．2．原理：可动刻度H上的刻度为50等份，如此螺旋测微器的准确度为0.01 mm.3．读数．(1)测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米局部由可动刻度读出．(2)测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．(二)游标卡尺1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺(如下列图)．2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度局部的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其读数见下表：刻度格数(分度) 刻度总长度每小格与1 mm的差值准确度(可准确到)10 9 mm0.1 mm0.1 mm20 19 mm0.05 mm0.05 mm50 49 mm0.02 mm0.02 mm4.读数：假设用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，如此记录结果表示为(x＋K×准确度)mm.需要注意的是，不管是哪种卡尺，K值均不需要向后估读一位．(三)常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度的电表允许加的最大电压或通过的电流值，然后根据表盘总的刻度数确定准确度，接照指针的实际位置进展读数即可．1．0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法一样，此量程下的准确度是0.1 V或0.1A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位．2．对于0～15 V量程的电压表，准确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V .3．对于0.6 A 量程的电流表，准确度是0.02 A ，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读〞，即读到最小刻度的一半0.01 A .1．(2016·临沂模拟)现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图a 和b 所示．(1)由上图读得圆柱体的直径为____cm ，长度为____cm .(2)假设流经圆柱体的电流为I ，圆柱体两端之间的电压为U ，圆柱体的直径和长度分别为D 、L ，测得D 、L 、I 、U 表示的电阻率的关系式为ρ＝________．解析：(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm ＋34.4×0.01 mm ＝1.844 mm (1.842～1.846范围内的均可)；游标卡尺的读数为42 mm ＋8×0.05 mm ＝42.40 mm ＝4.240 cm ；(2)圆柱体的横截面积为S ＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫D 22，由电阻定律R ＝ρL S 和欧姆定律R ＝U I 可知，ρ＝πD 2U 4IL . 答案：(1)0.184 4 4.240 (2)πD 2U 4IL2．(多项选择)在“测定金属的电阻率〞的实验中，以下操作错误的答案是( )A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采用电流表内接法，屡次测量后算出平均值D．实验中应保持金属丝的温度不变解析：实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它的分流作用很小，应采用电流表外接法，故A、C操作错误．答案：AC3．(2015·恩施模拟)为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如下列图的电路．图中，A0是标准电流表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成如下实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测微安表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时R N的读数；(3)屡次重复上述过程，计算R N读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．解析：此题方法为替代法．当S接1与接2时通过电路的电流I一样，可知待测微安表头的内阻与R N的电阻一样．答案：(1)R0标准电流表(或A0) (2)R N标准电流表(或A0)的读数仍为I (3)平均值4．(2015·课标全国Ⅱ卷)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供材料器材如下：待测电压表(量程3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关两个，导线假设干．(1)虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一局部，将电路图补充完整；(2)根据设计的电路写出步骤_____________________________；(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R′V与内阻的真实值R V之比R′V________R V(填“>〞“＝〞或“<〞)，主要理由是______________.解析：(1)实验电路如下列图．(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表指针满偏；保证滑动变阻器的滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱S1，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表内阻．(3)断开S2，调节电阻器使电压表成半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故R′V＞R V.答案：见解析1．(2016·太原模拟)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm，图(b)所示读数为________mm，所测金属板的厚度为________mm.解析：依据螺旋测微器读数的根本原理，0.5毫米以上的值在主尺上读出，而在螺旋尺上要估读到千分之一毫米，如此图(a)读数为0.010 mm，图(b)读数为6.870 mm，故金属板的厚度d＝6.870 mm－0.010 mm＝6.860 mm.答案：0.010(0.009或0.011也对)6.870(6.869或6.871也对) 6.860(6.858～6.862)2．(2016·青岛模拟)在“测定金属的电阻率〞的实验中，待测金属导线的电阻R x约为5 Ω.实验室备有如下实验器材：A．电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ)B．电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ)C．电流表A1(量程3 A，内阻约为0.2 Ω)D．电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω)E．变阻器R1(0～100 Ω，0.3 A)F．变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)G．电池E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)H．开关S，导线假设干(1)为了提高实验准确度，减小实验误差，应选用的实验器材有________．(2)为了减小实验误差，应选用图甲中________(填“a〞或“b〞)为该实验的电路图，并按所选择的电路图把实物图乙用导线连接起来．解析：(1)由电池E决定了电压表选V1；结合R x粗略计算电流在600 mA内，应当选A2；由R x约为5 Ω确定变阻器选R1，故应选器材有A、D、E、G、H.(2)因A2的内阻不能满足远小于R x，电流表应外接，应当选图b.实物连接如下列图．答案：(1)A、D、E、G、H(2)b实物图连接见解析3．(2016·武汉模拟)某学习小组用伏安法测量一未知电阻R x的阻值，给定器材与规格为：电流表A (量程为0～5 mA ，内阻约为10 Ω)；电压表V (量程为0～3 V ，内阻约为3 k Ω)； 最大阻值约为100 Ω的滑动变阻器；电源E(电动势约3 V )；开关S 、导线假设干．(1)由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图甲所示电路试测，读得电压表示数大约为2.5 V ，电流表示数大约为5 mA ，如此未知电阻的阻值R x 大约为________Ω.(2)经分析，该电路测量误差较大，需改良．请直接在图甲上改画：①在不需要的连线上画“×〞表示，②补画上需要添加的连线．(3)对改良的电路进展测量，并根据测量数据画出了如图乙所示的U －I 图象，得R x ＝________Ω(保存三位有效数字)．解析：此题考查伏安法测电阻与电流表外接法和内接法的选择．(1)根据用图甲测量的数据和欧姆定律可得R x ＝U I ＝ 2.55×10－3Ω＝500 Ω. (2)待测电阻R x 约为500 Ω，而电压表的内阻约为3 k Ω，是待测电阻的6倍左右，电流表的内阻约为10 Ω，待测电阻是电流表内阻的50倍左右，所以用电流表外接法电压表的分流作用比拟大，应改为电流表内接法．(3)待测电阻R x 的大小就等于图乙中图线的斜率，即R x ＝ΔU ΔI ＝ 2.3－1.8〔4－3〕×10－3Ω＝500 Ω.答案：(1)500 (2)见解析图 (3)5004．(2016·济宁模拟)某同学为了测量电流表A 1内阻的准确值，提供如下器材：电流表A 1(量程300 mA ，内阻约为5 Ω)；电流表A 2(量程600 mA ，内阻约为1 Ω)；电流表V (量程15 V ，内阻约为3 k Ω)；滑动变阻器R 1(0～10 Ω，额定电流为1 A )；滑动变阻器R 2(0～250 Ω，额定电流为0.01 A )；电源E(电动势3 V ，内阻较小)；定值定阻R 0(5 Ω)；开关、导线假设干．(1)要求待测电流表A 1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能减小误差．以上给定的器材中滑动变阻器应选________．请在下面的虚线框内画出测量用的电路原理图，并在图中标出所选仪器的代号．错误!(2)假设选测量数据中的一组来计算电流表A 1的内阻r 1，如此r 1的表达式为r 1＝________．(3)上式中各符号的物理意义是________．解析：(1)要求待测电流表A 1的示数从零开始变化，且多测几组数据，应该设计成分压电路，滑动变阻器应选阻值为0～10 Ω的R 1.电路原理图如下列图．(2)由I 1r 1＝(I 2－I 1)R 0可得电流表A 1的内阻r 1的表达式为r 1＝I 2－I 1I 1R 0. (3)r 1＝I 2－I 1I 1R 0中I 2、I 1分别为某次实验时电流表A 2、A 1的示数，R 0是定值电阻的阻值． 答案：(1)R 1 电路原理图见解析 (2)I 2－I 1I 1R 0 (3)I 2、I 1分别为某次实验时电流表A 2、A 1的示数，R 0是定值电阻的阻值5．(2016·石家庄模拟)为了更准确地测量某电压表的内阻R V (R V 约为3.0×103Ω)，该同学设计了如下列图的电路图，实验步骤如下：A ．断开开关S ，按图连接好电路；B ．把滑动变阻器R 的滑片P 滑到b 端；C ．将电阻箱R 0的阻值调到零；D ．闭合开关S ；E ．移动滑动变阻器R 的滑片P 的位置，使电压表的指针指到3 V 位置；F ．保持滑动变阻器R 的滑片P 位置不变，调节电阻箱R 0的阻值使电压表指针指到1.5 V 位置，读出此时电阻箱R 0的阻值，此值即为电压表内阻R V 的测量值；G ．断开开关S .实验中可供选择的实验器材有：a ．待测电压表b ．滑动变阻器：最大阻值2 000 Ωc ．滑动变阻器：最大阻值10 Ωd ．电阻箱：最大阻值9 999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ωe ．电阻箱：最大阻值999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ωf ．电池组：电动势约6 V ，内阻可忽略g ．开关、导线假设干按照这位同学设计的实验方法，回答如下问题：(1)要使测量更准确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用________(填“b 〞或“c 〞)，电阻箱中选用________(填“d 〞或“e 〞)．(2)电压表内阻R V 的测量值R 测和真实值R 真相比，R 测________R 真(填“＞〞或“＜〞)；假设R V 越大，如此|R 测－R 真|R 真越________(填“大〞或“小〞)． 解析：(1)滑动变阻器选择分压式接法，应当选择阻值较小的，c 可用；电压表半偏时，所串联变阻箱电阻约为3 000 Ω，故变阻箱选择d .(2)由闭合电路欧姆定律可知，随着电阻箱的阻值变大，电源两端的路端电压随之变大，当电阻箱调至使电压表半偏时，此时电压表与变阻箱两端的总电压比变阻箱阻值为0时要大，故此时变阻箱的实际分压是大于电压表的，故有R 测>R 真，外电阻越大，干路电流越小，当外电阻变化时，路端电压的变化量越小，故测量误差也越小．答案：(1)cd (2)> 小6．(2016·潍坊模拟)为了准确测量某一玩具电动机中导线圈的电阻．某实验小组设计了如图甲所示的电路．可供选择的实验仪器如下：电流表A1(0～3 A，内阻约5 Ω)；滑动变阻器R1(0～1 kΩ，额定电流0.5 A)；电流表A2(0～100 mA，内阻约10 Ω)；滑动变阻器R2(0～50 Ω，额定电流2 A)；多用电表；定值电阻R0＝20 Ω；电源(3 V、内阻约1 Ω)与开关等，导线假设干．(1)请按图甲将图乙实物图连接完整；(2)应选择的电流表是______，滑动变阻器是______(填写符号)；(3)测量过程中应保证电动机________(填“转动〞或“不转动〞)；(4)为防止烧坏电动机，实验中要分次读取数据，由实验测得的数据已在图丙的UI图中标出，请你完成图线．并由图线求出玩具电动机中导线圈的电阻R＝________ Ω(保存两位有效数字)．解析：(1)按原理图连线，见答案图；(2)由题中的U－I图象可知，电流表选A2，为使电路调节方便，滑动变阻器选R2；(3)假设电动机转动会有机械能的转化，此时电动机就是非纯电阻电路，不能满足欧姆定律成立的条件，故要在测量过程中应保证电动机“不转动〞；(4)将图象连成直线，见答案图，并求出图象的斜率即为待测的电动机的电阻R＝20 Ω.答案：(1)如下列图(2)A2R2(3)不转动(4)如下列图20(1)(4)。
专题10直流电路和交流电路-高考物理三轮复习精品资料(解析版)
（精心整理，诚意制作）【两年高考真题】1．（20xx·福建卷）如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r =1.0Ω，外接R =9.0Ω的电阻。
闭合开关S ，当发动机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e =t 10sin 210（V ），则（ ）A ．该交变电流的频率为10HzB ．该电动势的有效值为210VC ．外接电阻R 所消耗的电功率为10WD ．电路中理想交流电流表的示数为1.0A2.（20xx·江苏卷）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。
M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时A. R M变大，且R越大，U增大越明显B. R M变大，且R越小，U增大越明显C. R M变小，且R越大，U增大越明显D. R M变小，且R越小，U增大越明显【答案】 C【解析】根据“S两端电压U增大，装置发出警报”这一结果进行反推：说明电路里的电流在增大，再由3.（20xx·山东卷）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，○AO′为交流电流表。
线圈绕垂直于磁场方向的水平轴O沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（）A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左【命题意图猜想】本专题包含直流电路的动态分析、电路故障的分析与判断、直流电路中能量转化问题、交变电流的产生和描述、变压器的规律、远距离输电等知识，是近几年各地高考的热点，预计20xx年高考中仍会继续对该部分知识的考查，特别是交变电流有效值的计算、变压器的动态分析、电路知识与电磁感应的综合应用等知识点．【最新考纲解读】1．了解电阻定律及电阻的串、并联2.掌握欧姆定律和电源的电动势和内阻3.理解闭合电路的欧姆定律及电功率、焦耳定律4.了解交变电流、交变电流的图像和正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值5.应用理想变压器和远距离输电解解决相应问题【回归课本整合】1．电功、电功率（1）电功：电路中静电力定向移动自由电荷所做的功．电功是电能转化为其他形式能的量度，用W＝UIt 计算．（2）电功率：表示静电力做功快慢的物理量，P＝UI是电功率的普适式，适用于任何电路．（3）焦耳定律：电流通过电路因克服阻力做功产生热量，Q＝I2Rt是电热的计算式，称焦耳定律．（4）电功和电热的区别①纯电阻电路：电流做功的电能全部转化为内能，电功等于电热，即W＝UIt＝I2Rt.②非纯电阻电路：电流做功小部分转化为电热Q＝I2Rt；大部分转化为其他形式的能．W＝UIt不再等于Q＝I2Rt，应是W＝E其他＋Q.2．闭合电路欧姆定律（1）闭合电路欧姆定律①内容：I＝E/（R＋r），或E＝U＋V′，E＝U+V②说明：外电路断路时，R→∞，有I＝0，U＝E.外电路短路时，R＝0，有I＝E/r，U＝0.（2）闭合电路的U－I图象在U－I坐标系下，路端电压随电流变化图线是直线，如图所示．图线纵截距表示电源电动势；横截距表示短路电流；斜率的绝对值表示电源内阻，且斜率越大内阻越大，斜率越小内阻越小．3．正弦式交变电流瞬时值表达式e＝E m sin ωt，U＝U m sin ωt，i＝I m sin ωt.正弦式交变电流有效值与最大值的关系E＝m2E，U＝m2U，I＝m2I.4．理想变压器及其关系式（1）电压关系为1122U nU n=（多输出线圈时为312123UU Un n n==……）．（2）功率关系为P入＝P出（多输出线圈时为P入＝P出1＋P出2＋……）．（3）电流关系为1221I nI n=（多输出线圈时为n1I1＝n2I2＋n3I3＋……）（4）频率关系为：f入＝f出．【方法技巧提炼】1．直流电路动态分析的方法（1）程序法基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判断R总的变化情况，再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后再由部分电路欧姆定律判定各部分电流或电压的变化情况．即R局⎩⎨⎧增大减小→R总⎩⎨⎧增大减小→I总⎩⎨⎧减小增大→U端⎩⎨⎧增大减小→⎩⎨⎧I分U分（2）直观法即直接应用“部分电路中的R、I、U的关系”中的两个结论．①任一电阻R阻值增大，必引起该电阻中电流I的减小和该电阻两端电压U的增大．即R↑→⎩⎨⎧I↓U↑.②任一电阻R阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电阻两端电压U串的减小．即R↑→⎩⎨⎧I并↑U串↓.（3）极端法因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个端点去讨论．2．变压器动态问题的“制约”思路（如图所示）（1）电压制约（输入电压决定输出电压）：当变压器原、副线圈的匝数比（12nn）一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即2211nU Un=，简述为“原制约副”．（2）电流制约（输出电流决定输入电流）：当变压器原、副线圈的匝数比（12nn）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即2121nI In=，简述为“副制约原”．（3）负载制约（输出功率决定输入功率）：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载功率决定P2＝P负1＋P负2＋……；②变压器副线圈中的电流I2由用户负载R负载及电压U2确定：I2＝2UR负载。
高三物理一轮复习 第七章 第2讲 电路电路的基本规律2
峙对市爱惜阳光实验学校第七章第2讲电路、电路的根本规律2(时间45分钟，总分值100分)一、选择题(此题共10小题，每题7分，共70分．在每题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)1.图7－2－20(2021·固原模拟)如图7－2－20所示，图线1表示的导体电阻为R1，图线2表示的导体电阻为R2，那么以下说法正确的选项是( )A．R1∶R2＝1∶3B．R1∶R2＝3∶1C．将R1与R2串联后接于电源上，那么电流比I1∶I2＝1∶3D．将R1与R2并联后接于电源上，那么电流比I1∶I2＝1∶32．一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为 V，那么可以判电池的电动势E和内阻r为( )A．E＝ V，r＝1 ΩB．E＝3 V，r＝2 ΩC．E＝ V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω3．(2021·模拟)如图7－2－21，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的选项是( )图7－2－21A．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小B．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变C．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变D．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小4.图7－2－22(2021·区抽样)按图7－2－22所示的电路连接各元件后，闭合开关S，L1、L2两灯泡都能发光．在保证灯泡平安的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，以下判断正确的选项是( )①L1变暗②L1变亮③L2变暗④L2变亮A．①③B．②③C．①④ D．②④5.图7－2－23(2021·一模)平行板电容器C与三个可变电阻器R1、R2、R3以及电源连成如图7－2－23所示的电路．闭合开关S待电路稳后，电容器C两极板带有一的电荷．要使电容器所带电荷量增加，以下方法中可行的是( ) A．只增大R1，其他不变B．只增大R2，其他不变C．只减小R3，其他不变D．只减小a、b两极板间的距离，其他不变6．如图7－2－24所示的电路中，灯泡A和B原来都是正常发光．突然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些，那么电路中出现断路故障的是(设只有一处出现了故障)( )图7－2－24A．R2B．R3 C．R1D．灯B7.图7－2－25(一中模拟)某导体中的电流随其两端电压的变化如图7－2－25所示，那么以下说法中正确的选项是( )A．加5 V电压时，导体的电阻约是5 ΩB．加12 V电压时，导体的电阻约是ΩC．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断增大8.图7－2－26如图7－2－26所示，电源电动势E＝8 V，内电阻为r＝0.5 Ω，“3 V 3 W〞的灯泡L与电动机M 串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0＝Ω.以下说法中正确的选项是( ) A．通过电动机的电流为1.6 AB．电源的输出功率是8 WC．电动机消耗的电功率为3 WD ．电动机的输出功率为3 W9．(石嘴山测试)如图7－2－27所示电路，在平行金属板M、N内部左侧P 有一质量为m的带电粒子(重力不计)以水平速度v0射入电场并打在N板的O 点．改变R1或R2的阻值，粒子仍以v0射入电场，那么( )图7－2－27A．该粒子带正电B．减小R2，粒子还能打在O点C．减小R1，粒子将打在O点右侧D．增大R1，粒子在板间运动时间不变10．(2021·六校)如图7－2－28甲所示，其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流I的变化关系如图7－2－28乙所示，电源电动势为7.0 V(内阻不计)，且R1＝1 000 Ω(不随温度变化)．假设改变R2，使AB与BC间的电压相，这时( )甲乙图7－2－28A．R的阻值为1 000 ΩB．R的阻值为1 500 ΩC．通过R的电流为 mAD．通过R的电流为2.0 mA二、非选择题(此题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11.图7－2－29(12分)如图7－2－29所示，电源电动势E＝6 V，内电阻r＝2 Ω，值电阻R1＝R2＝12 Ω，电动机M的内电阻R3＝2 Ω.当开关S闭合，电动机转动稳后，电压表的读数U1＝4 V．假设电动机除内电阻外其他损耗不计，求：(1)电路的路端电压U2；(2)电动机输出的机械功率P.12．(18分)(高三质检)在如图7－2－30所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当电键K接b时，电压表示数为 V，试求：图7－2－30(1)电键K接a 时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)电源的电动势和内电阻；(3)当电键K接c时，通过R2的电流．答案与解析1.【解析】根据I－U图线斜率的倒数表示电阻大小知，R1∶R2＝1∶3，故A正确，B错误．再根据串、并联电路的特点，串联时电流相同，C错误；并联时，I1∶I2＝R2∶R1＝3∶1，D错误．【答案】A2．【解析】因为电路断开时路端电压为3 V，所以E＝3 V，当R＝8 Ω时，U＝ V，所以I ＝UR＝8A＝0.3 A，E＝U＋Ir，所以r＝2 Ω，故B正确．【答案】B3．【解析】由于电源内阻不能忽略，并联电灯数目增多时，总电阻变小，总电流变大，内电压变大，路端电压变小，故电灯两端的电压变小，D正确．【答案】D4.【解析】滑动变阻器的滑动头向左移动时，电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆律I＝ER外＋r知，干路电流增大，那么L2变亮，路端电压减小，又L2两端的电压增加，那么并联电路两端的电压减小，那么L1两端的电压减小，L1变暗．【答案】C5.【解析】电容器两端电压于电阻R2两端的电压，只增大R1时，电容器两端的电压减小，电容器所带电荷量减小，选项A错误；只增大R2时，电容器两端的电压增大，电容器所带电荷量增大，选项B正确；只减小R3时，电容器两端的电压不变，电容器所带电荷量不变，选项C错误；只减小a、b两极板间的距离时，电容变大，电容器所带电荷量增大，选项D正确．【答案】BD6．【解析】依题意，整个电路只有一处发生了断路，下面分别对不同区域进行讨论：①假设R1断路．电路中总电阻变大，电流变小，路端电压升高，A、B两灯均变亮，不合题意．②假设R3断路．B与R3并联，该段电路中电阻变大，电压升高，B中的电流增大，B灯变亮，不合题意．③假设R2断路，A 与R2并联，这段电路中电阻变大，A灯两端电压升高，A 中电流增大，A灯变亮；因B灯两端电压减小，B灯中电流变小，B灯变暗，与题中条件相符．④假设B灯断路，那么B灯不能发光，不合题意．【答案】A7.【解析】【答案】A8.【解析】“3 V 3 W〞的灯泡L与电动机M串联，说明通过灯泡与电动机的电流相，其电流大小为I L＝P LU L＝33A＝1 A；路端电压U＝E－Ir＝8 V－1×0.5 V＝ V，电源的输出功率P出＝UI＝×1 W＝ W；电动机消耗的功率为P M ＝P出－P L＝ W－3 W＝ W；电动机的热功率为P热＝I2L R0＝12× W＝ W；电动机的输出功率为P M－P热＝ W－ W＝3 W；正确选项为D.【答案】D9．【解析】由电场方向和粒子偏转方向知粒子带负电；由于R2与平行金属板相连所以此支路断路，调节R2对平行板内电场无影响，粒子仍打在O点；当减小R1时，根据串联电路电压分配原理，平行板内电场将增强，所以粒子将打在O点左侧；当增大R1时，同理得平行板内电场将减弱，所以粒子将打在O 点右侧，粒子在板间运动时间变长．【答案】B10．【解析】要使AB与BC间的电压相，即有E＝U AB＋U BC，U AB＝U BC，解得U BC＝ V．而U BC＝U ＋IR 1，联立解得U ＝U BC －IR 1，将U BC ＝ V ，R 1＝1 000 Ω代入得U ＝－1 000I ，在题给图象中作出函数关系U ＝－1 000I 的图象如下图，两图象的交点对的横纵坐标I ＝ mA ，U ＝2 V 即为公共解，由IR ＝U 解得R ＝UI＝1 300 Ω.【答案】 C11.【解析】 (1)设干路电流为I ，对闭合电路而言，有E ＝U 2＋Ir 成立． 设通过R 1和电动机的电流为I 1，通过R 2的电流为I 2.对R 1、R 2而言，欧姆律适用，有I 1＝U 2－U 1R 1，I 2＝U 2R 2.由并联电路特点，有I ＝I 1＋I 2.代入数据后得6＝U 2＋(U 2－412＋U 212)×2，解得U 2＝5 V ，I 1＝112A.(2)电动机中输入的电功率P 1＝I 1U 1，转化为机械功率P 和通过其内电阻生热的功率P 2＝I 21R 3.据能量守恒律有P ＝P 1－P 2，代入数据得P ＝[112×4－(112)2×2] W ＝2372W ＝0.32 W. 【答案】 (1)5 V (2)0.32 W12．【解析】 (1)K 接a 时，R 1被短路，外电阻为R 2，根据电功率公式P ＝I 2R 可得通过电源电流I 1＝PR 2＝1 A 再根据P ＝U 2R得电源两端电压U 1＝PR 2＝4 V. (2)K 接a 时，有E ＝U 1＋I 1rK 接b 时，R 1和R 2串联，R 外＝R 1＋R 2＝6 Ω 通过电源的电流I 2＝U 2R 1＋R 2＝0.75 A这时有：E ＝U 2＋I 2r 解得：E ＝6 V ，r ＝2 Ω. (3)当K 接c 时，R 2、R 3并联，R 23＝R 2R 3R 2＋R 3＝2 ΩR 总＝R 1＋r ＋R 23＝6 Ω总电流I 3＝E /R 总＝1 A通过R 2的电流I ′＝12I 3＝0.5 A.【答案】 (1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A。
06高三物理三轮回扣系列(六)电场
高三物理三轮回扣系列（六）静电场1.两种电荷 -----（1）自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.（2）电荷守恒定律:电荷既不能被创造也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷代数和不变.2. ★库仑定律（1）内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上.（2）公式:（3）适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少.3.电场强度、电场线（1）电场:带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性.（2）电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q 方向:正电荷在该点受力方向.（3）电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处）;②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.（4）匀强电场:在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.（5）电场强度的叠加:电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功W AB与电荷量q的比值W AB/q叫做AB两点间的电势差.公式:U AB =W A B/q，电势差有正负:U AB=-U BA，一般常取绝对值，写成U.5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.（1）电势是个相对的量，某点的电势与零电势点的选取有关（通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势）.因此电势有正、负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.（2）沿着电场线的方向，电势越来越低.6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处（电势为零处）电场力所做的功Ep=qU7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.（1）等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功.（2）等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.（3）画等势面（线）时，一般相邻两等势面（或线）间的电势差相等.这样，在等势面（线）密处场强大，等势面（线）疏处场强小.8.电场中的功能关系（1）电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=qElcosθ计算（此公式只适合于匀强电场中），或由动能定理计算.（2）只有电场力做功，电势能和电荷的动能之和保持不变.（3）只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.9.带电粒子在电场中的运动（1）带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.（2）带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动:Vx =V0，L=V0 t.平行于场强方向做初速为零的匀加速直线运动:（3）是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）.②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力.（4）带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.10.示波管的原理:示波管由电子枪，偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压，同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压，其周期与扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.11电容 -----（1）定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值（2）定义式:［注意］电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量，由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
(新课标地区专用)2020高考物理二轮复习考前回扣七电学基本实验和拓展创新实验教案
(1)电路设计
(2)误差分析
(3)公式法和图象法的应用
多用电表的原理和使用
串联分压
并联分流
(1)电流表或者电压表的改装问题
(2)多用电表的原理
(3)多用电表的读数
(4)多用电表的使用拓Fra bibliotek创新实验“半偏法”测电阻
闭合S1，调节R使 满偏，然后闭合S2，调节R′使 半偏
RG＝R′
“替代法”测电阻
先闭合S1、S3，调节R，使 为某一值，然后断开S3、闭合S2，调节R0，使 示数与原来相同
实验名称
实验原理
实验原理图
考查问题
基本实验
伏安法测电阻
R＝
①外接法
②内接法
(1)考查电表的读数
(2)考查仪器的选择
(3)误差分析
(4)电路的设计：内接法和外接法；分压式和限流式
测定金属丝的电阻率
R＝ρ
(1)电表读数
(2)电路设计：可以采用分压式，也可以采用限流式
测定电源电动势和内阻
E＝U＋Ir
①
②
Rx＝R0
研究灯泡的发光功率
P＝UI
(1)电路设计
(2)探究发光功率与亮度的关系
含传感器的电路控制
热敏电阻的阻值随温度的升高而减小
高三物理三轮复习《专题七多解性问题》课件
1 5 0.82 5S
S 0.62m
二、分类讨论型 解题的主要思想方法：解答分类讨论问题，首先要弄清为什
么分类讨论，针对哪一因素进行分类讨论；其次是对所研究的问 题需要分几类；然后逐类讨论，逐步解决；最后归纳总结，得出 结论。: 1. 已知条件的不明确，需要分类讨论
在一些物理问题中，可能有一些问题已知条件不明确，比如 题给的矢量大小或方向不明确，物理量是以字母表示，导致物理 量之间的数量关系不明确时，物理状态或物理过程有多种可能。 解答此类问题需要周密考虑各种可能，才能正确解答。
变式3 若增加小滑块的质量，使它不滑出车，则小滑块的质量最 小值是多少？ 答案: m=M(V02/2µgL—1) 变式4 若车足够长，滑块相对于车静止需经历多少时间？ 答案: t= M V02/µg(m+M) 变式5 若车和小滑块一起以V0沿光滑水平面运动，车与墙壁碰撞 后，以原速率反弹。经过多少时间小滑块在车上停止滑动？设车 足够长。 答案: t=2M V0/µ(m+M)g
变式3 若增加小滑块的质量，使它不滑出车，则小滑块的质量最 小值是多少？ 答案: m=M(V02/2µgL—1) 变式4 若车足够长，滑块相对于车静止需经历多少时间？ 答案: t= M V02/µg(m+M) 变式5 若车和小滑块一起以V0沿光滑水平面运动，车与墙壁碰撞 后，以原速率反弹。经过多少时间小滑块在车上停止滑动？设车 足够长。
A. B球可能做直线运动． B. A球对B球的库仑力可能对B球不做功． C. B球的电势能可能增加． D. B球可能从电势较高处向电势较低处运动．
变式练习3. 如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导
线a和b，通有大小相等、方向相同的恒定电流，a受到的磁场力大
电学实验 高三物理三轮复习
微专题---电学实验高考题一、实验题1．用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R x。
已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。
可选用的实验器材有：电流表A1（量程0~30mA）；电流表A2（量程0~100mA）；电压表V（量程0~6V）；滑动变阻器R1（阻值0~5Ω）；滑动变阻器R2（阻值0~300Ω）；开关S一个，导线若干条。
某同学的实验过程如下：Ⅰ.设计如图所示的电路图Ⅰ.正确连接电路，将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。
以U为纵轴，I为横轴，得到如图所示的图线Ⅰ.断开开关，将R x改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。
重复Ⅰ的步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）。
回答下列问题：①电流表应选用___________ ，滑动变阻器应选用___________ ；②由图的图线，得电源内阻r= ___________ Ω；③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式R x= ___________ ，代入数值可得R x；④若电表为理想电表，R x接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围___________ ，电压表示数变化范围___________ 。
（选填“相同”或“不同”）2．用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1Ω）。
其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3kΩ。
（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r，所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势E'和内电阻r'。
若电流表内电阻用A R表示，请你用E、r和R A表示出E'、r'，并简要说明理由_______。
（2）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。
高三物理一轮复习人教版课件_7-2电路_电路的基本规律
高考总复习· 物 理（RJ）
第七章 恒定电流
对串、并联电路电阻的四点说明 (1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻， 电路中任意 一个电阻变大时，总电阻变大。 (2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻， 任意一个电 阻变大时，总电阻变大。 (3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率 P 总等于 各个电阻耗电功率之和。 1 (4)当 n 个等值电阻 R0 串联或并联时，R 串＝nR0，R 并＝nR0。
高考总复习· 物 理（RJ）
第七章 恒定电流
2．如图所示，闭合开关 S，当外电阻 R增大时，路端电压 ( 电 压 表 的 示 数 )________ ； 当 外 电 阻 R 减 小 时 ， 路 端 电 压 ________；当外电路断开 (R→∞)时，路端电压 U＝ _______；
当电源两端短路时，R＝0，路端电压U＝________。
第七章 恒定电流
第 2讲
电路
电路的基本规律
电路串、并联的比较
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第七章 恒定电流
串联 电流强 度 电压 电阻 I＝I1＝I2＝…＝In U＝U1＋U2＋…＋Un R＝ R1＋R2＋…＋Rn
并联 I＝ I1＋I2＋…＋In U＝U1＝U2＝…＝Un 1 R＝
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(2)公式：I＝
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(只适用于纯电阻电路)。
第七章 恒定电流
3．路端电压与外电阻的关系
增大 E
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高三物理一轮复习 第七章 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用3
第七章 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用3部分电路欧姆定律1．内容：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。
2．表达式：I ＝U R。
3．适用范围(1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)。
(2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等电路)。
4．导体的伏安特性曲线图7－2－1(1)I —U 图线：以I 为纵轴、U 为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线，如图7－2－1所示。
(2)比较电阻的大小：图线的斜率k ＝I U ＝1R，图中R 1>R 2(填“>”“＝”“<”)。
(3)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用欧姆定律。
(4)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律。
1．注意欧姆定律的“二同”(1)同体性：指I 、U 、R 三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体。
(2)同时性：指U 和I 必须是导体上同一时刻的电压和电流。
2．公式I ＝U R的理解I ＝UR是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I 与电压U 成正比，与电阻R 成反比，常用于计算一部分电路加上一定电压时产生的电流。
此公式是电流的决定式，反映了电流I 与电压U 和电阻R 的因果关系。
3．对伏安特性曲线的理解图7－2－2(1)图线a 、b 表示线性元件。
图线c 、d 表示非线性元件。
(2)图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故R a <R b (如图7－2－2所示)。
(3)图线c 的斜率增大，电阻减小，图线d 的斜率减小，电阻增大(如图7－2－3所示)。
图7－2－3(注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数)(4)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。
(5)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻。
(6)对线性元件：R ＝U I ＝ΔU ΔI ；对非线性元件R ＝U I ≠ΔUΔI，应注意，线性元件不同状态时比值不变，非线性元件不同状态时比值不同。
高三物理二轮专题复习课件：专题七 电路和电磁感应
示,R 是光敏电阻,当它受到的光
照强度增大时( )
A.灯泡 L 变暗 B.光敏电阻 R 上的电压增大
○ C.电压表 V 的读数增大
D.电容器 C 的带电量增大
思路探究:(1)外电路的连接方式如何?
答案:光敏电阻 R 与灯泡 L 串联,电容器 C 并联在
变压器原、副线圈中的电流之比等于匝数的反比为 1∶4,选 项 B 错误;t=0.01 s 时,发电机的瞬时电压 u=0,发电机中线圈 处于中性面处,与磁场垂直,选项 C 错误;若 Rt 温度升高,则其 阻值变小,变压器原、副线圈的匝数之比不变,输入电压不变, 所以副线圈的输出电压不变,电流变大,即电压表的示数不 变、电流表的示数变大,选项 D 正确. 答案:D
P 外=IU(普遍适用);P 外=I2R=
E2R (R r)2
(只适用于外电
路为纯电阻的电路).
(4)电源效率
η = P外 = UI = U = R . P EI E R r
(5)电源的输出功率 P 外与外电阻 R 的关系
P
外=
RE 2 (R r)2
=
E2
(R r)2
4r
,且 P 外
R 图像如
R
图所示.
当 R=r 时,电源的输出功率最大,Pm= E2 ,此时 4r
电源效率η =50%.
当 R 由小于 r 增大到大于 r 时,随着 R 的增大输出功率先增大后减小
(非单调变化).
二、交流电路问题
1.交变电流的“四值” 峰值⇒ Em=NBSω ⇒ 处理电容器的耐压问题瞬时值⇒ e=Emsin ω t⇒ 处理闪光电器的闪光时间等正弦交变电流的
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高三物理三轮回扣系列(七)电路 一、考纲要求 直流电路 欧姆定律 电源的电动势和内阻 电阻定律 电阻的串联、并联 闭合电路的欧姆定律 电功率、焦耳定律 Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ
交变电流 交变电流 交变电流的图像 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 理想变压器 远距离输电 Ⅰ Ⅰ Ⅰ 二、基本概念： 1.电流---（1）定义:电荷的定向移动形成电流. （2）电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向. 在外电路中电流由高电势点流向低电势点，在电源的内部电流由低电势点流向高电势点（由负极流向正极）. 2.电流强度: ------（1）定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值，I=q/t （2）在国际单位制中电流的单位是安.1mA=10-3A，1μA=10-6A （3）电流强度的定义式中，如果是正、负离子同时定向移动，q应为正负离子的电荷量和. 2.电阻--（1）定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻. （2）定义式:R=U/I，单位:Ω （3）电阻是导体本身的属性，跟导体两端的电压及通过电流无关. 3★★.电阻定律 （1）内容:在温度不变时，导体的电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比. （2）公式:R=ρL/S. （3）适用条件:①粗细均匀的导线;②浓度均匀的电解液. 4.电阻率:反映了材料对电流的阻碍作用. （1）有些材料的电阻率随温度升高而增大（如金属）;有些材料的电阻率随温度升高而减小（如半导体和绝缘体）;有些材料的电阻率几乎不受温度影响（如锰铜和康铜）. （2）半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，而且电阻随温度的增加而减小，这种材料称为半导体，半导体有热敏特性，光敏特性，掺入微量杂质特性. （3）超导现象:当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零，这种现象叫超导现象，处于这种状态的物体叫超导体. 5.电功和电热 （1）电功和电功率: 电流做功的实质是电场力对电荷做功.电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能.因此电功W=qU=UIt，这是计算电功普遍适用的公式. 单位时间内电流做的功叫电功率，P=W/t=UI，这是计算电功率普遍适用的公式. （2）★焦耳定律:Q=I2 Rt，式中Q表示电流通过导体产生的热量，单位是J.焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的. （3）电功和电热的关系 ①纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能，电功和电热是相等的.所以有W=Q，UIt=I 2 Rt，U=IR（欧姆定律成立），②非纯电阻电路消耗的电能一部分转化为热能，另一部分转化为其他形式的能.所以有W>Q，UIt>I 2 Rt，U>IR（欧姆定律不成立）. ★ 6.串并联电路 电路 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系 R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+ 电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3= 功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+ 7.电动势 --（1）物理意义:反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量.例如一节干电池的电动势E=15V，物理意义是指:电路闭合后，电流通过电源，每通过1C的电荷，干电池就把15J的化学能转化为电能. （2）大小:等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E=U 外 +U 内 . ★★ 8.闭合电路欧姆定律 （1）内容:闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比，跟闭合电路总电阻成反比. （2）表达式:I=E/（R+r） （3）总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律 当R增大时，I变小，又据U=E-Ir知，U变大.当R增大到∞时，I=0，U=E（断路）. 当R减小时，I变大，又据U=E-Ir知，U变小.当R减小到零时，I=E r ，U=0（短路）. 9.路端电压随电流变化关系图像 U 端 =E-Ir.上式的函数图像是一条向下倾斜的直线.纵坐标轴上的截距等于电动势的大小;横坐标轴上的截距等于短路电流I短;图线的斜率值等于电源内阻的大小. 10.闭合电路中的三个功率 （1）电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率 P 总 =EI. （2）电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路，电源的输出功率. P 出 =I 2 R=[E/（R+r）] 2 R ，当R=r时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pmax=E 2/ 4r （3）电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P内 =U内 I=I 2 r （4）电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，即 η=P 出 /P总 =IU /IE =U /E . 9.交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流.按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电. 10.正弦交流电 ----（1）函数式:e=Emsinωt （其中★Em =NBSω） （2）线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，电动势为零，磁通量的变化率为零，线圈平面与中心面垂直时，磁通量为零，电动势最大，磁通量的变化率最大. （3）若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时，交变电流的变化规律为i=I m cosωt.. （4）图像:正弦交流电的电动势e、电流i、和电压u，其变化规律可用函数图像描述。 11.表征交变电流的物理量 （1）瞬时值:交流电某一时刻的值，常用e、u、i表示. （2）最大值:E m =NBSω，最大值Em （Um ，Im ）与线圈的形状，以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值. （3）有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值. ①求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算，有效值与最大值之间的关系 E=Em/2 ，U=Um/2 ，I=Im/2 只适用于正弦交流电，其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算，切不可乱套公式.②在正弦交流电中，各种交流电器设备上标示值及交流电表上的测量值都指有效值. （4）周期和频率 ----周期T:交流电完成一次周期性变化所需的时间.在一个周期内，交流电的方向变化两次. 频率f:交流电在1s内完成周期性变化的次数.角频率:ω=2π/T=2πf. 12.电感、电容对交变电流的影响 （1）电感:通直流、阻交流;通低频、阻高频.（2）电容:通交流、隔直流;通高频、阻低频. 13.变压器 -（1）理想变压器:工作时无功率损失（即无铜损、铁损），因此，理想变压器原副线圈电阻均不计. （2）★理想变压器的关系式: ①电压关系:U1/U2 =n1/n2 （变压比），即电压与匝数成正比. ②功率关系:P 入 =P 出 ，即I1U1 =I2U2+I3U3 +„ ③电流关系:I1/I2 =n2/n1 （变流比），即对只有一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比. （3）变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制. 14.电能的输送 -----（1）关键:减少输电线上电能的损失:P 耗 =I 2 R 线 （2）方法:①减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积.②提高输电电压，减小输电电流.前一方法的作用十分有限，代价较高，一般采用后一种方法. （3）远距离输电过程：输电导线损耗的电功率:P 损 =（P/U）2R 线 ，因此，当输送的电能一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电导线上损耗的功率就减少到原来的1/n2。 （4）解有关远距离输电问题时，公式P 损 =U 线 I 线 或P 损 =U 线2 R 线 不常用，其原因是在一般情况下，U 线 不易求出，且易把U 线 和U 总 相混淆而造成错误. 三、题目演练： 1．如图所示，当滑动变阻器滑动触头P逐渐向上移动时，接在理想变压器两端的四个理想电表示数 A．V1不变、V2不变、A1变大、A2变大 B．V1不变、V2不变、A1变小、A2变小 C．V1变大、V2变大、A1变小、A2变小 D．V1变小、V2变小、A1变大、A2变大 2．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速
度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为 A．24BLR B．222BLR C．224BLR D．22BLR 3．如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则（ ） A.在电路甲中,断开S,D将逐渐变暗 B.在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗 C.在电路乙中,断开S,D将渐渐变暗 D.在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗 4．远距离输电中，发电厂输送的电功率相同，如果分别采用输电电压为U1=11kV输电和输电电压为U2=110kV输电。则两种情况中，输电线上损耗功率之比P1∶P2等于 A．1∶100 B．10∶1 C．1∶10 D．100∶1 5．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，当滑动触头P转动时，改变了副线圈匝数，从而调节输出电压。图中A为交流电流表，V为交流电压表， R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器。则（ ） A．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时, 电流表读数变小 B．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时, 电压表读数变小 C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时, 变压器输入功率变大 D．当变压器滑动触头P顺时针转动时，电压表读数变大，电流表读数变大 6．如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端．线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻t＝0.则( ) A．在t＝0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数也为0
B．1秒钟内流过电阻R的电流方向改变次 C．在电阻R的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小 D．在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变 7． 如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的.和为理想电压表，读数分别为U1和U2；、和为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3.现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是( ) A. U2变小、I3变小 B. U2不变、I3变大 C. I1变小、I2变小 D. I1变大、I2变大 8．如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝2／10T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad／s匀速转动， 并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许