2022年高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié) 閉合電路的基本規(guī)律、電學(xué)實(shí)驗(yàn)教案

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1、2022年高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié) 閉合電路的基本規(guī)律、電學(xué)實(shí)驗(yàn)教案 知識(shí)要點(diǎn): 1、電動(dòng)勢(shì):電動(dòng)勢(shì)是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。定義式為:。要注意理解:(1)是由電源本身所決定的,跟外電路的情況無(wú)關(guān)。(2) 的物理意義:電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中通過(guò)1庫(kù)侖電量時(shí)電源所提供的電能或理解為在把1 庫(kù)侖正電荷從負(fù)極(經(jīng)電源內(nèi)部)搬送到正極的過(guò)程中,非靜電力所做的功。(3)注意區(qū)別電動(dòng)勢(shì)和電壓的概念。電動(dòng)勢(shì)是描述其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的物理量,是反映非靜電力做功的特性。電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的物理量,是反映電場(chǎng)力做功的特性。 2、閉合電路的歐姆定律: (

2、1)意義:描述了包括電源在內(nèi)的全電路中,電流強(qiáng)度與電動(dòng)勢(shì)及電路總電阻之間的關(guān)系。 (2)公式:;常用表達(dá)式還有:。 3、路端電壓U,內(nèi)電壓U’隨外電阻R變化的討論: 外電阻R 總電流 內(nèi)電壓 路端電壓 增大 減小 減小 增大 (斷路) O O 等于 減小 增大 增大 減小 (短路) (短路電流) 閉合電路中的總電流是由電源和電路電阻決定,對(duì)一定的電源,,r視為不變,因此,的變化總是由外電路的電阻變化引起的。根據(jù),畫(huà)出U——R圖像,能清楚看出路端電壓隨外電阻變化的情形。 還可將路端電壓表達(dá)為,以,r為參量,畫(huà)出U——I

3、圖像。 這是一條直線,縱坐標(biāo)上的截距對(duì)應(yīng)于電源電動(dòng)勢(shì),橫坐標(biāo)上的截距為電源短路時(shí)的短路電流,直線的斜率大小等于電源的內(nèi)電阻,即。 4、在電源負(fù)載為純電阻時(shí),電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系是: 。由此式可以看出:當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻,即R = r時(shí),電源的輸出功率最大,最大輸出功率為,電源輸出功率與外電阻的關(guān)系可用P——R圖像表示。 電源輸出功率與電路總電流的關(guān)系是: 。顯然,當(dāng)時(shí),電源輸出功率最大,且最大輸出功率為:。P——I圖像如圖所示。 選擇路端電壓為自變量,電源輸出功率與路端電壓的關(guān)系是: 顯然,當(dāng)時(shí),。P——U圖像如圖所示。 綜上所述,恒定

4、電源輸出最大功率的三個(gè)等效條件是:(1)外電阻等于內(nèi)電阻,即。(2)路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)的一半,即。(3)輸出電流等于短路電流的一半,即。除去最大輸出功率外,同一個(gè)輸出功率值對(duì)應(yīng)著兩種負(fù)載的情況。一種情況是負(fù)載電阻大于內(nèi)電阻,另一種情況是負(fù)載電阻小于內(nèi)電阻。顯然,負(fù)載電阻小于內(nèi)電阻時(shí),電路中的能量主要消耗在內(nèi)電阻上,輸出的能量小于內(nèi)電阻上消耗的能量,電源的電能利用效率低,電源因發(fā)熱容易燒壞,實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該避免。 5、同種電池的串聯(lián): n個(gè)相同的電池同向串聯(lián)時(shí),設(shè)每個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)為,內(nèi)電阻為r,則串聯(lián)電池組的總電動(dòng)勢(shì),總內(nèi)電阻,這樣閉合電路歐姆定律可表示為,串聯(lián)電池組可以提高輸出的

5、電壓,但應(yīng)注意電流不要超過(guò)每個(gè)電池能承受的最大電流。 6、電阻的測(cè)量: (1)伏安法:伏安法測(cè)電阻的原理是部分電路的歐姆定律,測(cè)量電路有安培表內(nèi)接或外接兩種接法,如圖甲、乙: 兩種接法都有系統(tǒng)誤差,測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系為:當(dāng)采用安培表內(nèi)接電路(甲)時(shí),由于安培表內(nèi)阻的分壓作用,電阻的測(cè)量值;當(dāng)采用安培表外接電路(乙)時(shí),由于伏特表的內(nèi)阻有分流作用,電阻的測(cè)量值,可以看出:當(dāng)和時(shí),電阻的測(cè)量值認(rèn)為是真實(shí)值,即系統(tǒng)誤差可以忽略不計(jì)。所以為了確定實(shí)驗(yàn)電路,一般有兩種方法:一是比值法,若時(shí),通常認(rèn)為待測(cè)電阻的阻值較大,安培表的分壓作用可忽略,應(yīng)采用安培表內(nèi)接電路;若時(shí),通常認(rèn)為待測(cè)

6、電阻的阻值較小,伏特表的分流作用可忽略,應(yīng)采用安培表外接電路。若時(shí),兩種電路可任意選擇,這種情況下的電阻叫臨界電阻,,待測(cè)電阻和比較:若>時(shí),則待測(cè)電阻阻值較大;若<時(shí),則待測(cè)電阻的阻值較小。 二是試接法:在、未知時(shí),若要確定實(shí)驗(yàn)電路,可以采用試接法,如圖所示:如先采用安培表外接電路,然后將接頭P由a點(diǎn)改接到b點(diǎn),同時(shí)觀察安培表與伏特表的變化情況。若安培表示數(shù)變化比較顯著,表明伏特表分流作用較大,安培表分壓作用較小,待測(cè)電阻阻值較大,應(yīng)采用安培表內(nèi)接電路。若伏特表示數(shù)變化比較顯著,表明安培表分壓作用較大,伏特表分流作用較小,待測(cè)電阻阻值較小,應(yīng)采用安培表外接電路。 (2)歐姆表

7、:歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的。 a.歐姆表的三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。 如圖,虛線框內(nèi)為歐姆表原理圖。歐姆表的總電阻,待測(cè)電阻為,則 ,可以看出,隨按雙曲線規(guī)律變化,因此歐姆表的刻度不均勻。當(dāng)= 0時(shí),——指針滿偏,停在0刻度;當(dāng)時(shí),——指針不動(dòng),停在電阻刻度;當(dāng)時(shí),——指針半偏,停在刻度,因此又叫歐姆表的中值電阻。如圖所示。 b.中值電阻的計(jì)算方法:當(dāng)用1檔時(shí),,即表盤(pán)中心的刻度值,當(dāng)用檔時(shí),。 c.歐姆表的刻度不均勻,在“”附近,刻度線太密,在“0”附近,刻度線太稀,在“”附近,刻度線疏密道中,所以為了減少讀數(shù)誤差,可以通過(guò)換歐姆倍率檔,盡可能使指針停在中值電阻兩次附

8、近范圍內(nèi)。由于待測(cè)電阻雖未知,但為定值,故讓指針偏轉(zhuǎn)太小變到指在中值電阻兩側(cè)附近,就得調(diào)至歐姆低倍率檔。反之指針偏角由太大變到指在中值電阻兩側(cè)附近,就得調(diào)至歐姆高倍率檔。 (3)用安培表和伏特表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。 如圖所示電路,用伏特表測(cè)出路端電壓,同時(shí)用安培表測(cè)出路端電壓時(shí)流過(guò)電流的電流I1;改變電路中的可變電阻,測(cè)出第二組數(shù)據(jù);根據(jù)閉合電路歐姆定律,列方程組:解之,求得 上述通過(guò)兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法,由于偶然誤差的原因,誤差往往比較大,為了減小偶然因素造成的偶然誤差,比較好的方法是通過(guò)調(diào)節(jié)變阻器的阻值,測(cè)量5組~8組對(duì)應(yīng)的U、I值并列成表格,然后根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在U——I坐標(biāo)系中標(biāo)出各組數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn),作一條直線,使它通過(guò)盡可能多的坐標(biāo)點(diǎn),而不在直線上的坐標(biāo)點(diǎn)能均等分布在直線兩側(cè),如圖所示:這條直線就是閉合電路的U——I圖像,根據(jù),U是I的一次函數(shù),圖像與縱軸的交點(diǎn)即電動(dòng)勢(shì),圖像斜率。

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