高考物理沖刺專題復習課件 第10單元-恒定電流（大綱版）

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歡迎進入物理課堂 第十單元功和能 第十單元 知識框架 第十單元 知識框架 第十單元 知識框架 第十單元 知識框架 第十單元 考綱展示 第十單元 考綱展示 第十單元 高考要求 恒定電流這一單元概念多 規(guī)律多 實驗多 聯(lián)系實際應用多 從近年高考命題看 電路的分析和計算是歷年高考命題的主旨 下列考查形式出現(xiàn)的頻率較高 值得注意 1 電路的簡化 2 動態(tài)直流電路分析 3 非純電阻電路的分析與計算 4 穩(wěn)態(tài) 動態(tài)含容電路的分析與計算 5 電路故障分析 6 電學實驗與設計 7 電路的綜合計算 本單元考題具有綜合性強 能力要求高 所占分值高的特點 而命題正向應用題型 分析題型 設計型實驗的方向發(fā)展 應做好針對性備考 第十單元 復習策略 1 從中學物理教材的體系上看 本單元內(nèi)容屬于基礎性知識內(nèi)容 是后面復習磁場 電磁感應 交流電 振蕩電路的基礎 其中很多知識點是聯(lián)系后面知識的橋梁 電動勢 路端電壓 全電路歐姆定律 電功與電功率等 其相應分析方法 電路分析 電路簡化 電路計算 也滲透在后面各單元的復習中 而且路的意識 會識路畫路析路算路 能量守恒的意識對后面的復習更具指導意義 恒定電流部分要求掌握 第十單元 復習策略 1 六個概念 電流 電壓 電阻 電功 電功率 電動勢 2 五個規(guī)律 歐姆定律 電阻定律 焦耳定律 串聯(lián)規(guī)律 并聯(lián)規(guī)律 3 七個常見的高考熱點問題 見 命題趨勢 的處理方法 2 建議復習時重點突破以下內(nèi)容 1 電路分析 包括電路識別 畫等效電路 動態(tài)電路分析 電路計算 故障分析 含容電路的分析 電路中的能量與功率的分析及相關的計算等 2 電學實驗 包括六個電學實驗 實物連線 器材選擇 電學實驗設計等 第十單元 使用建議 1 本單元是高考的熱點 歷年都有考題出現(xiàn) 考查最多的是部分電路歐姆定律 串并聯(lián)電路 閉合電路歐姆定律和電學實驗 能對簡單的串 并聯(lián)電路進行分析與計算 高考對于閉合電路歐姆定律的考查幾率較高 并且題型主要以選擇題 實驗題為主 閉合電路的動態(tài)分析 電路故障的判斷 含容電路的分析都是高考考查的重點 側重于考查考生的分析綜合能力和運算能力 電學實驗考查包括實驗原理 器材選取 數(shù)據(jù)處理 誤差分析等 出題形式靈活 特別是對電阻的測定的設計型實驗 通過對教材內(nèi)容翻新設疑 考查考生對基本實驗方法的遷移和靈活運用能力 所以必須重視基本實驗的熟練掌握與理解 2 本單元建議安排15課時 第37 38 39 40 41 42 43講各2課時 單元訓練1課時 第37講 恒定電流 第37講恒定電流 第37講 編讀互動 1 高考對本講內(nèi)容的考查通常是穿插在實驗題 電路計算題 圖象分析題中 若以單獨內(nèi)容命題 則注重與實際應用相結合 與能量守恒相結合 主要題型為選擇題 實驗題 在復習中應加強知識的綜合性與應用性練習 本講內(nèi)容要求掌握電流 電阻 電阻率 電功 電功率五個概念 知道超導現(xiàn)象 知道熱敏電阻 光敏電阻 二極管的特性及其應用 理解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的區(qū)別并能正確地計算電熱 能靈活運用歐姆定律 電阻定律 焦耳定律和串并聯(lián)電路的規(guī)律分析解答電路問題 第37講 編讀互動 2 本講例題分類安排思路 1 電路的連接 2 伏安特性曲線及其應用 3 純電阻電路與非純電阻電路 3 本講課時安排第一課時 滑動變阻器的兩種接法 電路簡化的方法 純電阻電路與非純電阻電路 第二課時 電阻定律的理解和應用 伏安特性曲線 第37講 考點整合 第37講 考點整合 第37講 考點整合 第37講 考點整合 UIt UIt 大 第37講 考點整合 電壓 電功率 電流 電功率 探究點一電路的連接 第37講 要點探究 1 電路的串并聯(lián)規(guī)律 第37講 要點探究 第37講 要點探究 2 如何畫等效電路 1 電路簡化時的原則 無電流的支路簡化時可去除 等電勢的各點簡化時可合并 理想導線可任意長短 理想電流表可認為短路 理想電壓表可認為斷路 2 常用的等效簡化方法 電流分支法 a 先將各結點用字母標出 b 判斷各支路元件的電流方向 c 按電流流向 自左向右將元件 結點 分支逐一畫出 d 將畫出的等效圖加工整理 等勢點排列法 a 先將各結點用字母標出 b 判斷各結點電勢高低 c 將各結點按電勢高低自左向右排列 再將各結點間的支路畫出 d 將畫出的等效圖加工整理 第37講 要點探究 例1試將圖37 1所示的電路進行等效變換 S未接通 在虛線框中畫出等效電路圖 第37講 要點探究 第37講 要點探究 命題意圖 本題設置的主要目的是培養(yǎng)學生畫等效電路的能力 要讓學生掌握畫等效電路的基本方法 老師可從最基本電路抓起 逐步提高電路的復雜程度 然后在電路中再加入電流表 電壓表 電容器等進行反復演練 讓學生認真體會電路簡化的兩種方法 第37講 要點探究 B 第37講 要點探究 第37講 要點探究 探究點二伏安特性曲線及其應用 1 伏安特性曲線電阻恒定不變的導體 它的伏安特性曲線是直線 如圖37 3中a b兩直線所示 具有這種伏安特性曲線的電學元件叫線性元件 直線的斜率等于電阻的倒數(shù) 電阻因外界條件變化而變化的導體 它的伏安特性曲線是曲線 如圖中c所示 這類電學元件叫非線性元件 導體c的電阻隨電壓升高而減小 第37講 要點探究 第37講 要點探究 2 3 1 1 3 第37講 要點探究 第37講 要點探究 點評 應用圖象的斜率求對應的物理量 這是圖象法討論問題的方法之一 但應注意坐標軸的物理意義 在用斜率求解時 U I是用坐標軸上的數(shù)值算出的 與坐標軸的標度的選取無關 而角度只有在兩坐標軸單位長度相同時才等于實際角的大小 從本圖中量出的角度大小沒有實際意義 命題意圖 本題意在提高學生對于I U圖象的理解和應用能力 定值電阻的I U圖象為過原點的直線 而熱敏電阻的I U圖象為曲線 第37講 要點探究 D 第37講 要點探究 第37講 要點探究 探究點三純電阻電路與非純電阻電路 第37講 要點探究 第37講 要點探究 第37講 要點探究 第37講 要點探究 第37講 要點探究 第37講 要點探究 點評 本題是物理與實際問題 環(huán)保 相結合的題型 意在考查考生運用所學物理知識解決實際問題的能力 主要考查的物理知識是功能關系的應用 第三問的求解過程較為復雜 本題屬于難題 命題意圖 本題意在鞏固學生對于純電阻電路和非純電阻電路的準確理解 能夠在具體問題中進行區(qū)分和比較 并能結合力學知識處理綜合問題 第37講 要點探究 變式題一臺電風扇 內(nèi)阻為20 接上220V電壓后 正常工作時消耗功率66W 問 1 電風扇正常工作時通過電動機的電流是多少 2 電風扇正常工作時轉化為機械能的功率是多少 轉化為內(nèi)能的功率是多少 電動機的效率是多少 3 如果接上電源后 電風扇的風葉被卡住 不能轉動 這時通過電動機的電流以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少 第37講 要點探究 第38講 閉合電路的歐姆定律 第38講閉合電路的歐姆定律 第38講 編讀互動 1 本講內(nèi)容是高考的熱點 要求學生理解電動勢的概念 掌握閉合電路歐姆定律 掌握路端電壓與外電阻的關系 理解路端電壓與電流的變化圖象 理解閉合電路的功率關系 知道電源輸出功率最大的條件 會分析閉合電路的能量轉化問題 會進行閉合電路的有關計算 解題時 要求能用兩種方法 圖象法 解析法 分析電學實驗數(shù)據(jù) 能計算含非純電阻元件的閉合電路問題 能根據(jù)題意構建閉合電路 求解實際問題 第38講 編讀互動 2 本講例題分類安排思路 1 對閉合電路的基本認識 2 閉合電路的功率和效率 3 閉合電路的U I圖線 3 本講課時安排第一課時 直流電路的動態(tài)分析 閉合電路的功率與最大功率 第二課時 閉合電路中的U I圖象 閉合電路的計算 第38講 考點整合 E r E Ir 減小 增大 增大 減小 電動勢 略小于 第38講 考點整合 EI UI r 第38講 考點整合 第38講 考點整合 增大 減小 第38講 考點整合 探究點一對閉合電路的基本認識 第38講 要點探究 1 閉合電路基本構成及相關電學參量 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 2 含容電路及其動態(tài)分析電容器是一個儲存電能的元件 在直流電路中 當電容器充放電時 電路中有充放電電流 一旦電路達到穩(wěn)定狀態(tài) 電容器在電路中就相當于一個阻值無限大 只考慮電容器是理想的不漏電的情況 的元件 在電容器處電路看作是斷路 簡化電路時可去掉它 簡化后若要求電容器所帶電荷量時 可在相應的位置補上 分析和計算含有電容器的直流電路時 需注意以下幾點 1 在充 放電穩(wěn)定后 電容器兩端電壓跟與它并聯(lián)的用電器 或電阻 的電壓相等 第38講 要點探究 2 在計算出電容器的帶電量后 必須同時判定兩極板的極性 與高電勢處相連接的極板帶正電 與低電勢處相連接的極板帶負電 并標在圖上 3 在充 放電時 電容器兩根引線上的電流方向總是相同的 所以要根據(jù)正極板電荷的變化情況來判斷電流方向 充電時 電流流入正極板 放電時 電流流出正極板 4 如果變化前后極板帶的電性相同 那么通過每根引線的電荷量等于始 末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差 如果變化前后極板帶電的電性改變 那么通過每根引線的電荷量等于始 末狀態(tài)電容器所帶電荷量的絕對值之和 第38講 要點探究 例1 2010 江蘇卷 在如圖38 3所示的閃光燈電路中 電源的電動勢為E 電容器的電容為C 當閃光燈兩端電壓達到擊穿電壓U時 閃光燈才有電流通過并發(fā)光 正常工作時 閃光燈周期性短暫閃光 則可以判定 A 電源的電動勢E一定小于擊穿電壓UB 電容器所帶的最大電荷量一定為CEC 閃光燈閃光時 電容器所帶的電荷量一定增大D 在一個閃光周期內(nèi) 通過電阻R的電荷量與通過閃光燈的電荷量一定相等 D 第38講 要點探究 解析 電容器兩端的電壓與閃光燈兩端的電壓相等 當電源給電容器充電 達到閃光燈擊穿電壓U時 閃光燈被擊穿 電容器放電 放電后閃光燈兩端電壓小于U 斷路 電源再次給電容器充電 達到電壓U時 閃光燈又被擊穿 電容器放電 如此周期性充 放電 使得閃光燈周期性短暫閃光 要使得充電后達到電壓U 則電源電動勢一定大于或等于U A項錯誤 電容器兩端的最大電壓為U 故電容器所帶的最大電荷量為CU B項錯誤 閃光燈閃光時 電容器放電 所帶電荷量減少 C項錯誤 充電時 電荷通過R 通過閃光燈放電 故充 放電過程中通過電阻R的電荷量與通過閃光燈的電荷量一定相等 D項正確 第38講 要點探究 點評 理解此電路的工作過程是解決本題的關鍵 找出題意 當閃光燈兩端電壓達到擊穿電壓U時 閃光燈才有電流通過并發(fā)光 正常工作時 閃光燈周期性短暫閃光 中的內(nèi)涵 就是突破口 命題意圖 本題意在培養(yǎng)學生對于實際電路的分析和理解能力 同時應進一步強調電容器的擊穿電壓應為電壓瞬時值 而非有效值 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 探究點二閉合電路的功率和效率 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 變式題如圖38 8所示 電動機M通過限流電阻R與電源相連 已知電源的電動勢為6V 內(nèi)阻為0 5 電阻R 0 25 電動機正常工作時 輸出功率為7W 電壓表的讀數(shù)為5V 當電動機正常工作時 求 1 電源的工作效率 2 電動機的內(nèi)阻 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 探究點三閉合電路的U I圖線 1 在圖38 9中 圖線a為電源的U I圖象 b為外電阻的U I圖象 兩者的交點坐標表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓 以該點和原點的連線為對角線的矩形的面積表示輸出功率 即為外電路電阻的工作功率 因此通常把圖線a b的交點稱為 工作點 第38講 要點探究 2 a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大小 b的斜率的絕對值表示外電阻的大小 當兩個斜率相等時 即內(nèi) 外電阻相等時 圖中矩形面積最大 即輸出功率最大 可以看出此時路端電壓是電動勢的一半 電流是最大電流的一半 第38講 要點探究 例3圖38 10甲為一個電燈兩端的電壓與通過它的電流的變化關系曲線 由圖甲可知 兩者不成線性關系 這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故 參考這條曲線回答下列問題 不計電流表和電池的內(nèi)阻 1 若把三個這樣的電燈串聯(lián)后接到電動勢為12V的電源上 求流過燈泡的電流和每個燈泡的電阻 2 如圖乙所示 將兩個這樣的燈并聯(lián)后再與10 的定值電阻串聯(lián) 接在電動勢為8V的電源上 求通過電流表的電流值以及每個燈的實際功率 第38講 要點探究 第38講 要點探究 第38講 要點探究 點評 本題是電學的圖象問題 主要考查伏安特性曲線 因燈泡的電阻隨溫度而變化 故要求特定條件下的電阻 可以借助伏安法測電源電動勢的I U圖象 結合閉合電路的歐姆定律 作出燈泡伏安特性曲線 二者的交點的坐標即為燈泡工作時的電壓與電流 此點可稱為 工作點 尋找工作點是解決此類問題的關鍵 命題意圖 本題主要考查導體的伏安特性曲線與電源的路端電壓 電流圖象的區(qū)別和聯(lián)系 講明二線的交點的意義是關鍵 電源的U I圖象是測量電源電動勢及內(nèi)阻的基礎 在此類問題中應對學生多加強調 第38講 要點探究 變式題如圖38 11所示 圖線a是某一蓄電池組的伏安特性曲線 圖線b是一只某種型號的定值電阻的伏安特性曲線 若已知該蓄電池組的內(nèi)阻為2 0 則這只定值電阻的阻值為 現(xiàn)有4只這種規(guī)格的定值電阻 可任意選取其中的若干只進行組合作為該蓄電池組的外電路 則所組成的這些電路中 輸出功率最大時是 W 6 50 第38講 要點探究 解析 由圖象可知 蓄電池的電動勢為20V 而內(nèi)電阻為2 0 故短路電流為10A 即I軸上單位長度為2 5A 由斜率關系知 該定值電阻阻值為6 用3只這種電阻并聯(lián)作為外電阻 外電阻等于2 因此輸出功率最大為50W 第39講 電路的綜合問題 第39講電路的綜合問題 第39講 編讀互動 1 本講涉及的問題均為高考的熱點問題 包括伏安法測電阻 電表在電路中的意義 含容電路分析 電路故障分析等 常見題型為選擇題 實驗題 本部分內(nèi)容綜合性強 對考生能力要求高 解題時要求牢記有關電路的常用結論 理解四種電學元件或儀表在電路中的意義 能用兩種方法 局部 整體 局部 法 串反并同 法 進行電路動態(tài)分析 理解伏安法測電阻中 內(nèi)大外小 的含義并能選擇正確的接法 能計算含容電路的有關問題 第39講 編讀互動 2 本講例題分類安排思路 1 閉合電路的故障分析 2 閉合電路的動態(tài)分析 3 基本實驗電路的理解 3 本講課時安排第一課時 電表的改裝 實用電表角色的雙重性 伏安法測電阻 第二課時 含電容電路的分析 電路故障分析 第39講 考點整合 一 電路元件 儀表的角色的雙重性 第39講 考點整合 第39講 考點整合 二 伏安法 測電阻的兩種電路 第39講 考點整合 第39講 考點整合 探究點一閉合電路的故障分析 第39講 要點探究 檢查電路故障的常用方法 1 電壓表檢查法 當電路中接有電源時 可以用電壓表測量各部分電路上的電壓 通過對測量電壓值的分析 就可以確定故障 在用電壓表檢查時 一定要注意電壓表的極性和量程要符合要求 2 電流表檢查法 當電路中接有電源時 可以用電流表測量各部分電路上的電流 通過對測量電流值的分析 就可以確定故障 在用電流表檢查時 一定要注意電流表的極性正確和量程要符合要求 第39講 要點探究 3 歐姆表檢查法 當電路中斷開電源后 可以利用歐姆表測量各部分電路的電阻 通過對測量電阻值的分析 就可以確定故障 在用歐姆表檢查時 一定要注意切斷電源 4 試電筆檢查法 對于家庭用電線路 當出現(xiàn)故障時 可以利用試電筆進行檢查 在用試電筆檢查電路時 一定要用手接觸試電筆筆尾的金屬體 第39講 要點探究 例1圖39 1為 熱得快 熱水器的電路圖和示意圖 現(xiàn)接通電源 發(fā)現(xiàn)該熱水器沒有發(fā)熱 并且熱水器上的指示燈也不亮 現(xiàn)用交流電壓表測得熱水器A B兩端的電壓為220V 指示燈兩端的電壓為220V 那么該熱水器的故障在于 A 連接熱水器和電源之間的導線斷開B 連接電阻絲與指示燈的導線發(fā)生了短路C 電阻絲熔斷 同時指示燈燒毀D 同時發(fā)生了以上各種情況 C 第39講 要點探究 解析 用電壓表測得A B兩點間電壓為220V 說明連接熱水器和電源之間的導線是完好無損的 熱水器不發(fā)熱 說明電阻絲熔斷了 指示燈不亮 說明指示燈被燒毀了 故只有選項C正確 點評 電路故障問題的分析要把握兩個關鍵 第一 電路的連接方式 如本題中電阻絲和指示燈的連接是并聯(lián)關系 第二 要清楚各種電路故障的實質及所引起的現(xiàn)象 要能通過現(xiàn)象確定故障情況 命題意圖 本題意在讓學生熟練電路故障的分析方法和規(guī)律 第39講 要點探究 探究點二閉合電路的動態(tài)分析 閉合電路的動態(tài)分析問題是高考的熱點題型 分析解答這類問題的一般步驟是 1 確定電路的外電阻如何變化 1 當外電路的任何一個電阻增大 或減小 時 電路的總電阻一定增大 或減小 2 若開關的通斷使串聯(lián)的用電器增多 則總電阻增大 若開關的通斷使并聯(lián)的支路增多 則總電阻減小 第39講 要點探究 第39講 要點探究 第39講 要點探究 B 第39講 要點探究 解析 根據(jù)題意知 照射R3的光的強度減弱 則R3的阻值變大 R3與燈泡串聯(lián) 由此導致并聯(lián)電路的阻值變大 閉合電路的總電阻增大 干路電流變小 故電壓表示數(shù)變小 A錯誤 干路電流變小 則R1與r上分得的電壓減小 并聯(lián)電路兩端的電壓變大 故R2支路的電流變大 流經(jīng)小燈泡的電流變小 所以小燈泡的功率變小 B正確 C錯誤 電源兩極間的電壓即為路端電壓 由于r分得的電壓變小 故路端電壓增大 D錯誤 第39講 要點探究 點評 本題為閉合電路的動態(tài)分析問題 必須熟練掌握分析此類問題的基本步驟 抓住題目中的不變量 從自變量入手 按照由主干到支路的順序分析電學參量的變化 命題意圖 本題意在鞏固學生對于電路動態(tài)分析問題的分析和處理能力 第39講 要點探究 探究點三基本實驗電路的理解 第39講 要點探究 第39講 要點探究 第39講 要點探究 750 偏大 第39講 要點探究 解析 伏安法 測電阻中 電流表內(nèi)接時測量值均相對于真實值偏大 由于第一次測量是750 第二次測量約是1000 因此 真實值比較接近750 點評 伏安法測電阻的兩種接法中 電流表內(nèi)接會產(chǎn)生分壓作用 使得測量值偏大 電流表外接會產(chǎn)生限流作用 使得測量值偏小 命題意圖 本題主要考查伏安法測電阻 串聯(lián)知識 誤差分析及比較 重點是伏安法測電阻中的誤差研究 通過本題一定要讓學生意識到 凡是伏安法測電阻必須考慮內(nèi)外接問題 這是電學實驗的基礎 第39講 備用習題 B 第39講 備用習題 第39講 備用習題 C 第40講 本單元實驗 一 第40講本單元實驗 一 第40講 編讀互動 1 本講實驗原理易懂 復習時要注重對測量電路的設計 控制電路的選擇 連接實物圖 數(shù)據(jù)處理 誤差分析的理解 2 本講例題分類安排思路 1 實驗原理與實驗操作 2 實驗數(shù)據(jù)和誤差分析 3 同類實驗拓展與創(chuàng)新 3 本講課時安排第一課時 描繪小電珠的伏安特性曲線 第二課時 測定金屬的電阻率 第40講 考點整合 實驗一描繪小電珠的伏安特性曲線1 實驗目的描繪小電珠的伏安特性曲線 2 實驗原理 1 用電流表測出流過小電珠的電流 用電壓表測出小電珠兩端的電壓 測出多組 U I 值 在U I坐標系中描出各對應點 用一條平滑的曲線將這些點連接起來 就得到小電珠的伏安特性曲線 第40講 考點整合 2 小電珠 3 8V 0 3A 的電阻很小 當它與電流表串聯(lián)時 電流表的分壓影響很大 故為準確測出小電珠的伏安特性曲線 即U I的值 電流表應采用 法 為使小電珠上的電壓能從0開始連續(xù)變化 滑動變阻器應采用 連接 3 電路選擇 1 電流表外接 2 滑動變阻器接成分壓式 實驗電路如圖40 1所示 外接 分壓式 第40講 考點整合 左端 第40講 考點整合 第40講 考點整合 第40講 考點整合 4 注意事項 1 伏安法測電阻 因金屬電阻絲電阻小 應選擇電流表外接 在接通電源之前應將滑動變阻器調到阻值 狀態(tài) 2 測量電阻絲的長度時 要測量連入電路中的 3 測電阻時 電流不宜過大 通電時間不宜 以免電阻率因溫度升高而變化 4 要明確螺旋測微器的讀數(shù)原理 會正確讀數(shù) 最大 有效長度 太長 探究點一實驗原理與實驗操作 第40講 要點探究 例1 2010 重慶卷 在探究小燈泡的伏安特性實驗中 所用器材有 燈泡L 量程恰當?shù)碾娏鞅鞟和電壓表V 直流電源E 滑動變阻器R 開關S等 要求燈泡兩端電壓從0開始變化 1 實驗中滑動變阻器應采用 選填 分壓 或 限流 接法 2 某同學已連接如圖40 3所示的電路 在連接最后一根導線的c端到直流電源正極之前 請指出其中僅有的兩個不當之處 并說明如何改正 分壓 第40講 要點探究 開關S不應閉合 應處于斷開狀態(tài) 滑動變阻器的滑動觸頭P放置不當 應將其置于b端 第40講 要點探究 3 電路連接正確后 分別測得兩只燈泡L1和L2的伏安特性曲線如圖40 4中 和 所示 然后將燈泡L1 L2與電池組 電動勢和內(nèi)阻均恒定 連成圖40 5所示電路 多次測量后得到通過L1和L2的電流平均值分別為0 30A和0 60A 畫出電池組路端電壓U和電流I的關系曲線 由該曲線可知電池組的電動勢為 V 內(nèi)阻為 取兩位有效數(shù)字 路端電壓U與電流I的關系曲線如圖所示 4 6 2 7 第40講 要點探究 第40講 要點探究 第40講 要點探究 第40講 要點探究 第40講 要點探究 點評 本題為教材 描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗的拓展和綜合 尤其是與電源的U I圖線的綜合是本題的難點 命題意圖 本題意在考查對 描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗的理解和綜合應用能力 關鍵是理解命題者的設計意圖 如圖線交點 工作點 的含義的確定 第40講 要點探究 探究點二實驗數(shù)據(jù)和誤差分析 例2 2010 浙江卷 在 描繪小燈泡的伏安特性曲線 的實驗中 某同學測得電流 電壓的數(shù)據(jù)如下表所示 第40講 要點探究 1 用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線 第40講 要點探究 2 為了探究燈絲電阻與溫度的關系 已作出電阻隨電流的變化曲線如圖40 6所示 請指出圖線的特征 并解釋形成的原因 電阻隨電流增大存在三個區(qū)間 電阻隨電流的變化快慢不同 第一區(qū)間電流很小時 電阻變化不大 第二區(qū)間燈絲溫度升高快 電阻增大快 第三區(qū)間部分電能轉化為光能 燈絲溫度升高變慢 電阻增大也變慢 第40講 要點探究 解析 本題考查描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗 在描點作圖時要注意用平滑的線把所描的點連起來 從給出的R I圖線可看出大致有三段 第一段電流很小時 電阻變化不大 第二段電流增大后 溫度升高快 電阻增大得快 第三段部分電能轉化為光能 燈絲溫度升高變慢 電阻增大的速度也變慢 點評 本題考查 描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗 重點側重于實驗數(shù)據(jù)的處理和實驗現(xiàn)象的解讀 如題中燈絲電阻的變化原因分析等 命題意圖 本題意在考查實驗數(shù)據(jù)的處理能力 要引導學生掌握最基本的實驗數(shù)據(jù)處理方法 解析法 圖象法 列表法 第40講 要點探究 探究點三同類實驗拓展與創(chuàng)新 例3 2010 深圳模擬 在探究金屬絲的電阻與金屬絲長度的關系的實驗中 某實驗小組得到了如圖40 7所示的R L實驗圖線 則圖線的斜率與導線的橫截面積的乘積表示的物理量是 為了測量金屬絲的電阻 阻值在5 10 實驗室提供了下列器材和電路 A 電壓表 0 3V 內(nèi)阻1k B 電壓表 0 15V 內(nèi)阻5k C 電流表 0 0 6A 內(nèi)阻2 D 電流表 0 3A 內(nèi)阻0 5 E 滑動變阻器 10 0 2A 金屬絲的電阻率 第40講 要點探究 F 滑動變阻器 50 0 6A G 直流電源 6V 內(nèi)阻不計 另有開關一個 導線若干 實驗中電路應選圖40 8中的 選填 甲 或 乙 電壓表應選 電流表應選 滑動變阻器應選 只填器材的字母代號 乙 A C F 第40講 要點探究 第40講 要點探究 點評 本題為 測定金屬的電阻率 實驗的拓展 與基本實驗相關 又具有一定創(chuàng)新 本題的突破需要注重以下兩個關鍵點 其一是根據(jù)電阻定律解讀R L圖象 其二是限流式控制電路的確定和電流表外接的確定 命題意圖 本題意在引導學生解答拓展遷移型實驗的基本思路 第一 涉及圖線的解讀要及時聯(lián)系解析式 即相關實驗原理 第二 教材基本實驗原理 電流表內(nèi)外接 滑動變阻器分壓式與限流式接法的選擇 的遷移應用 第三 要結合題目中提出的具體問題來理解命題者的設計意圖 第41講 本單元實驗 二 第41講本單元實驗 二 第41講 編讀互動 1 本講是電學實驗的難點 也是高考的熱點 電流表改裝成電壓表中涉及三部分 原理 半偏法測電阻 校表與誤差分析 內(nèi)容多而復雜 測電池的電動勢和內(nèi)電阻實驗中原理選擇較多 可以用電流表加兩個已知電阻 電壓表加兩個已知電阻 或用電阻箱加一個電表 伏安法等方法測量 處理數(shù)據(jù)的方法有解析法 圖象法 尤其是圖象法 必須依據(jù)原理找出圖象解析式才能理解其含義 本講高考試題多 但講解不在數(shù)量 一定要講透與基本實驗的聯(lián)系 引導學生加強對基本實驗的理解 識別實驗命題變化 做到萬變不離其宗 第41講 編讀互動 2 本講例題分類安排思路 1 實驗原理與實驗操作 2 實驗數(shù)據(jù)和誤差分析 3 同類實驗拓展與創(chuàng)新 3 本講課時安排第一課時 把電流表改裝成電壓表 第二課時 測定電源的電動勢和內(nèi)阻 第41講 考點整合 實驗三把電流表改裝成電壓表1 實驗目的 1 掌握 半偏法 測電流表內(nèi)阻的原理 2 根據(jù)電流表改裝成電壓表的原理 將小量程的電流表改裝成大量程的電壓表 2 實驗原理 1 測電流表的內(nèi)阻Rg的原理在干路電流認為不變的前提下 給電流表并聯(lián)一電阻使其電流為 時 并聯(lián)的電阻值等于 電路如圖41 1所示 半偏值 Rg 第41講 考點整合 第41講 考點整合 R Rg 內(nèi)接法 第41講 考點整合 第41講 考點整合 內(nèi)接法 第41講 考點整合 第41講 考點整合 探究點一實驗原理與實驗操作 第41講 要點探究 B C F 第41講 要點探究 B C A E 300 略小于 串 19 7 第41講 要點探究 第41講 要點探究 第41講 要點探究 3 0 0 50 27 0 第41講 要點探究 第41講 要點探究 點評 本題考查電表改裝基本實驗 涉及半偏法測電流表內(nèi)阻 儀器選擇 控制電路的確定 實驗數(shù)據(jù)的處理等多方面能力要求 屬于對基本實驗的綜合性考查 命題意圖 本題意在考查學生對于電表改裝基本實驗的理解和再現(xiàn)式應用能力 第41講 要點探究 第41講 要點探究 第41講 要點探究 連線如圖所示 第41講 要點探究 b 5 5I2 3 00mA 0 660mA 05mA 多次測量取平均值 第41講 要點探究 第41講 要點探究 探究點二實驗數(shù)據(jù)和誤差分析 20 第41講 要點探究 第41講 要點探究 閉合 0 69 小 第41講 要點探究 第41講 要點探究 解析 本題重點考查測量電池內(nèi)阻 假設電壓表為理想電壓表 小 點評 本題考查通過電流表和電阻箱測電源電動勢和內(nèi)阻 重點側重于實驗數(shù)據(jù)的處理 對于本實驗實驗數(shù)據(jù)的處理方法主要是兩個 第一 解析法 如本題 第二 圖象法 如下面的變式題 命題意圖 本題意在鞏固學生對于 測電源電動勢和內(nèi)阻 實驗的理解和實驗數(shù)據(jù)的處理方法 第41講 要點探究 D 第3講 要點探究 第41講 要點探究 探究點三同類實驗拓展與創(chuàng)新 第3講 要點探究 C 10 47 46 48 第3講 要點探究 第42講 本單元實驗 三 第42講本單元實驗 三 第42講 編讀互動 1 本講屬于研究型實驗 多用電表的使用中 除了掌握多用電表的使用方法 還要注意測二極管的極性 檢查電路故障等 傳感器的應用中 注意在實際生活中運用 熱敏電阻 光敏電阻 電磁繼電器 計數(shù)器等 實驗操作中注意控制電路的選取 2 本講例題的分類安排 1 實驗原理與實驗操作 2 實驗數(shù)據(jù)和誤差分析 3 同類實驗拓展與創(chuàng)新 3 本講課時安排第一課時 用多用電表探測黑箱內(nèi)的電學元件 第二課時 傳感器的簡單應用 第42講 考點整合 實驗五用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學元件1 實驗目的 1 掌握多用電表的使用方法 2 能用多用電表探測黑箱電路及二極管單向導電性 第42講 考點整合 第42講 考點整合 第42講 考點整合 2 二極管的特性是單向導電性 當二極管加上一定的正向電壓時 它的電阻值 當二極管加上反向電壓時 它的電阻值變得 就像斷開的開關一樣 3 實驗方法探測黑箱內(nèi)的電學元件的方法 1 將黑箱放在實驗桌上 讓結點向上 2 用直流電壓擋分別判斷各結點間有無電池及電池的正負極 3 用歐姆擋測量無電壓結點的阻值 判斷是否存在電阻 4 交換紅黑表筆 判斷結點間是否存在二極管 5 根據(jù)判斷畫出電路圖 很小 很大 第42講 考點整合 6 打開黑箱 辨認元件 并與判斷的電路比較 4 注意事項 1 使用多用電表前要檢查指針是否在左側 0 位置 若不指 0 可用小螺絲刀輕輕旋轉調零螺絲 2 使用歐姆擋測電阻時 每換一次擋位須重新調零 3 讀數(shù)時 要注意選擇開關所指的功能區(qū)域 即測量的是電流 電壓還是電阻 當測電流 電壓時 選擇開關所指數(shù)值即為量程值 若選擇開關指在歐姆擋 則所指數(shù)值是測量的倍率 即測量值應等于讀數(shù)乘以倍率 4 使用多用電表測電流時 應使電流從多用電表的正插孔流入 測電壓時 正插孔應與被測電路的高電勢點相連 第42講 考點整合 5 用多用電表測交流電壓時 應用最下面一條刻度線 注意其刻度線是不均勻的 6 用完后 將選擇開關置于交流電壓的最高擋或 OFF 擋 長期不用時應取出電池 實驗六傳感器的簡單應用1 實驗目的初步了解傳感器的應用 2 實驗原理傳感器是將它感受到的物理量 如光 熱 力等 轉換成便于測量的量 一般是電學量 熱電傳感器主要利用熱敏電阻將熱信號轉變成電信號 光電傳感器是利用光敏電阻將光信號轉變成電信號 第42講 考點整合 熱敏電阻如果是由半導體材料制成的 常態(tài)時其阻值約為10k 其電阻率隨溫度的變化而迅速變化 溫度升高時 其電阻率顯著 光敏電阻也是由半導體材料制成的 其電阻率在光照射下顯著 在沒有光照射下其阻值可以達到幾千歐 在一般室內(nèi)光照射下 電阻可以降至幾十毫歐 利用多用電表的歐姆擋測量不同溫度下熱敏電阻的阻值以及不同光照條件下光敏電阻的阻值 就可以了解熱敏電阻隨溫度的變化規(guī)律以及光敏電阻隨光照的變化規(guī)律 3 注意事項 減小 減小 第42講 考點整合 1 測熱敏電阻時應待熱敏電阻溫度變化后再測量 2 實驗中測量的元件只能代表這些元件的特性 不能代表所有元件的特性 3 溫度自動報警器 光電計數(shù)器 小燈泡所需電壓都很小 切勿超電壓使用 探究點一實驗原理與實驗操作 第42講 要點探究 第42講 要點探究 1K 第42講 要點探究 第42講 要點探究 第42講 要點探究 點評 本題考查多用電表的原理和操作 多用電表測電阻時 內(nèi)部電源會連入電路與表頭 調節(jié)電阻 待測電阻等構成閉合回路 所以多用電表測電阻的基本原理是閉合電路歐姆定律 命題意圖 本題意在考查學生對于多用電表原理的理解和應用 第42講 要點探究 探究點二實驗數(shù)據(jù)和誤差分析 例2 2010 合肥模擬 用已調零且選擇開關指向歐姆擋 100 位置的多用電表與量程為1V的電壓表按如圖42 3所示方式連接 兩表指針的位置如圖42 3所示 電壓表接線柱A是 選填 正 或 負 接線柱 此時通過電壓表的電流為 mA 負 0 5 第42講 要點探究 第42講 要點探究 點評 本題考查多用電表測電阻時的讀數(shù)以及與其他電學儀器的綜合應用 命題意圖 本題意在考查學生對多用電表的讀數(shù)能力 第42講 要點探究 探究點三同類實驗拓展與創(chuàng)新 例3 2010 上海卷 在世博園區(qū) 運行著許多氫燃料汽車 其動力來源是圖42 4 1 以下是估測氫燃料電池輸出功率的實驗步驟 把多用表的選擇開關調至電流擋 并選擇恰當量程 串聯(lián)在電路中 讀出電流I 把多用電表的選擇開關調至電壓擋 把紅 黑表筆并聯(lián)在電動機兩端 其中紅表筆應該接在圖中 選填 A 或 B 端 讀出電壓U A 第42講 要點探究 重復步驟 和 多次測量 取平均值 根據(jù)公式P 計算氫燃料電池輸出功率 2 在上述第 步中遺漏的操作是 3 如果該電動機的效率為 汽車運動的速度v 則汽車的牽引力為 UI 選擇適當?shù)牧砍?第42講 要點探究 點評 本題通過多用電表測量氫燃料電池的輸出功率 屬于創(chuàng)新應用 命題意圖 本題意在培養(yǎng)學生對于多用電表的創(chuàng)新應用能力 第42講 備用習題 第42講 備用習題 斷開 第43講 電學實驗綜合 第43講電學實驗綜合 第43講 編讀互動 實驗能力是理科綜合 考試大綱 中要求的五個能力目標之一 電學設計型實驗能很好地考查考生的綜合實驗能力 難度較大 區(qū)分度高 是近幾年高考物理實驗題的命題趨向 是復習中應突破的難點 設計一個完整的實驗 要經(jīng)歷多個環(huán)節(jié) 如實驗設計思想 選擇器材 連接實物圖 實驗數(shù)據(jù)處理 誤差分析等 但在實際考查中 一般不會考查全部環(huán)節(jié) 而是只考查其中的幾個環(huán)節(jié) 對于電學設計型實驗 關鍵在于實驗原理的設計 它包括測量電路 控制電路的設計 它決定了應選用哪些器材 應如何處理數(shù)據(jù) 如何安排實驗步驟等 而實驗原理的設計又往往依賴于所提供的實驗器材 條件 和實驗要求 它們相輔相成 互為條件 第43講 編讀互動 2 本講例題分類安排思路 1 電壓 電流 電阻的測量 2 實驗電路的設計與器材的選取 實物連圖 3 實驗數(shù)據(jù)的處理 誤差分析 3 本講課時安排第一課時 電阻的測量電路設計 控制電路的設計 第二課時 選擇器材 連接實物圖 實驗數(shù)據(jù)處理 誤差分析 第43講 考點整合 第43講 考點整合 第43講 考點整合 第43講 考點整合 第43講 考點整合 0 E 從0開始變化 第43講 考點整合 三 電學實驗設計與儀器選用的一般性原則1 準確性原則 依據(jù)實驗的要求 所選的儀器應盡可能精確測量或者盡可能減小誤差 在電學實驗設計與儀器選用中 一定要保證電表的示數(shù)超過量程的三分之一但又不超量程 一般應對的辦法是運用歐姆定律估算電表的隱蔽量程值 并進行比較與選擇 通常在考慮實驗原理與對應電路時重點考慮 2 安全性原則 保證不損壞實驗儀器 在電學實驗中 要保證不燒壞電學元件 不超過電表量程 不超過額定值等 一般應對的辦法是估算全電路的電流 電壓的最大值 并進行綜合與選擇 通常在考慮電源供電與對應電路時重點考慮 第43講 考點整合 3 經(jīng)濟性原則 即節(jié)操作 節(jié)器材 節(jié)能 在保證實驗正常進行的前提下 選用的器材組成的電路要便于操作 便于讀數(shù) 便于進行數(shù)據(jù)處理 實驗時要測量數(shù)據(jù)少 易于操作 同時器材與能耗應盡量節(jié)約 四 實物圖連線應掌握的基本方法和注意事項1 注意事項 1 連接電表應注意量程選用正確 正 負接線柱不要接錯 2 各導線都應接在接線柱上 不應在導線中間出現(xiàn)分叉 3 對于滑動變阻器的連接 要搞清楚接入電路的是哪一部分電阻 在接線時要特別注意不能將線接到滑動觸頭上 第43講 考點整合 2 基本方法 1 畫出實驗電路圖 2 分析各元件連接方式 明確電流表與電壓表的量程 3 畫線連接各元件 用鉛筆畫線 以便改錯 連線方式應是單線連接 連線順序應先畫串聯(lián)電路 再畫并聯(lián)電路 一般先從電源正極開始 到開關 再到滑動變阻器等 按順序以單線連接方式將干路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來 然后連接支路將要并聯(lián)的元件接到電路中去 連接完畢 應進行檢查 檢查電路也應按照連線的方法和順序進行 五 數(shù)據(jù)處理 第43講 考點整合 1 代數(shù)法常見的代數(shù)法有 求平均值法和逐差法 2 列表法在記錄和處理數(shù)據(jù)時 把數(shù)據(jù)列成表格 數(shù)據(jù)列表可以簡單明確地表示出相關物理量之間的對應關系 便于檢查和發(fā)現(xiàn)實驗中的問題 有利于找出相關物理量之間滿足的規(guī)律等等 探究點一電壓 電流 電阻的測量 第43講 要點探究 例1 2010 全國卷 如圖43 8所示 一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi) A為毫安表 量程為6mA 內(nèi)阻為數(shù)十歐姆 E為直流電源 電動勢約為3V 內(nèi)阻很小 R為電阻箱 最大阻值為999 9 S為開關 已知RT在95 時的阻值為150 在20 時的阻值約為550 現(xiàn)要求在降溫過程中測量在95 20 的多個溫度下RT的阻值 第43講 要點探究 第43講 要點探究 電阻箱的讀數(shù)R0 仍為I0 電阻箱的讀數(shù)R1 R0 R1 150 第43講 要點探究 第43講 要點探究 點評 本題考查電阻的測量 但方法上相對于平時的伏安法測電阻有一定的創(chuàng)新 本實驗的核心原理是閉合電路的歐姆定律 命題意圖 通過本題要讓學生建立測電阻類實驗的基本解題思路 即該類實驗的原理不外乎部分電路歐姆定律 或閉合電路歐姆定律 第43講 要點探究 探究點二實驗電路的設計與器材的選取 實物連圖 第43講 要點探究 CDG 第43講 要點探究 AD 第43講 要點探究 第43講 要點探究 點評 本題通過測電阻的實驗重點考查實驗器材的選取能力 通過本題可以看到無論哪種儀器的選擇都要首先考慮其用途 其次是對量程是否合適 命題意圖 本題意在培養(yǎng)學生實驗儀器的選取能力 尤其是量程是否合適這一原則的準確理解 第43講 要點探究 探究點三實驗數(shù)據(jù)的處理 誤差分析 第3講 要點探究 回答下列問題 1 根據(jù)圖43 10所示的電路 在圖43 11所示的實物圖上連線 第3講 要點探究 第3講 要點探究 2 為了檢驗RL與t之間近似為線性關系 在圖43 12的坐標紙上作RL t關系圖線 第3講 要點探究 第3講 要點探究 3 在某一溫度下 電路中的電流表 電壓表的示數(shù)如圖43 13所示 電流表的讀數(shù)為 電壓表的讀數(shù)為 此時等效電阻RL的阻值為 熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為 15mA 5 00V 43 5 64 0 第3講 要點探究 解析 本題考查電學實驗 根據(jù)電路圖連接實物電路圖時 導線之間不能相交 正負流向正確 在根據(jù)表格數(shù)據(jù)作圖時 先描點然后要用平滑的線連接 讀表時要注意量程 求出等效電阻后 對照表可得到此時熱敏電阻所處的環(huán)境 點評 本題重點考查通過圖象法處理實驗數(shù)據(jù) 注意一定要結合解析式解讀圖象 命題意圖 本題意在鞏固學生通過圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的能力和意識 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全