2018高考物理第一輪復習 專題 電路學案 魯科版.doc

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電路 【本講教育信息】 一. 教學內容： 電路 1 電流，歐姆定律，電阻和電阻定律 Ⅱ 2 電阻率與溫度的關系 Ⅰ 3 半導體及其應用，超導及其應用 Ⅰ 4 電阻的串，并聯(lián)，串聯(lián)電路的分壓作用，并聯(lián)電路的分流作用 Ⅱ 5 電功和電功率，串聯(lián)，并聯(lián)電路的功率分配 Ⅱ 6 電源的電動勢和內電阻，閉合電路的歐姆定律，路端電壓 Ⅱ 7 電流、電壓和電阻的測量；電流表、電壓表和多用電表的使用、伏安法測電阻 Ⅱ 本章的知識點： 電流、電功、電熱、電功率、熱功率、電阻、電阻率；串、并聯(lián)電路的特點、電流表和電壓表的改裝、歐姆定律、電阻定律、焦爾定律、電源的功率和效率、電路的動態(tài)分析、電路的故障分析、含容電路的分析、等效電路的問題 二. 重點、難點： 1、電路中的基本概念： 電流： （q為在時間t內通過導體橫截面的電量） 注：電解液中 電壓： 電阻： 電功率： 熱功率： 串并聯(lián)電路的特點： 2、閉合電路的歐姆定律： （1）主要物理量． 研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、I、U，前兩個是常量，后三個是變量． 閉合電路歐姆定律的表達形式有： ①E＝U外+U內 ② （I、R間關系） ③U＝E-Ir（U、I間關系）④（U、R間關系） 從③式看出：當外電路斷開時（I ＝ 0），路端電壓等于電動勢．而這時用電壓表去測量時，讀數卻應該略小于電動勢（有微弱電流）．當外電路短路時（R＝0，因而U ＝0）電流最大為Im＝E/r（一般不允許出現(xiàn)這種情況，會把電源燒壞）． （2）電源的功率和效率． ⑴功率：①電源的功率（電源的總功率）PE＝EI ②電源的輸出功率P出＝UI ③電源內部消耗的功率Pr＝I 2r ⑵電源的效率：（最后一個等號只適用于純電阻電路） 電源的輸出功率，可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當內外電阻相等時，電源的輸出功率最大，為． 3、電流表和電壓表的改裝 常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的．小量程的電流表的電阻Rg就是其電阻，一般為幾百到幾千歐．這個線圈允許通過的最大電流Ig叫做電流表的滿偏電流，這是因為電流表通過的電流為Ig時它的指針偏轉到最大刻度處．Ig一般為幾十微安到幾毫安．電流如果超過Ig，不但指針指示不出數值，電流表還可能燒毀．因為IgRg一般很小，不能直接用電流表測量較大的電壓．如果被測電壓U大于IgRg，通過電流表的電流將超過Ig而把電流表燒毀．如果給電流表串聯(lián)一個分壓電阻，分擔一部分電壓，就可以用來測量較大的電壓了．加了分壓電阻并在刻度盤上標出電壓值，就把電流表改裝成了電壓表（如下圖所示）．此時該電壓表所能測量的最大電壓為 正像串聯(lián)電阻可以分擔一部分電壓一樣，并聯(lián)電阻也可以分擔一部分電流．并聯(lián)電阻的這種作用叫做分流作用，作這種用途的電阻又叫分流電阻．為了使電流表能夠測量幾個安培甚至更大的電流，可以給它并聯(lián)一個分流電阻，分掉一部分電流，這樣在測量大電流時通過電流表的電流也不致超過滿偏電流Ig,如下圖所示．此時該電流表所能測量的最大電流為 【典型例題】 閉合電路的動態(tài)分析 當電路中的任一部分變化時，將引起電路中各處電流和電壓的變化．判斷此類問題時，一般是先據部分電路的變化分析總電阻的變化，由閉合電路歐姆定律分析總電流，再據串并聯(lián)電路的特點和性質分析各處電流和電壓的變化．一般分析的原則是由不變量分析變化量．討論依據是：閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關系、并聯(lián)電路的電流關系．以下圖電路為例：設R1增大，總電阻一定增大；由，I一定減小；由U＝E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3＝ I-I4，I3、U3一定減小；由U2＝U-U3，U2、I2一定增大；由I1＝I3 -I2，I1一定減?。偨Y規(guī)律如下： ①總電路上R增大時總電流I減小，路端電壓U增大；②變化電阻本身和總電路變化規(guī)律相同；③和變化電阻有串聯(lián)關系（通過變化電阻的電流也通過該電阻）的看電流（即總電流減小時，該電阻的電流、電壓都減小）；④和變化電阻有并聯(lián)關系的（通過變化電阻的電流不通過該電阻）看電壓（即路端電壓增大時，該電阻的電流、電壓都增大）． 【例題1】如圖所示，電源電動勢為E，內電阻為r．當滑動變阻器的觸片P從右端滑到左端時，發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數變化的絕對值分別為ΔU1和ΔU2，下列說法中正確的是 A、小燈泡L1、L3變暗，L2變亮 B、小燈泡L3變暗，L1、L2變亮 C、ΔU1<ΔU2 D、ΔU1>ΔU2 〖解析〗滑動變阻器的觸片P從右端滑到左端，總電阻減小，總電流增大，路端電壓減?。c電阻蟬聯(lián)串聯(lián)的燈泡L1、L2電流增大，變亮，與電阻并聯(lián)的燈泡L3電壓降低，變暗．U1減小，U2增大，而路端電壓U＝ U1+ U2減小，所以U1的變化量大于 U2的變化量，選BD． 電路的故障分析 檢查電路故障的一種方法是用電壓表檢查測量，把電壓表接入電路，相當于在電路中并接了一個阻值較大的電阻．當電路中是斷路故障時，當電壓表無示數時，不能說明該部分電路的通斷，而當電壓表有示數時，斷路故障肯定在電壓表并接的兩點之間．原因是此時電壓表把電路接通，使電壓表有示數．斷路點的判定方法為：當由純電阻組成的串聯(lián)電路中僅有一處發(fā)生斷路故障時，用電壓表就可以方便地判定斷路點：凡兩端電壓為零的用電器或導線是無故障的；兩端電壓等于電源電壓的用電器或導線發(fā)生了斷路． 【例題2】如圖所示，閉合電鍵S，兩個燈泡都不亮，電流表指針幾乎不動，而電壓表指針有明顯偏轉，該電路的故障可能是（ ） A、電流表壞了或未接好 B、從a經過L1到b的電路中有斷路 C、L2燈絲燒斷或燈座未接通 D、電流表和L1、L2都壞了 〖解析〗（1）電流表幾乎不動，說明電路故障是斷路． （2）斷路使L1和L2均不亮，但伏特表有明顯偏轉，說明斷路發(fā)生在和伏特表并聯(lián)的電路上，即從a經過L1到b的電路中有斷路，故應選B項． 特別提示：從以上分析可看出，電路故障中，主要有短路和斷路兩種情況，由于這兩種情況有時會導致同一現(xiàn)象，所以要透過現(xiàn)象看本質，具體現(xiàn)象具體分析． 含容電路 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，電路有充電、放電電流，一旦電流達到穩(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不漏電的情況）的元件，電容電路可看作是斷路，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，關鍵是準確地判斷并求出電容器的兩端的電壓，其具體方法是： 1、確定電容器和哪個電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓. 2、當電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓. 3、對于較復雜電路，需要將電容器兩端的電勢與基準點的電勢比較后才能確定電容器兩端的電壓. 【例題3】如圖所示的電路中，4個電阻的阻值均為R，E為直流電源，其內阻可以不計，沒有標明哪一極是正極.平行板電容器兩極板間的距離為d.在平行極板電容器的兩個平行極板之間有一個質量為m,電量為q的帶電小球.當電鍵K閉合時，帶電小球靜止在兩極板間的中點O上.現(xiàn)把電鍵打開，帶電小球便往平行極板電容器的某個極板運動，并與此極板碰撞，設在碰撞時沒有機械能損失，但帶電小球的電量發(fā)生變化.碰后小球帶有與該極板相同性質的電荷，而且所帶的電量恰好剛能使它運動到平行極板電容器的另一極板.求小球與電容器某個極板碰撞后所帶的電荷. 〖解析〗命題意圖：考查推理判斷能力及分析綜合能力． 錯解分析：不能深刻把握該物理過程的本質，無法找到破題的切入點（K斷開→U3變化→q所受力F變化→q運動狀態(tài)變化），得出正確的解題思路. 解題方法與技巧： 由電路圖可以看出，因R4支路上無電流，電容器兩極板間電壓，無論K是否閉合始終等于電阻R3上的電壓U3，當K閉合時，設此兩極板間電壓為U，電源的電動勢為E，由分壓關系可得U＝U3＝E ① 小球處于靜止，由平衡條件得 ＝mg ② 當K斷開，由R1和R3串聯(lián)可得電容器兩極板間電壓U′為 U′＝ ③ 由①③得U′＝U ④ U′＜U表明K斷開后小球將向下極板運動，重力對小球做正功，電場力對小球做負功，表明小球所帶電荷與下極板的極性相同，由功能關系 mg－qmv2－0 ⑤ 因小球與下極板碰撞時無機械能損失，設小球碰后電量變?yōu)閝′，由功能關系得 q′U′－mgd＝0－mv2 ⑥ 聯(lián)立上述各式解得 q′＝q 即小球與下極板碰后電荷符號未變，電量變?yōu)樵瓉淼?