高中物理第3章恒定電流學(xué)案（打包7套）魯科版.zip,高中物理,恒定,電流,打包,魯科版
第3章 恒定電流
章末分層突破
[自我校對(duì)]
①持續(xù)電壓 ②c＝3×108 m/s
③正電荷?、?
⑤nqSv?、蕖、?
⑧溫度?、酻It?、釻I
?I2Rt ?＝ ?＞
?I＝I1＝I2＝…＝In
?U＝U1＋U2＋…＋Un
?R＝R1＋R2＋…＋Rn
?＝＝…＝＝I
?＝＝…＝＝I2
?I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n
?U＝U1＝U2＝…＝Un
＝＋＋…＋
I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝U
PnRn＝U2
非純電阻電路的計(jì)算
對(duì)任何電路，電流的功恒為W＝UIt，在純電阻電路中，電流的功全部轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能，即W＝Q，或UIt＝I2Rt＝t.對(duì)于非純電阻電路，電流的功除了轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即W>Q或UIt>I2Rt.
根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒可知，在非純電阻電路上，電能的轉(zhuǎn)化為：W＝Q＋E其他，即UIt＝I2Rt＋E其他．
直流電動(dòng)機(jī)M接在如圖3-1所示的電路中，電壓表的示數(shù)是20 V，電流表的示數(shù)是1.0 A，限流電阻R＝5.0 Ω，可知( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34022025】
圖3-1
A．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是20 W
B．電阻R消耗的電功率是5 W
C．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是20 Ω
D．電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電熱功率是20 W
【解析】 電動(dòng)機(jī)線圈電阻不能由R＝求出，故C錯(cuò)誤；R消耗的電功率P＝I2R＝1.02×5.0 W＝5 W，故B正確；電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P機(jī)＝P入－Pr＝IU－I2r＝20 W－I2r<20 W，故A、D錯(cuò)誤．
【答案】 B
電動(dòng)機(jī)的幾個(gè)功率
(1)輸入功率：電動(dòng)機(jī)的總功率．由電動(dòng)機(jī)電路的電流和電壓決定，計(jì)算：P總＝UI.
(2)輸出功率：電動(dòng)機(jī)做有用功的功率．如圖3-2所示，P出＝mgv(設(shè)重物勻速上升)．
圖3-2
(3)熱功率：電動(dòng)機(jī)線圈上有電阻，電流通過(guò)線圈時(shí)要發(fā)熱，熱功率P熱＝I2rD.
(4)功率關(guān)系P總＝P出＋P熱．
含有電容器電路的分析與計(jì)算方法
電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件．在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路里有充、放電電流，一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大(只考慮電容器是理想的、不漏電的情況)的元件，有電容器的電路可看做是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它．簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶的電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上．
1．靜態(tài)分析與動(dòng)態(tài)分析
(1)靜態(tài)分析：穩(wěn)定狀態(tài)下，電容器在直流電路中起阻斷電流的作用，電容器兩極間存在電勢(shì)差，電容器容納一定的電量，并滿足Q＝CU.
(2)動(dòng)態(tài)分析：當(dāng)直流電路中的電流和電勢(shì)分布發(fā)生變化影響到電容器支路兩端時(shí)，電容器的帶電量將隨之改變(在耐壓范圍內(nèi))，即電容器發(fā)生充、放電現(xiàn)象，并滿足ΔQ＝CΔU.
2．含有電容器的電路解題步驟
在直流電路中，電容器相當(dāng)于電阻為無(wú)窮大的電路元件，此電路是斷路．解題步驟如下：
(1)先將含電容器的支路去掉(包括與它串在同一支路上的電阻)，計(jì)算各部分的電流、電壓值；
(2)電容器兩極板的電壓，等于它所在支路兩端點(diǎn)的電壓；
(3)通過(guò)電容器的電壓和電容可求出電容器充電電量；
(4)通過(guò)電容器的電壓和平行板間距離可求出兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度，再分析電場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)．
如圖3-3所示的電路中各元件電阻值分別為：R1＝R2＝10 Ω，R3＝R4＝20 Ω，電容C＝300 μF，電源電壓U＝6 V，內(nèi)阻不計(jì)，原先雙擲開(kāi)關(guān)S與觸點(diǎn)2接觸，則當(dāng)開(kāi)關(guān)S從與觸點(diǎn)2接觸改為與觸點(diǎn)1接觸，待電路穩(wěn)定后，試求：
(1)電容器C所帶電荷量；
(2)若開(kāi)關(guān)從與觸點(diǎn)1接觸改為與觸點(diǎn)2接觸，直到電流變?yōu)?時(shí)為止，求通過(guò)電阻R1的電荷量．
圖3-3
【解析】 (1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S與1接觸時(shí)，R1、R2、R3、R4串聯(lián)，由分壓原理得，電容器兩端的電壓UC＝U＝3 V，所帶電荷量QC＝CUC＝9×10－4 C.
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S再與2接觸時(shí)，電容器放電，由分流作用得，通過(guò)電阻R1的電荷量QR1＝＝4.5×10－4 C.
【答案】 (1)9×10－4 C (2)4.5×10－4 C
1．一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為( )
圖3-4
A. B.
C．ρnev D.
【解析】 由電流定義可知：I＝＝＝neSv，
由歐姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，
又E＝，故E＝ρnev，選項(xiàng)C正確．
【答案】 C
2．如圖3-5所示，其中電流表A的量程為0.6 A，表盤(pán)均勻劃分為30個(gè)小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的；R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍．若用電流表A的表盤(pán)刻度表示流過(guò)接線柱1的電流值，則下列分析正確的是( )
圖3-5
A．將接線柱1、2接入電路時(shí)，每一小格表示0.04 A
B．將接線柱1、2接入電路時(shí)，每一小格表示0.02 A
C．將接線柱1、3接入電路時(shí)，每一小格表示0.06 A
D．將接線柱1、3接入電路時(shí)，每一小格表示0.01 A
【解析】 設(shè)電流表A的內(nèi)阻為RA，用電流表A的表盤(pán)刻度表示流過(guò)接線柱1的電流值時(shí)，若將接線柱1、2接入電路，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA＝0.06 A，則每一小格表示0.06 A；若將接線柱1、3接入電路，則(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA＝0.06 A，則每一小格表示0.06 A．選項(xiàng)C正確．
【答案】 C
3．在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為200 Ω，電壓表 的內(nèi)阻約為2 kΩ，電流表?的內(nèi)阻約為10 Ω，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖3-6(a)或圖(b)所示，結(jié)果由公式Rx＝計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)．若將圖(a)和圖(b)中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值．
(a) (b)
圖3-6
【解析】 根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)解題．根據(jù)題意知>，電壓表的分流作用較顯著，故Rx1更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值．圖(a)的測(cè)量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值，故Rx1>Rx真；圖(b)的測(cè)量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值，故Rx2
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