高中物理电路

电路恒定电流基本概念电流定义、条件、方向电流强度电压定义式UAB=WAB/q=φA－φB定义式I=q/t微观表示I=nqsv决定式I=U/R=E/(R+r)决定式U=IR，U外=E－Ir，U内=Ir电阻定义式R=U/I决定式R=ρL/S电动势定义式E=W非静电力/q量度式E=U外+U内=IR+Ir电功定义式W=qU=IUt(纯电阻、非纯电阻电路)计算式W=I2Rt=U2t/R(纯电阻电路)电功率用电器定义式P=W/t计算式P=IU=I2R=U2/R纯电阻电源总功率：P总=IE、输出功率：P出=IU端损失功率P损=I2r、效率：η=P出/P总I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(Ne,t)I＝nqvSI＝eq\f(U,R)基本规律电阻定律内容MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1713539542553_0：R=ρL/S电阻率、超导、半导体欧姆定律部分电路欧姆定律I=U/R闭合电路欧姆定律I=E/（R+r)复习指南1、本章是高考的重点，主要考查欧姆定律、串并联电路中电流电压和功率的分配。2、本章可与机械能、电场、电磁感应、磁场、交变电流等知识综合出题。3、实验是本章的重中之重，是高考试卷中的常客，我们将在以后作专题复习。R＝eq\f(U,I)(伏安法)R＝eq\f(ρL,S)在伏安特性曲线上读出U、I，再根据公式计算 内　容 要求 　1.电流．欧姆定律．电阻和电阻定律 Ⅱ 　2.电阻率与温度的关系 Ⅰ 　3.半导体及其应用．超导及应用 Ⅰ 　4.电阻的串联、并联．串联电路的分压作用．并联电路的分流作用 Ⅱ 　5.电功和电功率．串联、并联电路的功率分配 Ⅱ 　6.电源的电动势和内电阻．闭合电路的欧姆定律．路端电压 Ⅱ 　7.电流、电压和电阻的测量．电流表、电压表和多用电表的使用．伏安法测电阻 Ⅱ 　实验12.描绘小电珠的伏安特性曲线 　要求会正确使用的仪器有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱 　实验13.测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器) 　实验14.把电流表改装为电压表 　实验15.测定电源的电动势和内阻 　实验16.用多用电表探索黑箱内的电学元件 　实验17.传感器的简单应用高考要求(1)电路的简化；(2)动态直流电路分析；(3)非纯电阻电路的分析与计算；(4)稳态、动态含容电路的分析与计算；(5)电路故障分析；(6)电学实验与设计；(7)电路的综合计算．复习策略(1)六个概念：电流、电压、电阻、电功、电功率、电动势；(2)五个规律：欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、串联规律、并联规律；(3)七个常见的高考热点问题(见“命题趋势”)的处理方法．│恒定电流　恒定电流(1)电路的连接；(2)伏安特性曲线及其应用；(3)纯电阻电路与非纯电阻电路． 概念 物理意义 定义式 常见计算途径 注意要点 电流 　反映单位时间里流过导体某横截面的电荷量的多少 是标量(2)电流方向规定为正电荷定向移动的方向 电阻 　反映导体对电流的阻碍作用的大小 在伏安特性曲线中读出U、I计算 电功 　反映电路或用电器消耗电能的多少W＝UItW＝UIt(对纯电阻电路：W＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2t,R))ρ＝eq\f(RS,L)P＝UI(对纯电阻电路：P＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R))P＝UI二、两种电路1.纯电阻电路的特点：电能100%地转化成内能．此电路电热计算：Q＝______＝______＝________.2.非纯电阻电路的特点：电能除了转化成内能外，还转化为其他能．此电路的电功的计算用W＝______，电热只能用Q＝______计算．三、五个规律1.欧姆定律(1)公式：I＝eq\f(U,R).(2)适用范围：纯电阻用电器和电解液导电．(3)图象描述：在U－I图线中，R＝k斜率，斜率越大，R越____；在I－U图线中，│考点整合 电功率 　反映电流做功的快慢 电阻率 　反映材料的导电性能的好坏 　(1)金属电阻率随温度升高而变大，反之变小(2)热(光)敏电阻的电阻率随温度升高(光照)而变小(3)半导体的电阻率介于导体与绝缘体之间，二极管具有单向导电性R＝eq\f(1,k斜率)，斜率越大，R越小．2.电阻定律：R＝______.3.焦耳定律：Q＝____.4.串联电路中的两个正比：______与______的分配与电阻的大小成正比．5.并联电路中的两个反比：______与______的分配与支路电阻的大小成反比． 电学量 串联 并联 电流 　电路中各处电流相等，即：I＝I1＝I2＝… 　(1)并联电路干路中的电流等于各支路电流之和，即：I＝I1＋I2＋…(2)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比，即：I1R1＝I2R2＝…＝U 电压 　(1)串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和，即：U＝U1＋U2＋…(2)串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即：eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝…＝eq\f(Un,Rn)＝I 并联电路中各支路两端的电压相等，即：U＝U1＝U2＝U3＝… 电阻 　串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即：R＝R1＋R2＋… 　并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和，即：eq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋… 电功率 　串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即：eq\f(P1,R1)＝eq\f(P2,R2)＝…＝eq\f(Pn,Rn)＝I2 　并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比，即：P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2 说明 　计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P＝P1＋P2＋…＋Pn│考点整合UIt变式题　有一只电熨斗，内部电路如图37－2甲所示，其中M为旋钮的内部接线端，旋钮有“高”“中”“低”“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙所示的四种方式，下列判断中正确的是(　　)图37－2A.a方式为“高”挡　　　B.b方式为“低”挡C.c方式为“关”挡　　　D．d方式为“中”挡│考点整合►　探究点一　电路的连接[解析]从给出的四种接线方式可知，a为“关”挡，b为R1与R2串联，c只接入了R1，d为R1与R2并联．电熨斗是纯电阻电路，其功率为P＝eq\f(U2,R)，电源电压一定，所以b方式为“低挡”，c方式为“中挡”，d方式为“高挡”，选项B正确．│要点探究2.如何画等效电路(1)电路简化时的原则①无电流的支路简化时可去除；②等电势的各点简化时可合并；③理想导线可任意长短；④理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路．(2)常用的等效简化方法①电流分支法：a.先将各结点用字母标出；b.判断各支路元件的电流方向；c.按电流流向，自左向右将元件、结点、分支逐一画出；d.将画出的等效图加工整理．②等势点排列法：a.先将各结点用字母标出；b.判断各结点电势高低；c.将各结点按电势高低自左向右排列，再将各结点间的支路画出；d.将画出的等效图加工整理．等效电路图 三步法 ⑴标出等势点。依次找出各个等势点，并从高电势点到低电势点顺次标清各等势点字母。一般地，无阻导线视为等势线，无流电阻视为等势线。 ⑵捏合等势点画草图。即把几个电势相同的等势点拉到一起，合为一点，然后假想提起该点“抖动”一下，以理顺从该点向下一个节点电流方向相同的电阻，这样逐点依次画出草图。画图时要注意标出在每个等势点处电流“兵分几路”及与下一个节点的联接关系。 ⑶整理电路图。要注意等势点、电阻序号与原图一一对应，整理后的等效电路图力求 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ，以便计算。等效电路图 图1所示电路中，R1=R2=R3=3Ω，R4=R5=R6=6Ω，求M、N两点间的电阻。 1.在原电路图上标了等势点a、b、c。 2.捏合等势点画草图。从高电势点M点开始，先把两个a点捏合到一起，理顺电阻，标出电流在a点“兵分三路”，分别经R1、R2、R3流向b点；再捏合三个b点，理顺电阻，标出电流在b点“兵分三路”，分别经R4、R5、R6流向c点；最后捏合c点，电流流至N点。（见图2） 3.整理电路图如图3所示。 从等效电路图图3可以清楚地看出原电路各电阻的联接方式，很容易计算出M、N两点间的电阻R=3Ω。如图4所示，R1=R3=4Ω，R2=R5=1Ω，R4=R6=R7=2Ω，求a、d两点间的电阻。 1）标出等势点a、b、c、d（在原电路图上） （2）捏合等势点画草图，首先捏合等势点a，从a点开始，电流“兵分三路”，分别经R2流向b点、经R3和R1流向d点；捏合等势点b，电流“兵分两路”，分别经R5流向c点，经R4流向d点；捏合等势点c，电流“兵分两路”，分别经R6和R7流向d点。 （3）整理电路 从等效电路图可清楚地看出原电路各电阻的联接关系，很容易计算出a、d两点间的电阻R=1Ω。│要点探究3.关于电阻变化的结论(1)电路的总电阻变化规律：总是随其中任一电阻的增大而______，随其中任一电阻的减小而______．(2)分压器电路的阻值变化规律：如图38－2甲所示，R1和R2组成分压器电路．当R1的串联部分阻值RAP增大时，总电阻RAB增大；当RAP减小时，RAB减小．│要点探究变式题　如图38－4所示，已知R1＝30Ω，R2＝15Ω，R3＝20Ω，AB间电压U＝6V，A端为正，C＝2μF，为使电容器带电量达到Q＝2×10－6C，应将R4的阻值调节到多大？图38－4│要点探究►　探究点二　伏安特性曲线及其应用│要点探究│要点探究2.电源的效率电源的效率指电源的输出功率与电源总功率的比，即η＝eq\f(P出,P)×100%＝eq\f(IU,IE)×100%＝eq\f(U,E)×100%，对纯电阻电路，电源的效率η＝eq\f(I2R,I2R＋r)×100%＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%.所以，电路外电阻越大，电源的效率越高．│要点探究例2　[2010·浙江卷]如图38－7所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动．其在纸面上的长度OA为L1，垂直纸面的宽度为L2，在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴、质量为m、长为L2的导体棒使膜绷成平面．在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能．光电池板可等效为一个电池，输出电压恒定为U，输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定)．导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外(注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出)．440(1)现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成θ＝60°角时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率．(2)当θ变为45°时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒力学平衡外，还能输出多少额外电功率？│要点探究应用图象的斜率求对应的物理量，这是图象法讨论问题的方法之一，但应注意坐标轴的物理意义．在用斜率求解时，ΔU、ΔI是用坐标轴上的数值算出的，与坐标轴的标度的选取无关，而角度只有在两坐标轴单位长度相同时才等于实际角的大小，从本图中量出的角度大小没有实际意义．定值电阻的I－U图象为过原点的直线，而热敏电阻的I－U图象为曲线．│要点探究[解析](1)导体棒所受安培力F＝IBL2①由导体棒受力平衡得mgtanθ＝F②解得I＝eq\f(mgtanθ,BL2)③所以当θ＝60°时，I60°＝eq\f(mgtan60°,BL2)＝eq\f(\r(3)mg,BL2)光电池输出功率为P60°＝UI60°＝eq\f(\r(3)mgU,BL2)(2)当θ＝45°时，维持平衡需要的电流为I45°＝eq\f(mgtan45°,BL2)＝eq\f(mg,BL2)根据题意可知eq\f(P45°,P60°)＝eq\f(L1L2cos45°,L1L2cos60°)＝eq\r(2)│要点探究解得P45°＝eq\r(2)P60°＝eq\f(\r(6)mgU,BL2)而光电池产生的电流为I光电＝eq\f(P45°,U)＝eq\f(\r(6)mg,BL2)所以能提供的额外电流为I额外＝I光电－I45°＝(eq\r(6)－1)eq\f(mg,BL2)可提供的额外功率为P额外＝I额外U＝(eq\r(6)－1)eq\f(mgU,BL2).│要点探究►　探究点三　纯电阻电路与非纯电阻电路(1)因电压表的读数为5V，说明U＝5V，Ur＝1V，电源的效率为：η＝eq\f(IU,IE)×100%＝eq\f(5,6)×100%＝83.3%.(2)闭合电路的总电流：I＝eq\f(Ur,r)＝eq\f(1,0.5)A＝2A电源的功率为：P总＝IE＝2×6W＝12W设电动机内阻为r′，它消耗的热功率为：Pr′＝P总－I2(R＋r)－P输出＝12W－22×(0.25＋0.5)W－7W＝2W由I2r′＝Pr′可解得：r′＝eq\f(Pr′,I2)＝eq\f(2,22)Ω＝0.5Ω.│要点探究　[解析]本题中的电路是一个非纯电阻电路，其中的电动机存在着下列能量转化的关系：电能eq\o(――→,\s\up7(电流做功))机械能＋内能，整个电路中存在着下列能量转化的关系：电源的电能eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(电源内阻消耗的电能,R消耗的电能,电动机输出的机械能,电动机内阻消耗的电能))│要点探究变式题　一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，正常工作时消耗功率66W，问：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？│要点探究[解析](1)把三个这样的电灯串联后，每只电灯得到的实际电压为eq\f(12,3)V＝4V．在题图甲上可以查到每只电灯加上4V的实际电压时的工作电流I＝0.4A，由此可以求出每只电灯的实际电阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(4,0.4)Ω＝10Ω.(2)在题图乙所示的混联电路中，设每只电灯上的实际电压和实际电流分别为U和I.在这个闭合电路中，E＝U＋2IR0，代入数值并整理得U＝8－20I.这是一个反映电路的约束直线方程，把该直线在题图甲的坐标系中画出，如图所示．这两条曲线的交点(U＝2V、I＝0.3A)同时满足了电路结构和元件的要求，此时通过电流表的电流值IA＝2I＝0.6A.每只灯泡的实际功率P＝UI＝2×0.3W＝0.6W.│闭合电路的欧姆定律　闭合电路的欧姆定律│考点整合三、含容电路的分析1.涉及知识：C＝eq\f(Q,U)；串并联规律；全电路欧姆定律；C＝eq\f(εS,4πkd)等．2.解题要点(1)分析关键：分析电容器的两板电压(或与之并联部分的电路的电压)；(2)与电容器串联的电阻不分压，它相当于导线．│考点整合(3)在图39－2所示分压器电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联(以下简称并联段)，另一段与并联部分相串联(以下简称串联段)．设滑动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R并，则分压器的总电阻为R总＝R－R并＋eq\f(R并R灯,R并＋R灯)＝R－eq\f(R\o\al(2,并),R并＋R灯)＝R－eq\f(1,\f(1,R并)＋\f(R灯,R\o\al(2,并)))，可知：当R并减小时，R总增大；当R并增大时，R总减小．综上所述：分压器总电阻的变化情况，与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化情况相同．R1、R2和h组成双臂环路。当AR1P支路和AR2P支路的总阻值相等时，Rab最大，当P滑到R某端时，使某一支路阻值最小，Rab最小。1.闭合电路基本构成及相关电学参量例2　[2010·海淀模拟]在如图39－3所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射R3(　　)图39－3A.电压表的示数变大B.小灯泡消耗的功率变小C.通过R2D.电源两极间的电压变小│要点探究备注：内外电路串联，是一个分压电路。R↑U外↑U内↓R↓U外↓U内↑R↑P内、P总↓P外有三种情况R=rP外MAXR＞r，R↑P外↓R＜r，R↑P外↑R增大，η↑，R↓，η↓│要点探究2.含容电路及其动态分析电容器是一个储存电能的元件．当电容器充放电时，电路中有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，在电容器处电路看作是断路，简化电路时可去掉它．简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上．分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：(1)在充、放电稳定后，电容器两端电压跟与它并联的用电器(或电阻)的电压相等．│要点探究(2)在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两极板的极性(与高电势处相连接的极板带正电、与低电势处相连接的极板带负电)，并标在图上．(3)在充、放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷的变化情况来判断电流方向：充电时，电流流入正极板；放电时，电流流出正极板．(4)如果变化前后极板带的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始、末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始、末状态电容器所带电荷量的绝对值之和．│要点探究│要点探究[解析]电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充、放电，使得闪光灯周期性短暂闪光．要使得充电后达到电压U，则电源电动势一定大于或等于U，A项错误；电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为CU，B项错误；闪光灯闪光时，电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；充电时，电荷通过R，通过闪光灯放电，故充、放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D项正确．│要点探究[点评]理解此电路的工作过程是解决本题的关键．找出题意(当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光)中的内涵，就是突破口．[命题意图]本题意在培养学生对于实际电路的分析和理解能力，同时应进一步强调电容器的击穿电压应为电压瞬时值，而非有效值．│要点探究1.在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，R1为金属电阻、R2为光敏电阻、R3为热敏电阻．设电流表A的读数为I，电压表V1的读数为U1，电压表V2的读数为U2，三个电阻中仅有一个的阻值发生变化，则下列分析正确的是(　　)A．给R1升温，I变小，U1变小B．用光照R2，I变小，U2变大C．给R3降温，I变大，U1变大D．给R1降温，I变小，U1变小│要点探究►　探究点二　闭合电路的功率和效率│要点探究│要点探究(5)在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电压，横轴表示电流，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来，不要连接成折线．│要点探究实验二　测定金属的电阻率1.实验目的学会用伏安法测量电阻的阻值，测定出金属的电阻率．2.实验原理由电阻定律R＝ρeq\f(l,S)推导得金属的电阻率ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(R,l)×eq\f(1,4)πd2＝________.3.主要测量量　(1)用米尺量出电阻丝接入电路的长度l.(2)用螺旋测微器测出电阻丝的直径d，则横截面积S＝eq\f(1,4)πd2.(3)如图40－2所示，用伏安法测出电阻丝两端的电压U及通过电阻丝的电流I，计算电阻R应多次测量取其平均值．│要点探究eq\f(πd2R,4l)　│要点探究[解析]由电阻定律R＝eq\f(ρL,S)＝kL知，图线的斜率k与导线的横截面积S的乘积表示的物理量是金属丝的电阻率ρ；因I＝eq\f(3V,5Ω)＝0.6A，则电压表应选A，电流表应选C，滑动变阻器应选F；电路可采用限流接法，又电压表内阻远大于金属丝的电阻，故采用电流表外接法，因此实验中电路应选图乙．│要点探究(2)改装成电压表的原理测出内阻Rg，算出满偏电压Ug，若要求改装成量程为U的电压表，先计算出串联的电阻R，然后将电流表与电阻串联即可．Ug＝IgRg　　　　R＝eq\f(U－IgRg,Ig)＝eq\f(U－Ug,Ug)Rg＝eq\f(U,Ig)－Rg改装图如图41－2所示．3.实验条件(1)测电流表内阻时必须保证________，此条件下干路电流可以认为不变，当电流表半偏时有Rg＝R′.(2)校准电压表时必须采用变阻器分压连接，以保证从0开始校准．│要点探究│要点探究实验四　测定电源的电动势和内阻1.实验目的测定电池的电动势和内电阻．2.实验原理实验电路如图41－3所示，对外电路来说电流表采用______，这样保证了电动势和内阻的测量误差都较小．(1)改变R的阻值，测出几组I、U的数据，由全电路欧姆定律有：E＝U1＋I1rE＝U2＋I2r由方程解得：E＝__________，r＝________可求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值．│要点探究aeq\f(I1U2－I2U1,I1－I2)►　探究点三　闭合电路的U－I图线1.在图38－9中，图线a为电源的U－I图象，b为外电阻的U－I图象，两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；以该点和原点的连线为对角线的矩形的面积表示输出功率(即为外电路电阻的工作功率)因此通常把图线a、b的交点称为“工作点”．2.a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时，即内、外电阻相等时，图中矩形面积最大，即输出功率最大(可以看出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半)．│要点探究例3　图38－10甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图甲可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻)．(1)若把三个这样的电灯串联后接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻．(2)如图乙所示，将两个这样的灯并联后再与10Ω的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．│要点探究│要点探究[点评]本题是电学的图象问题，主要考查伏安特性曲线．因灯泡的电阻随温度而变化，故要求特定条件下的电阻，可以借助伏安法测电源电动势的I－U图象，结合闭合电路的欧姆定律，作出灯泡伏安特性曲线，二者的交点的坐标即为灯泡工作时的电压与电流，此点可称为“工作点”，寻找工作点是解决此类问题的关键．[命题意图]本题主要考查导体的伏安特性曲线与电源的路端电压—电流图象的区别和联系．讲明二线的交点的意义是关键．电源的U－I图象是测量电源电动势及内阻的基础，在此类问题中应对学生多加强调．│要点探究[解析]由图象可知，蓄电池的电动势为20V，而内电阻为2.0Ω，故短路电流为10A，即I轴上单位长度为2.5A．由斜率关系知，该定值电阻阻值为6Ω.用3只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2Ω，因此输出功率最大为50W.│电路的综合问题　电路的综合问题│要点探究650│编读互动1．本讲涉及的问题均为高考的热点问题，包括伏安法测电阻、电表在电路中的意义、含容电路分析、电路故障分析等，常见题型为选择题、实验题．本部分内容综合性强，对考生能力要求高，解题时要求牢记有关电路的常用结论，理解四种电学元件或仪表在电路中的意义，能用两种方法(“局部→整体→局部”法、“串反并同”法)进行电路动态分析，理解伏安法测电阻中“内大外小”的含义并能选择正确的接法，能计算含容电路的有关问题.│编读互动2．本讲例题分类安排思路(1)闭合电路的故障分析；(2)闭合电路的动态分析；(3)基本实验电路的理解．3．本讲课时安排第一课时：电表的改装、实用电表角色的双重性、伏安法测电阻．第二课时：含电容电路的分析、电路故障分析．│考点整合│考点整合│考点整合│考点整合│考点整合(2)开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至________端．►　探究点一　闭合电路的故障分析│要点探究检查电路故障的常用方法(1)电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障．在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性和量程要符合要求．(2)电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障．在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程要符合要求．│要点探究(3)欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障．在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源．(4)试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查．在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔笔尾的金属体．│要点探究C│要点探究　[解析]用电压表测得A、B两点间电压为220V，说明连接热水器和电源之间的导线是完好无损的；热水器不发热，说明电阻丝熔断了；指示灯不亮，说明指示灯被烧毁了，故只有选项C正确．[点评]电路故障问题的分析要把握两个关键：第一，电路的连接方式，如本题中电阻丝和指示灯的连接是并联关系；第二，要清楚各种电路故障的实质及所引起的现象，要能通过现象确定故障情况．[命题意图]本题意在让学生熟练电路故障的分析方法和规律．│要点探究►　探究点二　闭合电路的动态分析闭合电路的动态分析问题是高考的热点题型，分析解答这类问题的一般步骤是：1.确定电路的外电阻如何变化(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．(2)若开关的通断使串联的用电器增多，则总电阻增大；若开关的通断使并联的支路增多，则总电阻减小．│要点探究│要点探究变式题　[2010·宁夏卷]电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图41－11所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为(　　)图41－11A.eq\f(3,4)、eq\f(1,4)B.eq\f(1,3)、eq\f(2,3)C.eq\f(1,2)、eq\f(1,2)D.eq\f(2,3)、eq\f(1,3)│要点探究B[解析]本题考查电学部分的知识．在测电源电动势和内阻的实验中，路端电压与电流的关系图中，纵轴截距表示电动势．电流为零时，路端电压为电源电动势，a点路端电压为电源电动势的eq\f(2,3)，此时电源的效率表示为ηa＝eq\f(\f(2,3)EI,EI)＝eq\f(2,3)，b点路端电压为电源电动势的eq\f(1,3)，同理可得ηb＝eq\f(1,3)，D对．│要点探究[解析]根据题意知，照射R3的光的强度减弱，则R3的阻值变大，R3与灯泡串联，由此导致并联电路的阻值变大，闭合电路的总电阻增大，干路电流变小，故电压表示数变小，A错误；干路电流变小，则R1与r上分得的电压减小，并联电路两端的电压变大，故R2支路的电流变大，流经小灯泡的电流变小，所以小灯泡的功率变小，B正确，C错误；电源两极间的电压即为路端电压，由于r分得的电压变小，故路端电压增大，D错误．│要点探究[点评]本题为闭合电路的动态分析问题，必须熟练掌握分析此类问题的基本步骤，抓住题目中的不变量，从自变量入手，按照由主干到支路的顺序分析电学参量的变化．[命题意图]本题意在巩固学生对于电路动态分析问题的分析和处理能力．│要点探究►　探究点三　基本实验电路的理解│要点探究(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：本实验应选(　　)A.10Ω　2.5WB.100Ω　1.0WC.200Ω　1.0WD.2000Ω　5.0W(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数．改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图线(已知该直线的截距为0.1V－1)．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为________V，内阻r为_______________Ω.│要点探究│要点探究750偏大│要点探究[解析]“伏安法”测电阻中，电流表内接时测量值均相对于真实值偏大．由于第一次测量是750Ω，第二次测量约是1000Ω，因此，真实值比较接近750Ω.[点评]伏安法测电阻的两种接法中，电流表内接会产生分压作用，使得测量值偏大；电流表外接会产生限流作用，使得测量值偏小．[命题意图]本题主要考查伏安法测电阻、串联知识、误差分析及比较．重点是伏安法测电阻中的误差研究．通过本题一定要让学生意识到：凡是伏安法测电阻必须考虑内外接问题．这是电学实验的基础．│备用习题B│备用习题eq\f(ηUI,v)│备用习题C2.6×103│本单元实验(一)　本单元实验(一)│编读互动1.本讲实验原理易懂，复习时要注重对测量电路的设计、控制电路的选择、连接实物图、数据处理、误差分析的理解．2．本讲例题分类安排思路(1)实验原理与实验操作；(2)实验数据和误差分析；(3)同类实验拓展与创新．3．本讲课时安排第一课时：描绘小电珠的伏安特性曲线．第二课时：测定金属的电阻率．│考点整合实验一　描绘小电珠的伏安特性曲线1.实验目的描绘小电珠的伏安特性曲线．2.实验原理(1)用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．│考点整合(2)小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小，当它与电流表串联时，电流表的分压影响很大，故为准确测出小电珠的伏安特性曲线，即U、I的值，电流表应采用______法，为使小电珠上的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用________连接．3.电路选择(1)电流表外接．(2)滑动变阻器接成分压式．实验电路如图40－1所示．外接分压式│考点整合左端(2)某同学按如图乙所示的电路图连接元件后，闭合开关A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S______(选填“闭合”或“断开”)．乙│考点整合│考点整合eq\f(I2,I1)R0│考点整合4.注意事项(1)伏安法测电阻，因金属电阻丝电阻小，应选择电流表外接，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值______状态．(2)测量电阻丝的长度时，要测量连入电路中的________．(3)测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜______，以免电阻率因温度升高而变化．(4)要明确螺旋测微器的读数原理，会正确读数．最大有效长度太长►　探究点一　实验原理与实验操作│要点探究例1　[2010·重庆卷]在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡L，量程恰当的电流表A和电压表V，直流电源E、滑动变阻器R、开关S等，要求灯泡两端电压从0开始变化．(1)实验中滑动变阻器应采用________(选填“分压”或“限流”)接法．(2)某同学已连接如图40－3所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的两个不当之处，并说明如何改正．分压│要点探究开关S不应闭合，应处于断开状态滑动变阻器的滑动触头P放置不当，应将其置于b端│要点探究(3)电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线如图40－4中Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡L1、L2与电池组(电动势和内阻均恒定)连成图40－5所示电路．多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30A和0.60A．①画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线．②由该曲线可知电池组的电动势为________V，内阻为________Ω.(取两位有效数字)①路端电压U与电流I的关系曲线如图所示4.62.7│要点探究│要点探究│要点探究│要点探究[解析]本题考查闭合电路欧姆定律的有关知识．(1)根据题意，题目中没有提供滑动变阻器，取而代之的是电阻箱，所以只能将各元件串联起来组成一闭合回路．│要点探究[点评]本题为教材“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验的拓展和综合，尤其是与电源的U－I图线的综合是本题的难点．[命题意图]本题意在考查对“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验的理解和综合应用能力，关键是理解命题者的设计意图，如图线交点(工作点)的含义的确定．│要点探究►　探究点二　实验数据和误差分析例2　[2010·浙江卷]在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流—电压的数据如下表所示： 电流I/mA 2.7 5.4 12.4 19.5 27.8 36.4 电压U/V 0.04 0.08 0.21 0.54 1.30 2.20 电流I/mA 47.1 56.1 69.6 81.7 93.2 电压U/V 3.52 4.77 6.50 9.12 11.46│要点探究(1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线；│要点探究电阻随电流增大存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同：第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢．│要点探究[解析]本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验，在描点作图时要注意用平滑的线把所描的点连起来．从给出的R—I图线可看出大致有三段，第一段电流很小时，电阻变化不大；第二段电流增大后，温度升高快，电阻增大得快；第三段部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大的速度也变慢[点评]本题考查“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验，重点侧重于实验数据的处理和实验现象的解读，如题中灯丝电阻的变化原因分析等．[命题意图]本题意在考查实验数据的处理能力，要引导学生掌握最基本的实验数据处理方法：解析法、图象法、列表法．│要点探究►　探究点三　同类实验拓展与创新金属丝的电阻率│要点探究乙ACF│要点探究(1)如图所示│要点探究[点评]本题为“测定金属的电阻率”实验的拓展——与基本实验相关，又具有一定创新．本题的突破需要注重以下两个关键点：其一是根据电阻定律解读R－L图象；其二是限流式控制电路的确定和电流表外接的确定．[命题意图]本题意在引导学生解答拓展迁移型实验的基本思路：第一，涉及图线的解读要及时联系解析式(即相关实验原理)；第二，教材基本实验原理(电流表内外接、滑动变阻器分压式与限流式接法的选择)的迁移应用；第三，要结合题目中提出的具体问题来理解命题者的设计意图．│本单元实验(二)　本单元实验(二)│编读互动1.本讲是电学实验的难点，也是高考的热点．电流表改装成电压表中涉及三部分：原理、半偏法测电阻、校表与误差分析，内容多而复杂．测电池的电动势和内电阻实验中原理选择较多：可以用电流表加两个已知电阻、电压表加两个已知电阻、或用电阻箱加一个电表、伏安法等方法测量；处理数据的方法有解析法、图象法，尤其是图象法，必须依据原理找出图象解析式才能理解其含义．本讲高考试题多，但讲解不在数量，一定要讲透与基本实验的联系，引导学生加强对基本实验的理解，识别实验命题变化，做到万变不离其宗．│编读互动2．本讲例题分类安排思路(1)实验原理与实验操作；(2)实验数据和误差分析；(3)同类实验拓展与创新．3．本讲课时安排第一课时：把电流表改装成电压表．第二课时：测定电源的电动势和内阻．│考点整合实验三　把电流表改装成电压表1.实验目的(1)掌握“半偏法”测电流表内阻的原理．(2)根据电流表改装成电压表的原理，将小量程的电流表改装成大量程的电压表．2.实验原理(1)测电流表的内阻Rg的原理在干路电流认为不变的前提下，给电流表并联一电阻使其电流为______时，并联的电阻值等于____，电路如图41－1所示．半偏值Rg│考点整合│考点整合R≫Rg内接法　│考点整合│考点整合内接法　│考点整合│考点整合►　探究点一　实验原理与实验操作│要点探究BCF│要点探究BCAE300略小于串19.7│要点探究│要点探究│要点探究3.00.5027.0│要点探究│要点探究[点评]本题考查电表改装基本实验，涉及半偏法测电流表内阻、仪器选择、控制电路的确定、实验数据的处理等多方面能力要求，属于对基本实验的综合性考查．[命题意图]本题意在考查学生对于电表改装基本实验的理解和再现式应用能力．│要点探究│要点探究│要点探究│要点探究b5.5I23.00mA0.660mA05mA多次测量取平均值│要点探究│要点探究►　探究点二　实验数据和误差分析20Ω│要点探究│要点探究闭合0.69Ω小│要点探究│要点探究　[解析]本题重点考查测量电池内阻．假设电压表为理想电压表，小．[点评]本题考查通过电流表和电阻箱测电源电动势和内阻，重点侧重于实验数据的处理，对于本实验实验数据的处理方法主要是两个：第一，解析法，如本题；第二，图象法，如下面的变式题．[命题意图]本题意在巩固学生对于“测电源电动势和内阻”实验的理解和实验数据的处理方法．│要点探究D第3讲│要点探究│要点探究►　探究点三　同类实验拓展与创新第3讲│要点探究C1047(46～48)第3讲│要点探究│本单元实验(三)　本单元实验(三)│编读互动1．本讲属于研究型实验．多用电表的使用中，除了掌握多用电表的使用方法，还要注意测二极管的极性、检查电路故障等．传感器的应用中，注意在实际生活中运用：热敏电阻、光敏电阻、电磁继电器、计数器等；实验操作中注意控制电路的选取．2．本讲例题的分类安排：(1)实验原理与实验操作；(2)实验数据和误差分析；(3)同类实验拓展与创新．3．本讲课时安排第一课时：用多用电表探测黑箱内的电学元件．第二课时：传感器的简单应用.│考点整合实验五　用多用电表探索黑箱内的电学元件1.实验目的(1)掌握多用电表的使用方法．(2)能用多用电表探测黑箱电路及二极管单向导电性．│考点整合│考点整合│考点整合(2)二极管的特性是单向导电性，当二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值______；当二极管加上反向电压时，它的电阻值变得______，就像断开的开关一样．3.实验方法探测黑箱内的电学元件的方法：(1)将黑箱放在实验桌上，让结点向上．(2)用直流电压挡分别判断各结点间有无电池及电池的正负极．(3)用欧姆挡测量无电压结点的阻值，判断是否存在电阻．(4)交换红黑表笔，判断结点间是否存在二极管．(5)根据判断画出电路图．很小很大│考点整合(6)打开黑箱，辨认元件，并与判断的电路比较．4.注意事项(1)使用多用电表前要检查指针是否在左侧“0”位置，若不指“0”，可用小螺丝刀轻轻旋转调零螺丝．(2)使用欧姆挡测电阻时，每换一次挡位须重新调零．(3)读数时，要注意选择开关所指的功能区域，即测量的是电流、电压还是电阻，当测电流、电压时，选择开关所指数值即为量程值，若选择开关指在欧姆挡，则所指数值是测量的倍率，即测量值应等于读数乘以倍率．(4)使用多用电表测电流时，应使电流从多用电表的正插孔流入，测电压时，正插孔应与被测电路的高电势点相连．│考点整合(5)用多用电表测交流电压时，应用最下面一条刻度线，注意其刻度线是不均匀的．(6)用完后，将选择开关置于交流电压的最高挡或“OFF”挡，长期不用时应取出电池．实验六　传感器的简单应用1.实验目的初步了解传感器的应用．2.实验原理传感器是将它感受到的物理量(如光、热、力等)转换成便于测量的量(一般是电学量)．热电传感器主要利用热敏电阻将热信号转变成电信号，光电传感器是利用光敏电阻将光信号转变成电信号．│考点整合热敏电阻如果是由半导体材料制成的，常态时其阻值约为10kΩ，其电阻率随温度的变化而迅速变化，温度升高时，其电阻率显著______．光敏电阻也是由半导体材料制成的，其电阻率在光照射下显著______．在没有光照射下其阻值可以达到几千欧，在一般室内光照射下，电阻可以降至几十毫欧．利用多用电表的欧姆挡测量不同温度下热敏电阻的阻值以及不同光照条件下光敏电阻的阻值，就可以了解热敏电阻随温度的变化规律以及光敏电阻随光照的变化规律．3.注意事项减小减小│考点整合(1)测热敏电阻时应待热敏电阻温度变化后再测量．(2)实验中测量的元件只能代表这些元件的特性，不能代表所有元件的特性．(3)温度自动报警器、光电计数器、小灯泡所需电压都很小，切勿超电压使用．►　探究点一　实验原理与实验操作│要点探究│要点探究1K│要点探究│要点探究│要点探究[点评]本题考查多用电表的原理和操作．多用电表测电阻时，内部电源会连入电路与表头、调节电阻、待测电阻等构成闭合回路，所以多用电表测电阻的基本原理是闭合电路欧姆定律．[命题意图]本题意在考查学生对于多用电表原理的理解和应用．│要点探究►　探究点二　实验数据和误差分析例2　[2010·合肥模拟]用已调零且选择开关指向欧姆挡“×100”位置的多用电表与量程为1V的电压表按如图42－3所示方式连接，两表指针的位置如图42－3所示．电压表接线柱A是________(选填“正”或“负”)接线柱，此时通过电压表的电流为________mA.负0.5│要点探究│要点探究[点评]本题考查多用电表测电阻时的读数以及与其他电学仪器的综合应用．[命题意图]本题意在考查学生对多用电表的读数能力．│要点探究►　探究点三　同类实验拓展与创新例3　[2010·上海卷]在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是图42－4(1)以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤：①把多用表的选择开关调至电流挡，并选择恰当量程，串联在电路中，读出电流I.②把多用电表的选择开关调至电压挡，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该接在图中________(选填“A”或“B”)端．读出电压U.A│要点探究③重复步骤①和②，多次测量，取平均值．④根据公式P＝________计算氢燃料电池输出功率．(2)在上述第②步中遗漏的操作是______________；(3)如果该电动机的效率为η，汽车运动的速度v，则汽车的牵引力为________．UI选择适当的量程│要点探究[点评]本题通过多用电表测量氢燃料电池的输出功率，属于创新应用．[命题意图]本题意在培养学生对于多用电表的创新应用能力．│备用习题│备用习题断开│电学实验综合　电学实验综合│编读互动实验能力是理科综合《考试大纲》中要求的五个能力目标之一．电学设计型实验能很好地考查考生的综合实验能力，难度较大，区分度高，是近几年高考物理实验题的命题趋向，是复习中应突破的难点．设计一个完整的实验，要经历多个环节，如实验设计思想、选择器材、连接实物图、实验数据处理、误差分析等．但在实际考查中，一般不会考查全部环节，而是只考查其中的几个环节．对于电学设计型实验，关键在于实验原理的设计，它包括测量电路、控制电路的设计，它决定了应选用哪些器材、应如何处理数据、如何安排实验步骤等．而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材(条件)和实验要求，它们相辅相成，互为条件．│编读互动2．本讲例题分类安排思路(1)电压、电流、电阻的测量；(2)实验电路的设计与器材的选取(实物连图)；(3)实验数据的处理、误差分析．3．本讲课时安排第一课时：电阻的测量电路设计、控制电路的设计．第二课时：选择器材、连接实物图、实验数据处理、误差分析.│考点整合│考点整合│考点整合│考点整合│考点整合0～E从0开始变化│考点整合三、电学实验设计与仪器选用的一般性原则1.准确性原则：依据实验的要求，所选的仪器应尽可能精确测量或者尽可能减小误差．在电学实验设计与仪器选用中，一定要保证电表的示数超过量程的三分之一但又不超量程．一般应对的办法是运用欧姆定律估算电表的隐蔽量程值，并进行比较与选择．通常在考虑实验原理与对应电路时重点考虑．2.安全性原则：保证不损坏实验仪器．在电学实验中，要保证不烧坏电学元件、不超过电表量程、不超过额定值等．一般应对的办法是估算全电路的电流、电压的最大值，并进行综合与选择．通常在考虑电源供电与对应电路时重点考虑．│考点整合3.经济性原则：即节操作、节器材、节能．在保证实验正常进行的前提下，选用的器材组成的电路要便于操作，便于读数，便于进行数据处理．实验时要测量数据少，易于操作，同时器材与能耗应尽量节约．四、实物图连线应掌握的基本方法和注意事项1.注意事项(1)连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错．(2)各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉．(3)对于滑动变阻器的连接，要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻，在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上．│考点整合2.基本方法(1)画出实验电路图．(2)分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程．(3)画线连接各元件．(用铅笔画线，以便改错)连线方式应是单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画