第七章恒定电流.ppt

高三物理第一轮总复习,近几年新课标高考对本章的考查主要是以选择题和设计性实验题为主 选择题主要考查基本概念(电动势、电流、电压、电阻与功率)和各种电路的欧姆定律以及电路的串并联关系如电阻的计算，电功与电热、电功率与热功率的计算，电路的动态变化，故障分析，电流表、电压表、多用电表的使用，与电场综合的含电容电路的分析和计算，与电磁感应综合的电路中能量转化问题等 物理实验是高考物理的必考题，也是考生失分较多的题型，分值占1719分，在整个主观题中约占25%左右一般围绕力学和电学两部分命题，特别是电学实验题更是高考命题的重头戏，是高考的热点，福建省近三年实验题的第（2）小题都考电学实验。电学实验题考查包括：基本仪器的读数及应用、器材选择、电路连接、数据处理和误差、方案设计等其中设计性实验一般比较难、分值高，且灵活多变，能力要求高，出现的可能性大，在高考备考中应予以高度重视,考 纲 解 读,第一课时部分电路的欧姆定律 串、并联电路电阻定律,5、单位：1 A103 mA106 A,一、电流,1、定义：电荷的定向移动形成电流,2、产生条件：有自由电荷；有电势差,3、电流强度定义式：,其中q为在时间t内通过导体任一横截面的电荷量,4、方向：规定与正电荷定向移动的方向相同，电流是标量,注意：电流虽然有大小、方向，但电流是标量，其方向是人为规定的；,在电解液导电和气体导电中，q应为通过该截面的正负电荷量的绝对值之和,微观表达式 IneSv,如图所示为某种带有一价离子的水溶液中，正负离子在定向移动，方向如图。如果测得2 s内有1.01018个正离子和负离子通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中电流的方向如何？电流多大？,解：I=q/t=(q1+q2)/t=2(1.010181.610-19)/2A=0.16 A。,例与练,在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束已知电子的电荷量为e，质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为l的电子束内的电子个数是(),例与练,B,若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动，则其角速度=_；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I=_。(已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力恒量用k表示),例与练,线性元件：伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件适用欧姆定律非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件不适用欧姆定律,二、欧姆定律,1、内容：导体中电流强度跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比,2、表达式：,3、适用范围,金属导体导电和电解液导电(对气体导电不适用)；纯电阻电路(不含电动机、电解槽的电路),4、导体的伏安特性曲线：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I画出的IU关系图线,决定式,图象：,RaRb,Rc随U的增大而增大,注意：在IU（或UI）图象中图线是曲线的各点所表示的电阻应由各点同原点的连线的斜率大小来判断，而不是由各点的斜率来判断。,实验室用的小灯泡的伏安特性曲线可用图象表示的是(),C,例与练,如图所示I-U图象所对应的两个导体，(1)电阻之比R1:R2为多少？(2)若两个导体两端的电压相等(不为零)时，电流之比I1:I2为多少？,答案：R1:R2=3:1 I1:I2=R2:R1=1:3。,两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的UI特性曲线如图所示L2额定功率约为_W现将L1和L2串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计此时L2的实际功率约为_W.,解析：由图象可得，U2220 V时，I20.45 A，故L2的额定功率P2U2I299 W，,由串联电路的特点知L1和L2串联后电流相等，同时两者电压之和为220V，由图象可知符合上述条件的电流为I0.25A，此时L2对应的电压为U270V，则L2的实际功率为P2U2I17.5 W.,例与练,99,17.5,如图(甲)所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的IU关系曲线图(1)为了通过测量得到图(甲)所示IU关系的完整曲线，在图(乙)和图(丙)两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：_；(已知电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100),解析：(1)由IU图象可知，电路要求电压从零开始，故选图(乙),例与练,(乙),电路要求电压从零开始,(2)在图(丁)电路中，电源电压恒为9 V，理想电流表读数为70 mA，定值电阻R1250.由热敏电阻的IU关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_ V；电阻R2的阻值为_.,解析：(2)由欧姆定律可知I1U/R19/250 A36 mA，则流过热敏电阻的电流为I2II134 mA。由IU关系曲线得热敏电阻两端的电压为5.2 V，电阻R2的阻值为R2U/I2（9-5.2)/3410-3 111.8(111.6 112.0 均正确),5.2,111.8,在如图(甲)所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图(乙)所示当开关S闭合后()AL1电流为L2电流的2倍BL1上的电流为0.20 ACL2上的电流为0.20 AD此时L2的电阻为12,C,例与练,物理意义：反映材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的长度、横截面积无关，但与导体的材料有关，还与导体的温度有关,三、电阻定律,1、内容：导体的电阻R跟导体的长度l 成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关,2、表达式：(其中为导体的电阻率),3、电阻率,电阻率与温度的关系：金属的电阻率一般会随温度升高而增大；绝缘体和半导体材料的电阻率随温度的升高而减小；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体,决定式,两根完全相同的金属导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，设其电阻为R1；把另一根导线对折后绞合起来，设其电阻为R2，则它们的电阻R1与R2之比是多少？,答案：16:1,例与练,思考：若把R1、R2串联起来并加一定的电压，则它们的电压U1、U2之比为多少？,若把R1、R2并联起来并加一定的电压，则相同时间通过它们的电量q1、q2之比为多少？,提醒：当导体的长度改变时，导体的横截面积也发生改变，但导体的体积不变，导体的电阻可写成：,如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长ab10cm，bc5cm，当A与B之间接入的电压为U时，电流为1 A，若C与D间接入的电压为U时，其电流为()A4 AB2 AC0.5 A D0.25 A,例与练,A,如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q 为电极，设 a1 m，b0.2 m，c0.1 m，当里面注满某电解液，且 P、Q 加上电压后，其 UI 图线如图乙所示，当 U10V 时，求电解液的电阻率是多少？,答案：40 m.,例与练,1、串联电路特点,串联电路各处的电流相同；I1=I2=I3=In,串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和,U=U1+U2+Un,串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和,四、串、并联电路的性质和特点,串联电路的电压分配关系是：各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比。,串联电路的功率分配关系是：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比。,注意：三个关系只适用于纯电阻电路。,2、并联电路的特点,并联电路中各支路的电压相等：U1=U2=Un,并联电路的总电流等于各支路的电流之和,I=I1+I2+In,并联电路的等效总电阻R的倒数等于各支路电阻的倒数之和,并联电路的电流分配关系是：通过各个支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。,并联电路的功率分配关系是：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成反比。,注意：三个关系只适用于纯电阻电路。,不论是串联电路还是并联电路，其中任意一个电阻变大(或变小)时，总电阻变大(或变小),串联电路的总电阻大于电路中任一电阻，并联电路的总电阻小于电路中任一支路的电阻,提醒注意：几个有用的结论,串联电路中的串联分压和并联电路中的并联分流正是伏特表和安培表的改装原理,一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1=10，R2=120，R3=40。另有一 测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计，则()A.当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是40 B.当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是40 C.当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压为80 VD.当c、d两端接通测试电源时，a、b两端的电压为80 V,AC,例与练,由 5 个 1 的电阻，连接成如图所示的电路，导线的电阻不计，则 A、B 间的等效电阻是（）A、5 B、2 C、1 D、0.5,例与练,D,等效电路,在如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2，电流表内阻不计，在B、C两点间加上6 V的电压时，电流表的读数为()A0 B1 AC1.5 A D2 A,等效电路,例与练,B,两根材料相同的均匀导线x和y，x长为L，y长为2L，串联在电路中，沿长度方向电势变化如图所示，则xy导线的横截面积之比为()A、2:3 B、1:3C、1:2 D、3:1,例与练,B,如图所示，AB两端接直流稳压电源，UAB=100 V，R0=40,滑动变阻器总电阻R=20，当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压UCD为 _V，通过电阻R0的电流为_A。,80,2,例与练,等效电路,如图所示，AB两端接直流稳压电源。当滑动片P处于变阻器中点时，UCD多大？若在C、D间接一个定值电阻R，为使UCD=1/2U，滑片P应如何移动？若在C、D间接一个平行板电容器，且板间有一带电粒子处于静止状态，为使带电粒子向上运动，应如何操作？,例与练,电流表、电压表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的,3、电流表、电压表的改装,电流表G改装为电压表,原理：串联较大电阻分压。,改装原理图：,分压电阻：,改装后电表内阻：RVRgRnRgRg,n为量程扩大倍数,电流表G改装为大量程电流表,原理：并联较小电阻分流。,改装原理图：,分流电阻：,改装后电表内阻：,n为量程扩大倍数,如果两个电流表的满偏电流Ig均为3 mA，内阻Rg均为100，欲将其改装成量程分别为3 V和15 V的电压表，则：(1)分别串联的电阻R1和R2有多大？(2)将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角1和2有何关系，示数U1和U2有何关系？如果并联呢？,解：,改装成3V电压表 时应串联的电阻：,改装成15V电压表 时应串联的电阻：,例与练,答案：(1)900 4900(2)12，U1U215 并联时：152，U1U2,将两只电压表串联后测电压，即如图所示连接，因流过表头的电流相同，故偏角12，而电压表内阻之间的关系为RV1/RV21/5，故电压表示数之比也为U1U215.,如果并联，则流过两个电流表的电流不同，故偏角不同，且152，但电压(即示数)相同，即U1U2。,如图所示电路中，三个完全相同的灯泡连入电路，下列说法正确的是（）AL1 亮度最亮 BL2 亮度最亮CL3 亮度最亮 D只有 L1 发光，L2、L3 不发光,D,例与练,第二课时闭合电路的欧姆定律,2、大小：电源电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压，在闭合电路中，电源电动势在数值上等于内、外电压之和,一、电动势,1、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，是电路中电能的提供者,从能量的转化关系看，电动势和电压是截然不同的物理量,从能量的角度说：电源电动势数值上等于将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到正极的过程中非静电力所做的功（其他形式的能转化为电能的多少）,注意：电源的电动势由电源本身决定。,电源电动势的类比理解：,抽水机,下列关于电源的说法，正确的是（）A电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B电动势就是电源两端的电压C电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大,下列关于电动势的说法正确的是（）A电源是通过静电力把其他形式的能转化为电能的装置B在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动C电源电动势反应了电源内部非静电力做功的本领D把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将发生变化,D,BC,例与练,公式(只适用于纯电阻电路)。也可以表示为EIRIrU外U内，即电源电动势等于内、外电压之和,二、闭合电路的欧姆定律,1、闭合电路的组成,内电路：电源内部的电路，内电阻两端的电压称为内电压外电路：电源外部的电路，其两端的电压称为外电压或路端电压,2、闭合电路的欧姆定律,内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比,外电路断开时，电源两极间的电压等于电源电动势，外电路闭合时，电源两极间的电压往往小于电源电动势,注意：,对于公式 的理解,适用于任何闭合电路,只适用于纯电阻闭合电路,R为纯电阻时，U=IR,解析：由闭合电路欧姆定律 UEIr 和 知，当外电阻变小时，电流变大，则路端电压变小，A 错误；当接到位置2时，通过 R2的电流大于接到 R1时的电流，即 I2大于 0.2A，则 R2的电压 U2大于0.2 A8 1.6 V，电压表示数可能小于2.0 V 大于 1.6 V，B、C 正确,如图所示电路，电源内阻不可忽略，R110，R28.当电键扳到位置1时，电压表示数为2.0V；当电键扳到位置2时，电压表示数可能是（）A2.2V B1.9V C1.7V D1.4V,BC,例与练,3、路端电压与外电阻的关系,根据 可知，当R增大时U增大，R减小时U减小.,外电路断开时，R为无限大，I变为零，路端电压等于电源电动势,外电路短路时，R0U0，(称为短路电流),路端电压跟电流的关系是UEIr，用图象表示如图所示,4、路端电压跟电流的关系,图线上每一点对应的U、I比值为此时电路的外电阻。,此图象的物理意义是：,图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的电动势。,图线斜率的大小表示电源的内电阻，若图线的纵轴不从零开始时，直线的斜率。,图中Im代表短路电流，,两个UI图象的比较；,如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是（）A路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B电流都是I0时，两电源的内电压相等C电源甲的电动势大于电源乙的电动势D电源甲的内电阻小于电源乙的内电阻,例与练,AC,在图甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1100，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随电流I的变化图线如图乙其中图线上的A、B两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器R3的最大值,例与练,（06年上海卷）在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示下列比值正确的是（）A、不变，不变 B、变大，变大 C、变大，不变 D、变大，不变,ACD,例与练,如图电路，闭合电键S，待电路中的电流稳定后，减小 R 的阻值，则（）A电流表的示数减小B电压表的示数减小C电阻 R2 两端的电压减小D路端电压增大,B,例与练,三、动态电路的分析,如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，下面说法中正确的是()A.电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大。B.电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小。C.电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大。D.电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小。,AD,例与练,如图所示的电路，L是小灯泡，C 是极板水平放置的平行板电容器有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动若滑动变阻器的滑片向下滑动，则()AL 变亮 BL 变暗C油滴向上运动 D油滴向下运动,BD,例与练,如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上S2，则下列表述正确的是()A.电源输出功率减小 B.L1上消耗的功率增大C.通过R1上的电流增大 D.通过R3上的电流增大,C,例与练,如图所示的电路中，电源的电动势E3.0V，内阻r1.0；电阻R110，R210，R330，R435；电容器的电容C10F.电容器原来不带电求接通电键K并达到稳定这一过程中流过R4的总电量,答案：2.010-5C,四、含电容器的电路问题,如图所示电路，E=10 V，R1=4，R2=6，电池内阻不计，C1=C2=30 F。先闭合开关S，待电路稳定后再断开S，求断开S后通过电阻R1的电量。,答案：4.210-4 C,例与练,答案：RV=4.8 k。Q=2.3510-6C。,如图所示的电路中，电源电动势E=6.00 V，其内阻可忽略不计。电阻的阻值分别为R1=2.4 k、R2=4.8 k，电容器的电容C=4.7 F。闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压，其稳定值为1.50 V。(1)该电压表的内阻为多大？(2)由于电压表的接入，电容器的带电荷量变化了多少？,例与练,五、电路故障问题判断,如图所示，电源电动势为6 V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad=0，Ucd=6 V，Uab=6 V，由此可以断定()A.L1和L2的灯丝都断了B.L1的灯丝断了C.L2的灯丝断了D.变阻器R断路,C,解析：由题给条件知，电路中有的地方没有电压。由Uad=0，Ucd=6 V可知电路是断路。由Uab=6 V，Ucd=6 V可知，内电路a、b之间没有断点，外电路中的a、b和c、d之间有断点，取其公共部分可知灯L2断路，由电灯L2两端电压不为零，可知灯L1与变阻器R是导通的。选项C正确。,如图所示，由于某一电阻断路，致使电压表和电流表的示数均比该电阻未断时要大，则这个断路的电阻可能是()AR1 BR2CR3 DR4,AD,例与练,在如图所示的电路中，由于某个电阻发生故障，电压表和电流表的读数都增大，如果两只电表都可看做理想电表，则一定是（）AR1 断路 BR1 短路CR2 短路 DR3 短路,D,例与练,如图所示是一部分电路，其中R1=5，R2=1，R3=3，I1=0.2A，I2=0.1A，则通过电流表的电流大小多大？方向如何？,解析：,Uab=U1=I1R1=1V,Uac=U2=I2R2=0.1V,故 且Ucb=U3=0.9V,方向cb,对c点：I2+IA=I3,IA=I3-I2=0.2A,方向向左,例与练,第三课时电路中的能量,意义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢,一、电功、电功率和焦耳定律,1、电功,定义：电路中电场力移动电荷所做的功,公式：WqUUIt(适用于任何电路),实质：电能转化为其他形式的能,2、电功率,公式：,3、焦耳定律,内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。,表达式：,(适用于任何电路),(适用于任何电路),(2)电路中消耗电能一部分转化为焦耳热，另一部分转化为其他形式能的电路叫非纯电阻电路，即:WQE其他，UItI2Rt，得URI.,按电功与电热的关系可将电路分为纯电阻电路和非纯电阻电路：,(1)将电能全部转化为焦耳热的电路叫纯电阻电路即:,热功率：单位时间内热量的表达式(适用于任何电路),4、电热与热功率,电热：电流通过导体产生的热量，由焦耳定律来计算，即QI2Rt(适用于任何电路),判断是否为纯电阻电路最直接的方法是看用电器是否将电能全部(或主要)转化为内能.,区分纯电阻电路和非纯电阻电路,电位器是变阻器的一种，如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是()A连接 A、B 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗B连接 A、C 使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C连接 A、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D连接 B、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮,AD,例与练,把6个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路消耗的功率分别用P甲和P乙所示，则下列结论中正确的是()A.P甲=P乙 B.P甲=3P乙C.P乙=3P甲 D.P乙3P甲,例与练,B,5、电源的效率：，在纯电阻电路中当外电路总电阻为R时，.,二、闭合电路的功率,1、电源的总功率：指电源提供电能的功率公式为 P总EI,2、电源内部的发热功率：指电源内电阻消耗的功率 公式为P内I2r.,3、电源的输出功率：指电源供给外电路的功率公 式为P出UI.,4、三者的关系：P总P内P出即EII2rUI,电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是()A.电动机消耗的电能为UItB.电动机消耗的电能为I2RtC.电动机线圈产生的热量为I2RtD.电动机线圈产生的热量为U2t/R,AC,例与练,如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L 上标有“6V、12W”字样，电动机线圈的电阻 RM 0.50.若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()A电动机的输入功率为12WB电动机的输出功率为12WC电动机的热功率为2.0WD整个电路消耗的电功率为22W,AC,例与练,某同学设计了一个转向灯电路，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源。当S置于位置1时，以下判断正确的是()A.含L支路的总功率较另一支路的大B.L的功率小于额定功率C.L1亮,其功率等于额定功率D.L2亮,其功率等于额定功率,例与练,B,电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为 Q2.则有()AU1U2，Q1Q2 BU1U2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2,A,例与练,小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是()A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1/I2C.对应P点,小灯泡的电阻为D.对应P点,小灯泡的功率为图 中矩形PQOM所围的面积,例与练,ABD,如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U12V，电解槽内阻rA2，当K1闭合，K2、K3断开时，A示数6A；当K2闭合，K1、K3断开时，A示数5A，且电动机输出功率为35W；当K3闭合，K1、K2断开时，A示数为4A.求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时，电能转化为 化学能的功率为多少？,例与练,答案：R=2；PR=72WrM=1P化=16W,一台电风扇，内阻为20，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W，求：(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，电风扇的扇叶被卡住，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？,答案：(1)0.3 A(2)64.2 W1.8 W97.3%(3)11 A2420 W2420 W,例与练,某一直流电动机提升重物的装置如图所示，重物的质量 m50 kg，电源提供给电动机的电压为 U110 V，不计各种摩擦，当电动机以 v0.9 m/s 的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度 I5.0 A，求电动机线圈电阻的大小(取g10 m/s2),例与练,解：电动机的输入功率：P=UI=1005.0W=550W,电动机的输出功率：P1=mgv=50100.9W=450W,电动机的发热功率：P2=P-P1=100W,又：,6、闭合电路中的电功率的极值问题,电源的总功率：P总EIUII2rP出P内,若外电路是纯电阻电路，则有:P总I2(Rr)E2/（R+r),电源内部消耗的功率：P内I2rP总P出,电源的输出功率：P出UIEII2rP总P内,若外电路是纯电阻电路，则有：,P出与R的关系如图所示,当Rr 时，电源的输出功率最大为：,当R r时，随着R的增大输出功率越来越小,当R r时，随着R的增大输出功率越来越大,当P出 Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2r2.,由上式可以看出：,总之，当R越接近 r 时，输出功率越来越大。,电动势为E，内阻为r 的电池与固定电阻R0、可变电阻R串联，如图所示。设R0=r，Rab=2r，当变阻器的滑片自a 端向b 端滑动时，下列各物理量中随之减小的是（）A、电池的输出功率B、变阻器消耗的功率C、固定电阻R0上消耗的功率D、电池内阻上消耗的功率,B,例与练,方法提示：闭合电路中，电源输出功率可根据外电阻 R 越接近内电阻 r 时，输出功率越大（R=r 时输出功率最大）来判断；电路中的固定电阻（如图中的R0、r）消耗的功率可根据 P=I2Rx 来判断，I 越大 P 越大；讨论变阻器消耗的功率时，可把固定电阻等效为电源内阻，而变阻器视为外电路，按以上方法讨论。,在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示则()A图线A是电压表V2示数随电流变化的图线B电源内电阻的阻值为10 C电源的最大输出功率为3.6 WD滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W,AD,例与练,如图所示是在同一坐标系中1、2二个电源的UI图线，分别用P1、P2表示两电源消耗的总功率，R1、R2表示两个电路的外电阻，P出1、P出2表示两个电路的输出功率，P内1、P内2表示两个电源内部消耗的功率，当两电路的电流I1=I2时，下面说法正确的是（）A、P1=P2B、R1R2C、P出1P内2,若两个电路的路端电压U1=U2时，上面说法正确的是（）,例与练,ACD,BC,如图所示是在同一坐标系中1、2二个电源的UI图线，分别用P1、P2表示两电源消耗的总功率，R1、R2表示两个电路的外电阻，P出1、P出2表示两个电路的输出功率，P内1、P内2表示两个电源内部消耗的功率，当两电路的电流I1=I2时，下面说法正确的是（）A、P1=P2B、R1R2C、P出1P内2,变形练习,若两个电路的路端电压U1=U2时，上面说法正确的是（）,C,BC,有一家用电熨斗,其电路结构如图所示,改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低中高三个不同的温度挡,图乙是它的四种不同的连接方式,其中能获得高挡温度的是(),例与练,D,某型号手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说书上还写有“通话时间3 h，待机时间100 h”。则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为()A.6.48103 W，1.94102 WB.1.8 W，5.410-2 WC.0.6 W，1.810-2 WD.3.6 W，0.108 W,例与练,C,如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接。则()A.当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B.当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C.工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D.工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端,例与练,BD,3(2010年广州模拟)在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V则这台电动机正常运转时输出功率为()A32 W B44 WC47 W D48 W,A,导与练中作业手册P256,4(2010年福建模拟)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示以下判断错误的是()A直线a表示电源的总功率B曲线c表示电源的输出功率C电源的电动势E3 V，内电阻r1 D电源的最大输出功率Pm9 W,D,5(2011年东北三校联考)某家庭购买了一款节能环保汽车，在试车时发现，汽车的电动机启动时车灯会瞬时变暗，车主将汽车启动时的电路图进行整理后，得到汽车启动时的工作电路原理图如图所示经测量，S1闭合、S2断开的情况下，电流表的示数为10 A，S1、S2均闭合的情况下，电流表的示数为70 A，电源的电动势为13 V，内阻为0.1.若电流表的内阻不计且假定车灯灯丝电阻不变，则S1、S2均闭合时，车灯的功率为()A90 W B30 W C60 W D120 W,B,6将规格为“6 V，6 W”和“6 V，4 W”的A灯和B灯接入电压为12 V的电路中，既要使两灯都能正常发光，又要使整个电路消耗的电功率最小，如图所示的四种接法最合理的是(),D,7(2010年福建省三明一中高三第二次月考)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么()AR接到a电源上，电源的效率较高BR接到b电源上，电源的输出功率较大CR接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低DR接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高,C,8(2010年海南一模)如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为1，R11，R26，电动机线圈电阻为0.5。若开关闭合后通过电源的电流为3A，则R1消耗的电功率为_ W，电动机消耗的功率为_ W.,9,12,第四课时电学实验基础,2滑动变阻器的选择：滑动变阻器在电路中主要是起调节电压或电流的作用，其额定电流不能小于实验电路中最大电流同时根据电路类型来选择，如果接成限流电路，往往选择与待测电阻阻值相当的滑动变阻器，如果接成分压电路，往往需要选择阻值较小的滑动变阻器,一、电学实验仪器的选择,1电流表、电压表的选择：对于电表，量程首先要达到测量的范围，电流表或电压表量程要大于等于所测量的最大值，同时量程又不能太大，务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度的1/3)，以减小读数带来的误差,3电源或保护电阻也要根据实验原理进行判断,1电流表的内、外接法根据电流表和待测电阻相对于电压表的位置，分为电流表外接法和电流表内接法，分别如图(甲)和(乙)所示，简称外接法和内接法,二、电路的选择,测量中，电阻的测量值定义为实验得到的电压值和电流值比值，表达式为,电流表外接法,电压表示数:,电流表示数:,测量值偏小,误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小,当RxRV时，R测越接近R真，误差越小。应采用电流表的外接法，所以该电路适合测量小电阻,电阻测量值为电阻真实值和电压表内阻的并联电阻值。,电流表内接法,电压表示数：,电流表示数：,测量值偏大,当RxRA时，R测越接近R真，误差越小。应采用电流表的内接法，所以该电路适合测量大电阻。,误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小。,电阻测量值为电阻真实值和电流表内阻的串联电阻值。,电流表的内、外接法的选择可总结为三种方法：,阻值比较法：这是一种定性判断方法，多数问题中的电路选择均可依此判断方法是若Rx RA，宜采用电流表内接法若待测电阻阻值为几百欧以上的大电阻用电流表内接法，若待测电阻阻值为几欧以下的小电阻用电流表外接法,用临界值计算法：若待测阻值为中等大小，不易定性判断，且知道电流表和电压表的阻值约为多大时，可用此方法：,当 时内、外接法均可,当(即Rx为小电阻)时用外接法,当(即Rx为大电阻)时用内接法,如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用大，即：应采用外接法,试触法：不知道电流表和电压表的大约阻值，也不知待测电阻阻值大约是多少时采用此法电路如图所示分别将导线a端与b、c点接触：,如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，即：应采用内接法。,方法提示：“内大外小”，即内接法测量值比真实值偏大，内接法适合测量较大的电阻；外接法测量值比真实值偏小，外接法适合测量较小的电阻。,某同学用伏安法测一个未知电阻，他先将电压表接a点，读得两表示数分别为U1=3.0V，I1=3.0mA，然后将电压表改接在b点，读得两表示数分别为U2=2.9V，I2=4.0mA，如图所示。由此可知电压表应接到 点误差较小，测得Rx的值为。,例与练,解析：,可见电流表示数的变化比电压表示数的变化明显，说明电压表的分流作用较大。为了减小误差应采用电流表内接法，即接在a点。,a,1000,2滑动变阻器的分压、限流接法,为了改变待测电阻两端的电压(或通过的电流)，常把滑动变阻器与电源连接作为供电控制电路，滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式，如图(甲)、(乙)所示，分别叫限流式接法和分压式接法,待测电阻供电电压的最大调节范围：(不计电源内阻),滑动变阻器的限流式接法：,如图，Rx为待测电阻，R为滑动变阻器的总电阻,电路连接特点：它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联,该电路的优点是电路耗能小，操作简单一般适用于用大阻值滑动变阻器测量小阻值电阻,从该表达式中，可以看出：其电压变化范围较小，Rx比R大得越多，变化范围越小,滑动变阻器的分压式接法：,该电路优点是电压调节范围宽，但该电路较为复杂，操作也复杂，耗能也较大一般适用于用小阻值滑动变阻器测量大阻值电阻,电路连接特点：接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联,待测电阻供电电压的调节范围是：0E(不计电源内阻),如图，Rx为待测电阻，R为滑动变阻器的总电阻,采用限流式接法时，电路不能安全工作，如电路中的最小电流(电压)仍超过电流表(电压表)的量程或超过用电器的额定电流(电压)时，应采用分压式接法,实际选择的原则：以下几种使用分压式接法：（其余情况用限流式接法）,要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法,待测电阻 Rx 远大于滑动变阻器总电阻 R 时，须用分压式接法,在这种情况下，滑动变阻器的滑片从一端移到另一端，电路中的电流变化仍极小，待测电阻的电流（电压）变化范围很小。,选用实验器材一般应根据实验原理掌握“可行”、“精确”和“方便”的原则。“可行”是指选用的实验器材要能保持实验的正常进行；“精确”是指选用的实验器材要考虑尽可能减小实验误差（如电表的指针偏转要求较大）；“方便”是指选用的实验器材要便于操作。,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片上,三、电路图的连接,1、基本方法,画出实验电路图,分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程,画线连接各元件连线方式应是单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路,2、注意事项,连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错,各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉,用伏安法测量某一电阻 Rx的阻值，现有实验器材如下：待测电阻 Rx(阻值约5，额定功率为 1W)；电流表 A1(量程 00.6A，内阻0.2)；电流表 A2(量程 03A，内阻0.05）电压表 V1(量程 03V，内阻3 k)；电压表 V2(量程 015V，内阻15 k)；滑动变阻器 R0(050）蓄电池(电动势为 6V)、开关、导线为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选_，并在下面画出实验电路图,V1、A1,例与练,在用伏安法测电阻（待测电阻约为2K）的实验中，所用电压表的内阻约为20K，电流表的内阻约为10，使用滑动变阻器的总电阻为50，选择能够减小误差的电路进行实验，画出此实验的电路原理图。,例与练,解析：,故电流表应采用内接法。,滑动变阻器的总电阻R=50远小于待测电阻的阻值，故采用滑动变阻器的分压接法。,若采用限流式接法，待测电阻上电