高二物理人教选修3-1第二章《章末整合》（新人教）

欢迎进入物理课堂 电量 所需时间 nqSv 电压 电流 电流 所做的功 电能 1C 正 正比 反比 负 增大 正比 反比 正比 反比 UIt I2Rt UIt I2Rt IE IU I2R I2r 专题一电功与电热的计算 例1 一台电风扇的额定功率是44W 内电阻为2 接在220V的电压下正常运转 求 1 电风扇正常运转时 通过它的电流多大 这台电风扇电 动机的效率是多少 2 若接上电源后 电风扇因故不能转动 这时通过它的电流多大 电风扇实际消耗的电功率多大 此时会发生什么问题 针对训练 1 如图2 1所示为电动机提升重物的装置 电动机线圈的电阻为r 1 电动机两端电压为5V 电路中的电流为1A 则 1 电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少 2 电动机输入功率和输出功率各是多少 图2 1 解 1 根据焦耳定律 热功率为PQ I2r 12 1W 1W 2 输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积 即P入 IU 1 5W 5W 输出功率等于输入功率减去内阻发热消耗的功率P出 P入 PQ 5W 1W 4W 专题二 闭合电路的动态分析 1 闭合电路中由于局部电阻变化 或开关的通断 引起各部分电压 电流 或灯泡明暗 发生变化的问题分析的基本步骤 1 认识电路 明确各部分电路的串 并联关系及电流表或电压表的测量对象 2 由局部电阻变化判断总电阻的变化 3 由I ER r 判断总电流的变化 4 根据U E Ir判断路端电压的变化 5 由欧姆定律及串 并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化 2 结论法 串反并同 适用电源内阻不为零的电路 1 串反 某电阻增大 减小 与它串联或间接串联的电阻 中的电流 两端电压 电功率都将减小 增大 2 并同 某电阻增大 减小 与它并联或间接并联的电阻 中的电流 两端电压 电功率都将增大 减小 例2 双选 如图2 2所示的电路 L1 L2 L3为三个相同的灯泡 其电阻大于电源内阻 当变阻器的滑动触头P向 上移动时 A L1变亮 L2和L3都变暗B L1变亮 L2变暗 L3变亮C 电源的总电功率增大 电 源的供电效率升高 图2 2 D 电源输出的电功率增大 电源的供电效率降低 答案 BD 针对训练 2 双选 2012年佛山一中高三期中 如图2 3所示电路 电源内阻不可忽略 开关S闭合后 在变阻器R0的滑片向下滑 动的过程中 A 电压表示数减小B 电压表示数增大C 电流表示数减小 D 电流表示数增大 图2 3 解析 变阻器R0的滑片向下滑动的过程中 R0减小 总电阻减小 总电流增大 路端电压减小 A对B错 R1电压增大 R2电压减小 电流也减小 C对D错 也可根据串反并同 R0减小 与R0间接并联的电流表 电压表示数都减小 答案 AC 专题三 电学实验 1 伏安法实验电路一般可分为两部分 测量电路部分和供电电路部分 1 测量电路有两种方法 电流表内接法和外接法 确定内接法还是外接法 有三种方法 试测判断法 当Rx RA RV大约值都不清楚时用此法 如图2 4所示 将单刀双掷开关S分别接触a点和b点 若看到电流表读数变化较大 说明电压表分流影响较大 应该选用内接法 若看到电压表读数变化较大 说明电流表分压影响较大 应该选用外接法 图2 4 2 滑动变阻器在供电电路中有两种接线方式 限流式和分压式 如图2 5所示 限流式可省一个耗电支路 分压式电压调节范围大 应根据需要选用 图2 5 负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电阻R 须用分压 式接法 要求负载上电压或电流变化范围较大 且从零开始连续 可调 须用分压式接法 负载电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻R或相差不多 且电压或电流变化不要求从零调起时 可采取限流式接法 两种电路均可使用的情况下 应优先采用限流式接法 因为限流接法总功率较小 特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲 以更能减小误差的连接方式为好 刻度的中间量程 其指针应偏转到满刻度的之间 使用欧 2 实验仪器选用与实物图连接 1 仪器的选择一般应考虑的因素 安全因素 如通过电源和电阻的电流不能超过其允许的 最大电流 误差因素 如选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差 电压表和电流表在使用时 要尽可能使指针接近满 姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位 2 选择仪器的一般步骤 根据实验要求设计合理的实验电路 根据电路选择滑动变阻器 选定电源 选择电压表和电流表以及所用的量程 3 连接实物图的基本方法 画出实验电路图 分析各元件连接方式 明确电表量程 画线连接各元件 一般先从电源正极开始 到开关 再到滑动变阻器等 按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来 其次将要并联的元件再并联到电路中去 连接完毕 应进行检查 检查电路也应按照连线的方法和顺序 例3 2012年深圳一模 在测定一根粗细均匀合金丝Rx 的电阻率的实验中 1 利用螺旋测微器测定合金丝的直径 示数如图2 6甲 所示 则可读得合金丝的直径为 mm 2 待测合金丝Rx的电阻约为5 提供的仪器有 A 电压表V 内阻约为10k 量程为3V B 电流表A1 内阻约为3 量程为0 6A C 电流表A2 内阻约为0 1 量程为3A D 滑动变阻器R 阻值为0 5 额定电流为2A E 电源E 电动势为5V 内阻为1 F 一个开关 若干导线 图2 6 要求较准确地测出其阻值 电流表应选 填序号 某同学根据以上仪器 按图乙连接实验线路 在实验中发现电流表示数变化范围较窄 现请你用笔在图乙中画一条线对电路进行修改 使电流表示数的变化范围变宽 修改后的电路其测量结果比真实值偏 填 大 或 小 2 在选取仪器时 要求其读数在量程的之间 故选 解析 1 根据螺旋测微器的读数方法可得合金丝的直径为 0 5 0 01 10 9 mm 0 609mm B 作分压图即可 电流表外接 测量结果比真实值偏小 答案 1 0 609 2 B 小 如图2 7所示 图2 7 例4 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中 备有下列器材 A 待测干电池 电动势约为1 5V 内阻小于1 0 B 电流表G 满偏电流Ig 3mA 内阻Rg 10 C 电流表A 0 0 6A 内阻0 1 D 滑动变阻器R1 0 20 10A E 滑动变阻器R2 0 200 1A F 定值电阻R0 990 G 开关和导线若干 1 某同学发现上述器材中虽然没有电压表 但给出了两个电流表 于是他设计了图2 8甲 乙两个参考实验电路 其中合理的是图 所示的电路 在该电路中 为了操作方便且能较准确地进行测量 滑动变阻器应选 填写器材的字母代号 2 图2 9为该同学根据 1 中选出的合理实验电路 利用测出的数据绘出的I1 I2图线 I1为电流表G的示数 I2为电流表A的示数 则由图线可得被测电池的电动势E V 内阻r 图2 8 图2 9 解析 1 电路甲中电流表A和定值电阻R0组成的电压表量程为0 6 990 1V 594V 而电源电动势仅约为1 5V 所以电路甲不合理 电路乙合理 电源的内阻较小 又滑动变阻器采用限流式改变电路 所以用滑动变阻器R1改变电路较为方便 2 根据实验原理可知电流表G的读数乘以 10 990 即为电路的路端电压 所以图线在纵轴上的截距乘以 10 990 1000 可得电源电动势E 1 50 10 3 1000V 1 50V 从图线上取两点得电池的内阻r 1 45 1 25 10 3 10000 3 0 05 0 8 答案 1 乙 D 2 1 500 8 针对训练 3 2012年汕头一模 用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r 器材有 电压表V 0 3 15V 电流表A 0 0 6 3A 变阻器R1 总电阻20 以及开关S和导线若干 1 根据现有器材设计实验电路并连接电路实物图2 10甲 要求滑动变阻器的滑动头在右端时 其使用的电阻值最大 图2 10 2 由实验测得的7组数据已在图乙的U I图上标出 请 你完成图线 并由图线求出E V 3 下表为另一组同学测得的数据 分析可以发现电压表测得的数据 将影响实验图象的准确性 原因是 解 1 如图5所示 2 图线如图6所示 1 50V 1 48 1 52V均正确 电池的内阻太小 3 变化 间隔 很小图5 图6 4 2011年广东卷 在 描绘小电珠的伏安特性曲线 实验中 所用器材有 小电珠 2 5V 0 6W 滑动变阻器 多用电表 电流表 学生电源 开关 导线若干 1 粗测小电珠的电阻 应选择多用电表 填 1 10 或 100 倍率的电阻挡 调零后 将表笔分别与小电珠的两极连接 示数如图2 11所示 结果为 图2 11 图2 12 图2 13 2 实验中使用多用电表测量电压 请根据实验原理图2 12完成实物图2 13中的连线 3 开关闭合前 应将滑动变阻器的滑片P置于 端 为使小电珠亮度增加 P应由中点向 端滑动 4 下表为电压等间隔变化测得的数据 为了获得更准确的实验图象 必须在相邻数据点 填 ab bc cd de 或 ef 间多测几组数据 解 1 1 7 5 2 如图7所示 3 ab 4 ab图7 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全