逍遥学能 2013-03-04 09:52
一. 教学内容：电路
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，超导及其应用
Ⅰ
4
电阻的串，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
本章的点：
电流、电功、电热、电功率、热功率、电阻、电阻率；串、并联电路的特点、电流表和电压表的改装、欧姆定律、电阻定律、焦尔定律、电源的功率和、电路的动态分析、电路的故障分析、含容电路的分析、等效电路的问题
二. 重点、难点：
1、电路中的基本概念：
电流：
（q为在时间t内通过导体横截面的电量）
注：电解液中
电压：
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电阻：
电功率：
热功率：
串并联电路的特点：
2、闭合电路的欧姆定律：
（1）主要量．
研究闭合电路，主要物理量有r、I、U，前两个是常量，后三个是变量．
闭合电路欧姆定律的表达形式有：
①U外 I、UU、I间关系）④U、从③式看出：当外电路断开时（R＝0，因而Im＝r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏）．
（2）电源的功率和效率．
⑴功率：①电源的功率（电源的总功率）EI ②电源的输出功率P出＝Pr＝r
⑵电源的效率：电源的输出功率 ．
3、电流表和电压表的改装
常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的．小量程的电流表的电阻Rg就是其电阻，一般为几百到几千欧．这个线圈允许通过的最大电流Ig叫做电流表的满偏电流，这是因为电流表通过的电流为Ig时它的指针偏转到最大刻度处．Ig一般为几十微安到几毫安．电流如果超过Ig，不但指针指示不出数值，电流表还可能烧毁．因为IgRg一般很小，不能直接用电流表测量较大的电压．如果被测电压U大于IgRg，通过电流表的电流将超过Ig而把电流表烧毁．如果给电流表串联一个分压电阻，分担一部分电压，就可以用来测量较大的电压了．加了分压电阻并在刻度盘上标出电压值，就把电流表改装成了电压表（如下图所示）．此时该电压表所能测量的最大电压为
正像串联电阻可以分担一部分电压一样，并联电阻也可以分担一部分电流．并联电阻的这种作用叫做分流作用，作这种用途的电阻又叫分流电阻．为了使电流表能够测量几个安培甚至更大的电流，可以给它并联一个分流电阻，分掉一部分电流，这样在测量大电流时通过电流表的电流也不致超过满偏电流Ig,如下图所示．此时该电流表所能测量的最大电流为
【典型例题
R1增大，总电阻一定增大；由 ，UU一定增大；因此U4、I3＝ I3、U2＝U2、I1＝I2，
①总电路上I减小，路端电压【例题1】如图所示，电源电动势为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2，下列说法中正确的是
L1、L2变亮
L3变暗，L2变亮
C、U1<ΔΔU2
P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小．与电阻蝉联串联的灯泡L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡U1减小，U＝ U2减小，所以 U2的变化量，选BD．
电路的故障分析
检查电路故障的一种是用电压表检查测量，把电压表接入电路，相当于在电路中并接了一个阻值较大的电阻．当电路中是断路故障时，当电压表无示数时，不能说明该部分电路的通断，而当电压表有示数时，断路故障肯定在电压表并接的两点之间．原因是此时电压表把电路接通，使电压表有示数．断路点的判定为：当由纯电阻组成的串联电路中仅有一处发生断路故障时，用电压表就可以方便地判定断路点：凡两端电压为零的用电器或导线是无故障的；两端电压等于电源电压的用电器或导线发生了断路．
【例题2】如图所示，闭合电键S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是（ ）
〖解析〗（1）电流表几乎不动，说明电路故障是断路．
（2）断路使L1和L2均不亮，但伏特表有明显偏转，说明断路发生在和伏特表并联的电路上，即从a经过L1到b的电路中有断路，故应选B项．
＝mg ②
当K断开，由R1和R3串联可得电容器两极板间电压U′为
U′＝ mv2－0 ⑤
因小球与下极板碰撞时无机械能损失，设小球碰后电量变为q′，由功能关系得
q′U′－mgd＝0－ mv2 ⑥
联立上述各式解得
q′＝ q
即小球与下极板碰后电荷符号未变，电量变为原来的
【模拟
1、对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在导体中产生恒定的电流（ ）
A、有可以自由移动的电荷
B、导体两端有电压
C、导体内存在电场
D、导体两端加有恒定的电压
2、关于电流，下列说法中正确的是（ ）
A、通过导线截面的电量越多，电流越大
B、电子运动的速率越大，电流越大
C、单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大
D、因为电流有方向，所以电流是矢量
3、某电解池，如果在1s钟内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（ ）
A、0A B、0.8A C、1.6 A D、3.2 A
4、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与一阻值为20欧的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（ ）
A、0.10V B、0.20V C、0.30V D、0.40V
5、节日彩灯是由若干只小灯泡串联接到照明电路上的，现有下列四组灯泡供选用，较为合适的是（ ）
A、10只“12V，10W” B、10只“220V，15W”
C、15只“15V，3W” D、30只“9V，2W”
6、一个电流表，刻度盘的每1小格代表1μA，内阻为Rg．如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表nμA，则（ ）
A、给它串联一个电阻，阻值为nRg
B、给它串联一个电阻，阻值为（n-1）Rg
C、给它并联一个电阻 高考，阻值为Rg/n
D、给它并联一个电阻，阻值为Rg/（n-1）
7、在电源电压不变的情况下，为使正常的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列措施可行的是（ ）
A、剪去一半的电阻丝
B、并联一根相同的电阻丝
C、串联一根相同的电阻丝
D、使电热器两端的电压增大一倍
8、在测定电源电动势和内电阻的实验中，除需用导线和开关外，下述各组器材可完成实验的是（ ）
A、电压表和电流表 B、电流表和电阻箱
C、电流表和变阻器 D、电压表和变阻器
9、关于多用电表的刻度线，下列说法正确的是（ ）
A、电阻刻度线是均匀的
B、交流电压刻度线是均匀的
C、直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用同一刻度
D、电阻刻度线上的零刻度线与直流电流的最大刻度线相对应
10、如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，则（ ）
A、电路中的电流减小
B、电路中电源的内电压减小
C、电路中的路端电压减小
D、电路消耗的总功率增大
11、家用电饭锅有两种工作状态，一是锅内水烧干前的加热状态，一是水烧干后的保温状态，其电路如图所示，R1、R2是电热丝，S是温控开关，A、B两点接照明电路，下列叙述中正确的是（ ）
A、S断开时是加热状态 B、S闭合时是保温状态
C、S闭合时是加热状态 D、S断开时是保温状态
12、某一网络电路中的部分电路如图所示，已知I＝3A，I1＝2A，R1＝10Ω，R2＝5Ω，R3＝30Ω，则下列结论正确的是（ ）
A、通过R3的电流为0.5A，方向从a→b
B、通过R3的电流为0.5A，方向从b→a
C、通过电流表的电流为0.5A，电流表“＋”接线柱在右边
D、通过电流表的电流为1.5A，电流表“＋”接线柱在左边
14、如图所示，E1＝3 V，r1＝0.5Ω，R1＝R2＝5.5Ω，平行板电容器的两板距离d＝1cm，当电键K接通时极板中的一个质量m＝4×10－3g，电量为q＝1.0×10－7C的带电微粒恰好处于静止状态．求：（1）K断开后，微粒向什么方向运动，加速度多大？（2）若电容为1000pF，K断开后，有多少电量的电荷流过R2？
15、电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上，电动机内阻r′＝1Ω，电灯灯丝电阻R＝10Ω，电源电动势ε＝12V，内阻r＝1Ω，当电压表读数为10V时，求电动机对外输出的机械功率．
16、如图所示电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，外电阻R1＝1Ω，R2＝R3＝4Ω．求：
（1）S1、S2都断开时，R2消耗的功率多大？
（2）S1、S2都闭合时，路端电压多大？
【试题答案
1、D 2、C 3、D 4、D 5、C
6、D 7、B 8、AB 9、CD 10、CD
11、CD 12、B 13、AC
14、解：（1）当K接通电路稳定时，等效电路图如图所示．
ε1、r1和R1形成闭合回路，A，B两点间的电压为：
电容器中带电粒子处于平衡状态，则所受合力为零，
F－mg＝0
在B，R2，ε2，C，A支路中没有电流，R2两端等势将其简化，
U＋ε2＝UAB，ε2＝U－UAB＝1.25V
当K断开电路再次达到稳定后，回路中无电流，电路结构如图所示．电容器两端电压U′＝ε2＝1.25V
即带电粒子将以6.875m/s2的加速度向下做匀加速运动．
（2）K接通时，电容器带电量为Q＝CU＝4×10-9C
K断开时，电容器带电量为Q′＝CU′＝1.2×10-9（C）
△Q＝Q?DQ′＝2.75×10-9C
有总量为2.75×10-9（C）的电子从R2由下至上流过．
15、解：根据题意画出电路图，如图所示．由全电路欧姆定律ε＝ U Ir得出干路电流
由已知条件可知：流过灯泡的电流
电动机的输出功率的另一种求法：以全电路为研究对象，从能量转化和守恒的观点出发P源＝P路．本题中电路中消耗电能的有：内电阻、灯泡和电动机，电动机消耗的电能又可分为电动机输出的机械能和电动机自身消耗的内能．即Iε＝I2r IL2R Pm出 IM2r′．
Pm出＝Iε－（I2r IL2R IM2r′）＝9（W）
16、解：（1） S1、S2都断开时，I＝E/（r＋R1＋R2）＝1A，所以P2＝I2R2＝4W．
（2）S1、S2都闭合时，R1被短路，I′＝E/（r＋ R23）＝2A，所以路端电压
U＝E－I′r＝4V．