第一篇:高二物理总复习学案选修3-1恒定电流学生版
安丘市第一中学物理复习学案
撰稿人:刘全文
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物理选修3-1
高二物理
第二章恒定电流 第一单元 导体中的电场和电流、电动势
知识梳理
1.导体中的电场和电流
(1)电源:电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装臵。电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装臵。(在这一过程中,自由电子所受电场力的方向与运动方向相反,故需要电源提供一个非静电力的作用,使自由电子在非静电力的作用下克服电场力做功,从而将其他形式的能转化为电能)
(2)导线中的电场:当导线内的电场达到动态平衡状态时,导线内的电场线保持与导线平行,自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的,由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。(3)电流
○概念:电荷的定向移动形成电流。
○电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向。
○定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式:IQt
○单位:安培(A),1 A =103mA = 106µA ○电流强度是标量。○电流的种类
① 直流电:方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类:其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流;方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。
② 交流电:方向和大小都随时间做周期变化的电流。2.电动势
(1)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
(2)定义:在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值,叫电源的电动势,用E表示。定义式为:E = W/q
注意:① 电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
(3)电源(池)的几个重要参数
① 电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。② 内阻(r):电源内部的电阻。
③ 容量:电池放电时能输出的总电荷量。其单位是:A〃h,mA〃h.注意:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。
第二单元
部分电路欧姆定律,电路的连接,电功、电功率、电热,电阻定律
知识梳理
1.部分电路欧姆定律
(1)电阻(电阻是描述导体的性质)
① 定义:导体两端的电压和通过导体中的电流的比值,定义式 R =U/I ② 物理意义:表示导体对电流的阻碍作用。③ 单位:欧姆(Ω)1MΩ = 103kΩ = 106Ω(2)电压(又叫电势差)
电流通过电阻R时,电阻两端的电势差值,又叫电势降落,其大小U =IR。(3)欧姆定律:(反映一段导体电流、电压、电阻的关系)
导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻成反比。即I=U/R 欧姆定律的适应范围:金属导体、电解质溶液;不含电源的部分电路,即纯电阻电路。(4)导体的伏安特性曲线
① 伏安特性曲线:常用纵坐标表示电流I、横坐标
表示电压U,而画出的I—U图象。② 线性元件(伏安特性曲线通过坐标原点的直线)
和非线性元件(伏安特性曲线通过坐标原点的曲线)
③ 实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线
电路连接如图。变阻器采用限流接法,或分压接法。分压接法可以使电压U能从零开始调
整。(3)决定电阻的因素 2.电路的连接(1)串联电路
①电路中各处的电流强度相等。II1I2I3
②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和UU1U2U3 ③串联电路的总电阻,等于各个电阻之和。RR1R2R3 ④电压分配:
U11UR1U2R2UR13R
3⑤功率分配:
P1PR1P22RPRR
⑥n个相同电池(E、r)串联:En = nE rn = nr 安丘市第一中学物理复习学案
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(2)并联电路
① 并联电路中各支路两端的电压相等。UU1U2U3 ② 电路中的总电流强度等于各支路电流强度之和。II1I2I3 ③ 并联电路总电阻的倒数,等于各个电阻的倒数之和。
1R1R1R=R1R2/(R1+R2)
1R12R
对两个电阻并联有:3④电流分配:II11:I2:3LLR:1
1R:12R3⑤功率分配:P1:P2:P31R:1:11R2R
3⑥n个相同电池(E、r)并联:En = E rn =r/n 讨论问题:
①几个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的几分之一;
②若不同的电阻并联,总电阻小于其中最小的电阻;
③若某一支路的电阻增大,则总电阻也随之增大;
④若并联的支路增多时,总电阻将减小;
⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻。
(3)电压表和电流表
①表头:表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律,与其他电阻的不同仅在于通
过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。
②描述表头的三个特征量:电表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug,它们之间的关系是Ug=IgRg,因而若已知电表的内阻Rg,则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值,即电流表也是电压表,本质上并无差别,只是刻度盘的刻度不同而已。因此,电表若串联使用即为电流表,并联使用即为电压表。
③电表改装和扩程:要抓住问题的症结所在,即表头内线圈容许通过的最大电流(Ig)或允许加的最大电压(Ug)是有限制的。
要测量较大的电压(或电流)怎么办?----利用电阻(串联、并联)来分压(或分流)。分压(或分流)电阻的阻值如何确定?---请推导出有关的公式。3.电功、电功率、电热(1)电功
概念:电场力对电荷所做的功,常说成电流的功,简称电功。公式:W =UIt 单位:在国际单位制中是焦耳J,实用单位是度KWh,1KWh=3.6×106J(2)电功率
定义:电流所做的功跟完成这些功所需时间的比值叫功率。
公式:P =UI 单位:瓦(W)
1KW=103W
(3)电热(焦耳定律)
定义:电流通过导体时所产生的热量。
公式:Q =I2Rt(焦耳定律)
单位:焦耳(J)4.电阻定律
(1)电阻定律:同种材料的导体,其电阻R与导体的长度L成正比,与它的横截面积S成反比;导体的电阻与构成它的材料有关。写成公式 RLs
(2)——材料的电阻率(描述导体材料的性质),跟材料和温度有关;各种材料的电阻率
一般随温度的变化而变化;对金属,温度升高,增大。
(3)电阻测量(探究)
变阻器采用分压接法,以便能获得多组实验数据,以使R的测量更准确;电流表采用外接法或内接法(根据实际情况而定,应考虑电流表和电压表的内阻,即电流表的分压作用和电压表的分流作用),以减少实验的系统误差。
第三单元
闭合电路的欧姆定律
知识梳理
1. 闭合电路欧姆定律的三种表达式:E = IR + Ir,E = U内+ U外,以及I = E/(R+r)注意:①前两个表达式与第三式还是有区别的。前两式主要表达的是因消耗其他形式能量而
产生的电势升高E通过外电路R和内电路r而降落。
②第三式主要回答了电路中的电流与哪些因素有关。另外,第一式和第三式只适用于
外电路是纯电阻的条件下,而第二式却不需要这样的条件。
③闭合电路欧姆定律中的R是外电路的总电阻(负载)。2.路端电压
(1)定义:电源两极间的电压。又叫外电压或输出电压
(2)求法:① UIR(限于外电路为纯电阻)
② UEIr 3.路端电压与负载变化的关系
根据I=E/(R+r), U内=Ir,E=U内+U外,当E、r一定时:
RIU内U
外电路电阻剧R{R,I0,U内0,U外E(断路)
RIU内U
R0,IE/r,U内E,U外0(短路)
4.多用电表 安丘市第一中学物理复习学案
撰稿人:刘全文
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(1)欧姆表
①基本构造:由电流表、调零电阻、电池、红黑表笔组成。(内电路请自己画出)
②原理:利用闭合电路欧姆定律即可找到I与R的关系,变形即可得R与I的关系。
注意:欧姆表实际上是由电流表改装而成。首先,电流表和电压表测量的是电压和电流,故改装时不需要提供新的电源,而欧姆表是用电流表来测量电阻,故必须提供一个电源。其次,由闭合电路欧姆定律,在电路中的电流的大小与电阻又是一一对应关系,且R增大时,电流减小,故电流表的电流从满偏至零对应于电阻从零到无穷大,只要抓住该对应关系,即可将电流表改装成欧姆表。(3)多用电表
①内部结构:都是在电流表的基础上增加电路而实现新的功能。因此电流表是公共部分,要实现不同的功能只需让电流表与不同的附加电路相连即可,利用一个选择开关即可实现。②多用电表的外形图,由两部分构成,上半部分为表盘,下半部分是选择开关,即功能开关。
③使用方法:
将选择开关旋转到电压档(V)---------测电压 将选择开关旋转到电流档(mA)-------测电流 将选择开关旋转到欧姆档()--------测电阻 欧姆表的使用方法:
○根据被测电阻的大致值,将选择开关旋转到相应的倍率上; 【注意】欧姆表测电阻时,指针越接近半偏位臵,测量结果越准确。○调零:将红、黑表笔短接,调节调零旋钮使指针0处。
○测量:将被测电阻跨接在红、黑表笔间。
○读数:测量值 = 表盘指针示数×倍率 【注意】不要用手接触电阻的两引线;若发现指针偏角太大或太小应换用倍率较小或较大的档;且每次换档必需重新调零。
○整理:测量完毕,将选择开关旋转到OFF档或交流最大电压档,拨出表笔,若长期不用应取出电池。
5.测定电池的电动势和内电阻
实验原理:用电流表和电压表测出电流和路端电压,再用闭合电路欧姆定律求出电池的电动势和内电阻。
测定电池的电动势和内电阻
通过这个实验,应掌握用图象处理数据,从而测定电池的电动势和内电阻的方法。
注意事项:
①在实验时,应注意以下几点:
为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(或与电池串联一个几欧的电阻充当内阻),这是因为路端电压U=E/(1+r/R),当r《R时,U≈E,从而造成U没有变化,不方便读数,也不方便作图;
实验中不要将I调得过大,每次读完立即切断电源,且最好使,值由大到小顺序变化,使实验过程中E和r的值较稳定;
要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些。
②在画U-I图线时,要尽量使多数点落在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不考虑。这样,就可减小偶然误差,提高测量精度。干电池内阻较小时U的变化较小,可以通过将I轴向U轴的正方向平移的方法来使图线更完整,图线斜率的绝对值仍是电池的内阻。
③造成实验误差的主要原因是未考虑电压表的分流作用,使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。作图不准确也会造成偶然误差。
误差分析:
用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻时,电流表外接和内接两种情况下电动势的测量值与真实值、电源内阻的测量值与真实值间的关系如何?
若采用如图甲电路时,根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,两次测量的方程为:
E测=U1+I1r测
E测=U2+I2r测
解
得
:
E测I2U1I1U2I
rU1U2测2I1I2I
甲
1若考虑电流表和电压表的内阻,对图所示电路应用闭合电路欧姆定律有: EU1I1rI1RA
EU2I2rI2RA
式中,E和r为电动势和内阻的真实值。解得:EI2U1I1U2I , rU1U22I
1IRA
比较得:E测E,r测r
2I1若采用图乙所示的电路(A与变阻器串联)。同样考虑电流表和电压表的内阻,应用闭合电路欧姆定律有:
EU1I1U1/RVr,EU2I2U2/RVr
乙
解得:EI2U1I1U2U1U2(I2Ir(I
1)(U1U2)/R,V2I1)(U1U2)/RV比较得:EE测,rr测。
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二.重、难点突破
1.电解液导电时,用公式Iq/t求电流强度时应注意:Iq1q2t。
由于正负离子向相反方向定向移动,形成的电流方向是一致的,所以III。例如:在1s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带电量为0.5C,向左迁移的负离子所带的电量也为0.5C,那么,电解槽中电流强度的大小应为Iq1q2t
0.50.5.50.511A,而不是I010。
2.公式RULI是电阻的定义式,而Rs是电阻的决定式,R与U成正比或R与I成反比的说法都是错误的,导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定,一旦导体给定,即使它两端的电压U0,它的电阻仍然存在。
3.注意电功和电热的区别(注意运用能量观点)
(1)纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的。如:电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯等。
(2)非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是不可避免的热能损失。如:电解槽、电动机、日光灯等。
在纯电阻电路中,电能全部转化为热能,电功等于电热,即WUItI2RtU2Rt,同理PUII2RU2R。在非纯电阻电路中,电路消耗的电能UIt分为两部分,一部分转化为热能,另一部分转化为其它形式的能(如电流通过电动机时,电能转化为机械能)。这里WUIt不再等于QI2Rt,应该是WE其它Q,电功就只能用WUIt计算,电热就只能用QI2Rt计算。
4.额定功率与实际功率
额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压,在这个条件下它消耗的功率就是额定功率,流经它的电流就是它的额定电流。
如果用电器在实际使用时,加在其上的实际电压不等于额定电压,它消耗的功率也不再是额定功率,在这种情况下,一般可认为用电器的电阻不变(等于额定状态下的电阻值),并据此来进行计算。
5.电源的输出功率随外电阻R变化的规律
2P2R2出IR(Rr)2R(Rr)24Rr(Rr)2 R4r(1)当Rr时,P有最大值:P2m4r
(2)当Rr时,P随R的增大而增大。
(3)当Rr时,P随R的增大而减小。
P与外电阻R的上述关系可用如图1的图像直观像表示。由图像还可知,对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2,例如:如图2所示的电路,已知3V,r1,电源的输出功率为2W,求得R的阻2值有两个值:R112,R22。(由PR(Rr)2)代入数据有:
29R(R1)2,解之得出R112,R22。
6.电源的效率
2按定义有W有IR1W2总I(Rr)RRr,可见,当R增大时,效率提高。值得
1rR指出的是,电源有最大输出功率时(Rr时),电源的效率仅为50%,效率并不高,而效率较高时,输出功率可能较小。
7.闭合电路中的几个概念及能量关系:
(1)电源的总功率P总IIUIUP出P内
2(2)电源内部发热功率PI2rU内IUr
(3)电源的输出功率(外电路消耗的总功率)PIUII2出rP总P内 【典型例题分析】
例
1、(2012〃江门高三检测)在已接电源的闭合电路中,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是().
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A.如果外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大 B.如果外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势也随内电压减小
C.如果外电压不变,则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小 D.如果外电压增大,则内电压减小,电源电动势始终为二者之和,保持恒定
例
2、如图所示,直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线,直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图像,用该电源与电阻R组成闭合电路,电源的输出功率和电源的效率分别为多少?
例
3、在如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时().
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大 D.电压表示数变小,电流表示数变小
例
4、如图所示的电路中,电源电动势E=3 V,内电阻r=1 Ω,定值电阻R1=3 Ω,R2=2 Ω,电容器的电容C=100 μF,则下列说法正确的是().
A.闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V B.闭合开关S,电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10-4 C C.闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带电荷量为3×10-4 C D.先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,通过电阻R1的电荷量为3.0×10-4 C 例
5、如图所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的.现在突然灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是()A.R3断路
B.R1短路
C.R2断路
D.R1、R2同时短路
例
6、在如图所示的电路中,电池的电动势E =5V,内电阻r10,固定电阻R90,R0是可变电阻,在R0由零增加到400的过程中,求:
(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率;(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和。
课堂检测
1、如图所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,下列各物理量变化情况为().
A.电流表的读数一直减小 B.R0的功率先减小后增大 C.电源输出功率先增大后减小 D.电压表的读数先减小后增大
2、在如图所示的电路中,R1、R2、R3均为可变电阻.当开关S闭合后,两平行金属板M、N中有一带电油滴正好处于静止状态.为使带电油滴向上加速运动,可采取的措施是().
A.增大R1的阻值
B.减小R2的阻值 C.减小R3的阻值
D.增大M、N间距
3、用标有“6 V,3 W”的灯泡L1、“6 V,6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图左所示的实验电路,其中电源电动势E=9 V.右图是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线.当其中一个灯泡正常发光时().
A.电流表的示数为1 A
B.电压表的示数约为6 V
C.电路输出功率为4 W
D.电源内阻为1 Ω
4、如图所示的U—I图像中,直线Ⅰ为某电源的路端电压U与电流I的关系,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图像可知()
A.R的阻值为1.5 Ω
B.电源电动势为3 V,内阻为0.5 Ω C.电源的输出功率为3.0 W D.电源内部消耗功率为1.5 W
5、有一待测电阻R,其阻值在1000~1100 Ω之间,实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:
电压表V(量程0~15 V,内电阻约20 kΩ)电流表A1(量程0~10 mA,内电阻约20 Ω)
电流表A2(量程0~300 mA,内电阻约40 Ω)滑动变阻器R1(最大阻值为2 0Ω,额定电流为1 A)滑动变阻器R2(最大阻值为300 Ω,额定电流为0.1 A)直流电源E(电动势为9 V、内电阻约为0.5 Ω)
开关及导线若干
实验要求电表读数从零开始变化,并能多测几组电流、电压值,以便画出电流-电压的关系图线,为了实验能正常进行,减少测量误差,还要求滑动变阻器便于调节,则 安丘市第一中学物理复习学案
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(1)电流表应选用
(填实验器材的代号).
(2)滑动变阻器应选用
(填实验器材的代号).
(3)甲、乙、丙、丁四个电路图中符合要求的电路图是
图.
6、某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻Rx,现备有下列器材: A.电流表(量程100 μA,内阻约为 2 kΩ); B.电流表(量程500 μA,内阻约为300 Ω); C.电压表(量程15 V,内阻约为100 kΩ); D.电压表(量程50 V,内阻约为500 kΩ); E.直流电源(20 V,允许最大电流1 A); F.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,额定功率1 W); G.电键和导线若干.
电流表应选
,电压表应选
.(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:
①
;②
.
7、某同学在探究规格为“6 V,3 W”的小电珠伏安特性曲线实验中:
(1)在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至 挡进行测量.(填选项前的字母)A.直流电压10 V
B.直流电流5 mA C.欧姆×100
D.欧姆×1(2)该同学采用图甲所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20 Ω,额定电流1.0 A),L为待测小电珠,V 为电压表(量程6 V,内阻20 kΩ),A为电流表(量程0.6 A,内阻1 Ω),E为电源(电动势 V,内阻不计),S为开关.
Ⅰ.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应臵于最
端;(填“左”或“右”)
Ⅱ.在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是
点至
点的导线没有连接好;(图甲中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“____点至____点”的导线)
Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而
.(填“不变”、“增大”或“减小”)
8、为测量一电源的电动势及内阻
(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压
表
A.V1量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表 B.V2量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表 C.V3量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压
选择电压表____串联____ kΩ的电阻可以改转成量程为9V的电压表.
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若开关导线和改装好的电压表(此表用符号
V1、V2 或与 V3 一个电阻串联来表
示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理图.
(3)根据以上实验原理电路图进行实验读出电压表示数为1.50 V时、电阻箱值为15.0 Ω;电压表示数为2.00 V时、电阻箱的阻值为40.0 Ω,则电源的电动势E= ____ V、内阻r=____Ω.9、某同学用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“×10”挡位,测量
时指针偏转如图
(a)所示.请你简述接下来的测量过程:
①
;
②
;
③
;
④ 测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡.
第二篇:高二物理__第2章恒定电流复习总结
高二物理 第2章恒定电流复习
一. 知识要点
(一)导体中的电场和电流、电动势 1.导体中的电场和电流
(1)电源:电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。(在这一过程中,自由电子所受电场力的方向与运动方向相反,故需要电源提供一个非静电力的作用,使自由电子在非静电力的作用下克服电场力做功,从而将其他形式的能转化为电能)
(2)导线中的电场:当导线内的电场达到动态平衡状态时,导线内的电场线保持与导线平行,自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的,由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。
(3)电流
○概念:电荷的定向移动形成电流。
○电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向。
○定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式:I
36Q t○单位:安培(A),1 A =10mA = 10µA ○电流强度是标量。○电流的种类
① 直流电:方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类:其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流;方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。
② 交流电:方向和大小都随时间做周期变化的电流。2.电动势
(1)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
(2)定义:在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值,叫电源的电动势,用E表示。定义式为:E = W/q
注意:① 电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。(3)电源(池)的几个重要参数
① 电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。② 内阻(r):电源内部的电阻。
③ 容量:电池放电时能输出的总电荷量。其单位是:A·h,mA·h.注意:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。
(二)部分电路欧姆定律,电路的连接,电功、电功率、电热,电阻定律 1.部分电路欧姆定律
(1)电阻(电阻是描述导体的性质)
① 定义:导体两端的电压和通过导体中的电流的比值,定义式 R =U/I ② 物理意义:表示导体对电流的阻碍作用。
36③ 单位:欧姆(Ω)1MΩ = 10kΩ = 10Ω(2)电压(又叫电势差)
电流通过电阻R时,电阻两端的电势差值,又叫电势降落,其大小U =IR。(3)欧姆定律:(反映一段导体电流、电压、电阻的关系)导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻成反比。即I=U/R 欧姆定律的适应范围:金属导体、电解质溶液;不含电源的部分电路,即纯电阻电路。(4)导体的伏安特性曲线
① 伏安特性曲线:常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,而画出的I—U图象。
② 线性元件(伏安特性曲线通过坐标原点的直线)和非线性元件(伏安特性曲线通过坐标原点的曲线)
③ 实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线
电路连接如图。变阻器采用限流接法,或分压接法。分压接法可以使电压U能从零开始调整。(3)决定电阻的因素 2.电路的连接(1)串联电路
①电路中各处的电流强度相等。II1I2I3
②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和UU1U2U3 ③串联电路的总电阻,等于各个电阻之和。RR1R2R3 ④电压分配:U1R1U1U2R2UR1 3R3⑤功率分配:P1R1P2RPRP2R ⑥n个相同电池(E、r)串联:En = nE rn = nr(2)并联电路
① 并联电路中各支路两端的电压相等。UU1U2U3
② 电路中的总电流强度等于各支路电流强度之和。II1I2I3 ③ 并联电路总电阻的倒数,等于各个电阻的倒数之和。1R1R1R1 对两个电阻并联有:R=R1R2/(R1+R2)12R3④电流分配:I11:I2:I3R:1:1: 1R2R3⑤功率分配:P11:P2:P3:R:1:1: 1R2R3⑥n个相同电池(E、r)并联:En = E rn =r/n 讨论问题:
①几个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的几分之一; ②若不同的电阻并联,总电阻小于其中最小的电阻;
③若某一支路的电阻增大,则总电阻也随之增大;
④若并联的支路增多时,总电阻将减小;
⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻。(3)电压表和电流表
①表头:表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律,与其他电阻的不同仅在于通
过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。②描述表头的三个特征量:电表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug,它们之间的关系是Ug=IgRg,因而若已知电表的内阻Rg,则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值,即电流表也是电压表,本质上并无差别,只是刻度盘的刻度不同而已。因此,电表若串联使用即为电流表,并联使用即为电压表。
③电表改装和扩程:要抓住问题的症结所在,即表头内线圈容许通过的最大电流(Ig)或允许加的最大电压(Ug)是有限制的。
要测量较大的电压(或电流)怎么办?----利用电阻(串联、并联)来分压(或分流)。分压(或分流)电阻的阻值如何确定?---请推导出有关的公式。3.电功、电功率、电热(1)电功
概念:电场力对电荷所做的功,常说成电流的功,简称电功。公式:W =UIt 6单位:在国际单位制中是焦耳J,实用单位是度KWh,1KWh=3.6×10J(2)电功率
定义:电流所做的功跟完成这些功所需时间的比值叫功率。
3公式:P =UI 单位:瓦(W)1KW=10W(3)电热(焦耳定律)
2定义:电流通过导体时所产生的热量。公式:Q =IRt(焦耳定律)单位:焦耳(J)4.电阻定律
(1)电阻定律:同种材料的导体,其电阻R与导体的长度L成正比,与它的横截面积S成反比;导体的电阻与构成它的材料有关。写成公式 RL s(2)——材料的电阻率(描述导体材料的性质),跟材料和温度有关;各种材料的电阻率一般随温度的变化而变化;对金属,温度升高,增大。
(3)电阻测量(探究)
电路用课本P58图2。6-2(自己画出)
变阻器采用分压接法,以便能获得多组实验数据,以使R的测量更准确;电流表采用外接法或内接法(根据实际情况而定,应考虑电流表和电压表的内阻,即电流表的分压作用和电压表的分流作用),以减少实验的系统误差。
(三)闭合电路的欧姆定律
1. 闭合电路欧姆定律的三种表达式:E = IR + Ir,E = U内+ U外,以及I = E/(R+r)
注意:①前两个表达式与第三式还是有区别的。前两式主要表达的是因消耗其他形式能量而产生的电势升高E通过外电路R和内电路r而降落。
②第三式主要回答了电路中的电流与哪些因素有关。另外,第一式和第三式只适用于外电路是纯电阻的条件下,而第二式却不需要这样的条件。
③闭合电路欧姆定律中的R是外电路的总电阻(负载)。2.路端电压
(1)定义:电源两极间的电压。又叫外电压或输出电压
(2)求法:① UIR(限于外电路为纯电阻)② UEIr 3.路端电压与负载变化的关系 根据I=E/(R+r), U内=Ir,E=U内+U外,当E、r一定时: RIU内U
外电路电阻剧R{R,I0,U内0,U外E(断路)RIU内U
R0,IE/r,U内E,U外0(短路)4.多用电表(1)欧姆表
①基本构造:由电流表、调零电阻、电池、红黑表笔组成。(内电路请自己画出)②原理:利用闭合电路欧姆定律即可找到I与R的关系,变形即可得R与I的关系。
注意:欧姆表实际上是由电流表改装而成。首先,电流表和电压表测量的是电压和电流,故改装时不需要提供新的电源,而欧姆表是用电流表来测量电阻,故必须提供一个电源。其次,由闭合电路欧姆定律,在电路中的电流的大小与电阻又是一一对应关系,且R增大时,电流减小,故电流表的电流从满偏至零对应于电阻从零到无穷大,只要抓住该对应关系,即可将电流表改装成欧姆表。(3)多用电表
①内部结构:都是在电流表的基础上增加电路而实现新的功能。因此电流表是公共部分,要实现不同的功能只需让电流表与不同的附加电路相连即可,利用一个选择开关即可实现。
②多用电表的外形图,由两部分构成,上半部分为表盘,下半部分是选择开关,即功能开关。
③使用方法:
将选择开关旋转到电压档(V)---------测电压 将选择开关旋转到电流档(mA)-------测电流 将选择开关旋转到欧姆档()--------测电阻 欧姆表的使用方法:
○根据被测电阻的大致值,将选择开关旋转到相应的倍率上; 【注意】欧姆表测电阻时,指针越接近半偏位置,测量结果越准确。○调零:将红、黑表笔短接,调节调零旋钮使指针0处。
○测量:将被测电阻跨接在红、黑表笔间。○读数:测量值 = 表盘指针示数×倍率
【注意】不要用手接触电阻的两引线;若发现指针偏角太大或太小应换用倍率较小或较大的档;且每次换档必需重新调零。
○整理:测量完毕,将选择开关旋转到OFF档或交流最大电压档,拨出表笔,若长期不用应取出电池。5.测定电池的电动势和内电阻
实验原理:用电流表和电压表测出电流和路端电压,再用闭合电路欧姆定律求出电池的电动势和内电阻。
测定电池的电动势和内电阻
通过这个实验,应掌握用图象处理数据,从而测定电池的电动势和内电阻的方法。
注意事项: ①在实验时,应注意以下几点:
为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(或与电池串联一个几欧的电阻充当内阻),这是因为路端电压U=E/(1+r/R),当r《R时,U≈E,从而造成U没有变化,不方便读数,也不方便作图;
实验中不要将I调得过大,每次读完立即切断电源,且最好使,值由大到小顺序变化,使实验过程中E和r的值较稳定;
要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些。
②在画U-I图线时,要尽量使多数点落在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不考虑。这样,就可减小偶然误差,提高测量精度。干电池内阻较小时U的变化较小,可以通过将I轴向U轴的正方向平移的方法来使图线更完整,图线斜率的绝对值仍是电池的内阻。
③造成实验误差的主要原因是未考虑电压表的分流作用,使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。作图不准确也会造成偶然误差。
误差分析:
用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻时,电流表外接和内接两种情况下电动势的测量值与真实值、电源内阻的测量值与真实值间的关系如何? 若采用如图甲电路时,根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,两次测量的方程为: E测=U1+I1r测 E测=U2+I2r测
解得:E测I2U1I1U2UU2 r测1 甲
I2I1I2I1若考虑电流表和电压表的内阻,对图所示电路应用闭合电路欧姆定律有:
EU1I1rI1RA EU2I2rI2RA
式中,E和r为电动势和内阻的真实值。解得:EI2U1I1U2UU2 , r1RA 比较得:E测E,r测r
I2I1I2I1若采用图乙所示的电路(A与变阻器串联)。同样考虑电流表和电压表的内阻,应用闭合电路欧姆定律有:
EU1I1U1/RVr,EU2I2U2/RVr 乙
解得:EI2U1I1U2U1U2,r
(I2I1)(U1U2)/RV(I2I1)(U1U2)/RV比较得:EE测,rr测。
(四)简单的逻辑电路
主要应了解“与”逻辑、“或”逻辑和“非”逻辑的意义,理解条件与结果之问的关系,以及这些逻辑关系的真值表。关于如何实现这些逻辑关系,则不需要掌握。二.重、难点突破
1.电解液导电时,用公式Iq/t求电流强度时应注意:I
q1q2t。由于正负离子向相反方向定向移动,形成的电流方向是一致的,所以III。
例如:在1s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带电量为0.5C,向左迁移的负离子所带的电量也为0.5C,那么,电解槽中电流强度的大小应为Iq1q2t
0.50.50.50.51A,而不是I0。11UL2.公式R是电阻的定义式,而R是电阻的决定式,R与U成正比或R与I成反比的说Is法都是错误的,导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定,一旦导体给定,即使它两端的电压U0,它的电阻仍然存在。
3.注意电功和电热的区别(注意运用能量观点)
(1)纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的。如:电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯等。
(2)非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是不可避免的热能损失。如:电解槽、电动机、日光灯等。
U2t,同理在纯电阻电路中,电能全部转化为热能,电功等于电热,即WUItIRtR2U2PUIIR。在非纯电阻电路中,电路消耗的电能UIt分为两部分,一部分转化为热能,另R2一部分转化为其它形式的能(如电流通过电动机时,电能转化为机械能)。这里WUIt不再等于QI2Rt,应该是WE其它Q,电功就只能用WUIt计算,电热就只能用QI2Rt计算。
4.额定功率与实际功率
额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压,在这个条件下它消耗的功率就是额定功率,流经它的电流就是它的额定电流。
如果用电器在实际使用时,加在其上的实际电压不等于额定电压,它消耗的功率也不再是额定功率,在这种情况下,一般可认为用电器的电阻不变(等于额定状态下的电阻值),并据此来进行计算。5.电源的输出功率随外电阻R变化的规律 P出IR22(Rr)2R2R(Rr)4Rr22(Rr)4rR2
(1)当Rr时,P有最大值:Pm24r 图1(2)当Rr时,P随R的增大而增大。
(3)当Rr时,P随R的增大而减小。图2 P与外电阻R的上述关系可用如图1的图像直观像表示。由图像还可知,对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2,例如:如图2所示的电路,已知3V,r1,电源
12R的输出功率为2W,求得R的阻值有两个值:R1,R22。(由P)代入数据
2(Rr)2 有:219RR,R22。,解之得出122(R1)6.电源的效率 按定义有W有W总I2RR2I(Rr)Rr1r1R,可见,当R增大时,效率提高。值得指出的是,电源有最大输出功率时(Rr时),电源的效率仅为50%,效率并不高,而效率较高时,输出功率可能较小。
7.闭合电路中的几个概念及能量关系:
出P(1)电源的总功率P 总IIUIUP内U2(2)电源内部发热功率P 内IUIrr2(3)电源的输出功率(外电路消耗的总功率)P 出IUIIrP总P内2【典型例题分析】
[例1] 如图所示,直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线,直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图像,用该电源与电阻R组成闭合电路,电源的输出功率和电源的效率分别为多少?
分析:图中直线A与B的交点P是电源与电阻R相连的工作状态点,从这个点可知电路工作时电源的输出电压(电阻两端的电压)及电路的工作电流,从A在纵轴上的截距可求得电源电动势,利用有关概念、公式即可求得题中结果。
解答:P点是电路的工作状态点,故由图像得:电源的输出电压U2V,电路中的电流强度I2A,据PUI得
电源的输出功率P224(W)又由图线A与纵轴的交点得E3(V)所以,电源的效率:IUU100%100% 代入数据得67% I说明:1.本题中要能根据U-I图线,分别寻出电源电动势E和内电阻r以及B线对应的电阻R。2.理解A线与B线交点P的物理意义,不仅能进一步理解电源与电阻所发生的物理现象,而且能简化解此题的过程。
[例2] 在如图所示的电路中,电池的电动势E =5V,内电阻r10,固定电阻R90,R0是可变电阻,在R0由零增加到400的过程中,求:
(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率;(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和。
分析:当电路中可变电阻R0发生变化时,电源的功率、各用电器上的电流强度、电压、功率都随之发生改变,根据需求的量,列出数学表达式,然后结合物理量的物理意义,分析数学表达式即可求得。
解答:(1)可变电阻R0上消耗的热功率 P1I2R0(25R0e25)2R0RR0r(R0100)2(R0100)2400R251(W)40016由上式可得:当R0100时,P1有最大值Pm(2)r与R上消耗的热功率之和P2I(Rr)225100
(R0100)2由上式可知,R0最大时,P2最小 即:当R0400时,P2有最小值
Pm2251000.01(W)
(400100)2说明:1.物理中求最大值或最小值的思路是:先根据物理现象列出所求量的数学表达式,掌握其动态变化,然后根据动态变化的分析找出最大值和最小值的条件,再求最大值或最小值。
2.本题若改为选择或填空,采用等效思维则可减少解题过程的繁琐,提高解题速度。如在(1)中,把(Rr)看成是电源的内阻,利用电源输出功率最大的条件:Rr,立刻可得到R0上消耗热功率最大的条件和消耗的最大热功率,但要注意,看成的等效电源的内阻应是不变量,如若求R上消耗的最大功率,把(R0r)看成是电源的内阻,则会得到错误的结论。
例
3、如图是一个应用某逻辑电路制作的简单车门报警电路图。图中的两个按钮S1、S2分别装在汽车的两道门上。只要其中任何一个开关处于开路状态,发光二极管(报警灯)就发光。请根据报警装置的要求,列表分析开关状态与发光二极管的发光状态,并指出是何种门电路,在图中画出这种门电路的符号。
分析:当S1、S2都闭合时,A、B的输入都为0,输出Y也为0;当S1、S2中任一个闭合时,A或B有输入,Y有输出,发光二极管就发光报警。“或”门电路。
例
4、有一种电阻叫做“压敏电阻”,它是以氧化锌为主要材料,掺入少量的氧化铋,氧化锑,氧化钴等经烧结制成,其伏安特性图线如图11-8所示,它经常被用做家用电器的保护电路,图右图是某影碟机(VCD)的电源电路的一部分,CT表示电源插头,S是电源开关,BX是保险丝,R是压敏电阻,试通过伏安特图线说明压敏电阻对变压器的保护作用。
图11-8
分析:从图线上看,无论加正向电压还是反向电压,当电压低于250V时,电阻上流过的电流几乎是零,即电阻可看作无限大,压敏电阻R对电路无任何影响。等电源电压突然升高,高于250V时(250V以上的电压会威胁变电器的安全),流过该电阻的电流会迅速增大,电阻几乎是零,使得a、b两点短路这时保险丝立即熔断,电源被切断,保护的变电器的安全,正是压敏电阻这一独特的性质,使它在用电器的保护电路里获得了广泛的应用。
第三篇:高二物理恒定电流知识点总结
高二物理恒定电流知识点总结
知识点基本 概念 电流:定义、微观式:I=q/t,I=nqSv 电压:定义、计算式:U=W/q,U=IR。导体产生电流的条件:导体两端存在电压
电阻:定义计算式:R=U/I,R=ρl/s。金属导体电阻值随温度升高而增大 电动势:由电源本身决定,与外电路无关,是描述电源内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能的物理量
电阻定律:R=ρl/s
部分电路:I=U/R
欧姆定律: 闭合电路:I=E/(R+r),或E=U内+U外=IR+Ir
适用条件:用于金属和电解液导电 公式:W=qU=Iut
电功 纯电阻电路:电功等于电热
非纯电阻电路:电功大于电热,电能还转化为其它形式的能
用电器总功率:P=UI,对纯电阻电路:P=UI=I2R=U2/R 电源总功率:P总=EI 电源输出功率:P出=UI 电源损失功率:P损=I2r 电源的效率:规律
电功率
PU出100%100%,PE总实验 伏安法测电阻:R=U/I,注意电阻的内、外接法对结果的影响
电表的改装:多用电表的应用,描绘小灯泡的伏安特性
测定金属的电阻率 :ρ=R s / l
测定电源电动势和内阻
1、甲、乙两个定值电阻分别接入电路中,通过电阻的电流强度与电阻两端电压的关系如图14-5所示,根据图线可知()A.甲的两端电压总比乙两端电压大 B.甲电阻比乙的电阻小
C.加相同电压时,甲的电流强度比乙的小
D.只有甲两端电压大于乙两端电压时,才能使甲、乙中电流强度相等
2、如图14-6所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线,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.电源甲的内阻小于电源乙的内阻
3、在如图14-16所示电路中,当变阻器R3的滑动头P向b端移动时,()A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变大 C.电压表示数变大,电流表示数变大
图14-16 D.电压表示数变小,电流表示数变小
4.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R1,它与电热丝电阻值R2 串联后接到直流电源上,吹风机两端电压为U,电流为I,消耗的电功率为P,则有()①.PUI ③.PUI ②.PI(R1R2)
④.PI(R1R2)
22图14-5
图14-6 A.①② B.①④ C.②③ D.③④
5、下列各种说法中正确的是()
A.电流的定义式I=q/t,适用于任何自由电荷的定向移动形成的电流。
B.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时,静电力所做的功 C.电动势为1.5V的干电池,表明干电池可以使2C的电量具有0.75J的电能 D.从R=U/I可知,导体中的电流跟两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
6、如图所示电路中,电源电动势E= 10 V,内阻 r= 0.5Ω,电动机的电阻R0 =1.0Ω,电阻R1= 1.5Ω。电动机正常工作时,电压表的示数U1= 3.0 V,求:(1)电源总功率?(2)电动机消耗的电功率?(3)电源的输出功率?
7、标有“6V,1.5W”的小灯泡,测量其0—6V各不同电压下的实际功率,提供的器材除导线和开关外,还有:
A.直流电源
6V(内阻不计)B.直流电流表0-3A(内阻0.1Ω以下)C.直流电流表0-300mA(内阻约为5Ω)D.直流电压表0-15V(内阻约为15kΩ)E.滑动变阻器10Ω,2A F.滑动变阻器1kΩ,0.5A ①实验中电流表应选用
,滑动变阻器应选用
.(序号表示)②在虚线方框图中画出电路图
8、在“测定金属的电阻率”实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度的位置如图所示,用米尺测量出金属丝的有效长度l=0.820m.金属丝的电阻大约为4Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料常温下的电阻率.(1)从图中可读出金属丝的直径为 mm.(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下实验器材供选择: A.直流电源:电动势约4.5V,内阻很小 B.电流表A1:量程0~0.6A,内阻约为0.125Ω
C.电流表A2:量程0~3.0A,内阻约为0.025Ω D.电压表V1:量程0~3V,内阻约为3kΩ E.电压表V2:量程0~15V,内阻约为15kΩ F.滑动变阻器R1:最大阻值20Ω G.滑动变阻器R2:最大阻值500Ω H.开关、导线若干
为了提高实验的测量精度和仪器操作的方便,在可供选择的器材中,应该选用的电流表是,电压表是,滑动变阻器是(填仪器的字母代号).(3)根据所选的器材,用铅笔在下图所示的虚线方框中画出完整的实验电路图.
(4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为则这种金属材料的电阻率为多少Ω・m,4
第四篇:恒定电流复习学案(绝对精品)
恒定电流复习学案 山东省广饶县第一中学
(绝对精品)恒定电流复习学案
知识点一:电流
1、电流的形成条件:
2、电流的定义式:
3、电流的微观表达式
4、等效电流
练习1:已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?
练习2:关于电流,以下说法中正确的是()。
A.在导体中,只要自由电荷在运动,就一定会形成电流 B.电流的方向就是电荷定向移动的方向
C.电流总是从电势高的一端流向电势低的一端 D.导体两端没有电压就不能形成电流
练习3:在示波管中,2s内有6.0×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪,则示波管中电流强度大小为()。
A.4.8×10-6A B.3×10-3A C.9.6×10-6A D.无法确定
知识点二:电动势 电动势定义: 练习4::下列关于电动势的说法,正确的是()A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大。
B.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时,非静电力所做的功 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
知识点三:欧姆定律
1、欧姆定律内容:
2、欧姆定律的使用条件:
练习5:在截面积为S的粗细均匀的铜导体中流过恒定电流I,铜的电阻率为ρ,电子电荷量为e,则电子在铜导体中运动时受到的电场作用力为()A.0 B.Iρe/S C.IS/ρe D.Ie/ρS 练习6:根据欧姆定律公式IUU,变形得到R。则下列说法中正确的是()RIA.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比 B.欧姆定律只适用于纯电阻电路
恒定电流复习学案 山东省广饶县第一中学
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流强度无关 练习7:有四个金属导体,它们的伏安特性曲线如右图所示,电阻最大的导体是()
A.a B.b C.c D.d 知识点四:串并联电路、误差分析及电表改装与校对
1、串并联电路的特点
2、内外接的原则及误差分析
3、电表改装的原理及校对电路图
练习8:如图所示,电源电压不变,R1∶R2=4∶1。当K1断开,K2闭合时,电流表示数I1。当K1、K2都闭合时,电流表示数为I2。则I1与I2之比为〔 〕
(A)4∶1(B)1∶4(C)3∶4(D)4∶5
练习9:电路如图所示,已知电流表的示数为0.8A,R=5Ω,流过L2的电流为0.3A,求灯L2的电阻有多大?
练习10:如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置。R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(右电流表改装而成)指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少,则
A.油量增加,R增大,油量表指针偏转变小 B.油量增加,R减少,油量表指针偏转变大 C.油量减少,R增大,油量表指针偏转变大 D.油量减少,R减少,油量表指针偏转变小
知识点五:焦耳定律
1、焦耳定律内容:
2、电功和电热的区别与联系
(1)区别
电功是指输入某段电路的全部电能,或这段电路上消耗的全部电能:W=UIt。
电热是指在这段电路上因发热而消耗的电能:Q=I2Rt。
(2)联系
从能量转化的角度分析,电功与电热的数量关系为:W≥Q,即UIt≥I2Rt。
恒定电流复习学案 山东省广饶县第一中学
在纯电阻电路中,如白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁等构成的电路,电流做功全部转化为内能,电功等于电热,即W=Q或UIt=I2Rt,在计算电功和电
2U热时,可采用公式W=Q=UIt=I2Rt=·t=Pt中任一形式进行计算。
R 在非纯电阻电路中,如含有电动机、电解槽,给蓄电池充电、日光灯等,电流做功除了一部分转化为内能外,还有一部分转化为机械能或化学能等,此时有W>Q,2或UIt>IRt,此种情况下,电功只能用公式W=UIt进行计算,电热Q只能用公式Q=I2Rt计算,在计算产生的机械能或化学能时可用公式:W=Q+E其他。
3、如何处理含有电动机的电路
对于含有电动机的电路,不能简单地理解成它一定是一个非纯电阻电路,要从纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化的区别上加以区分,直流电动机两端加上电压以后,若电动机转动则有电能转化为机械能,此时的电路为非纯电阻电路,部分电路的欧姆定律不适用,若电动机不转,则没有电能转化为机械能,此时损失的电能全部转化为内能,这时的电路是纯电阻电路。
练习11:超导材料电阻率为零的温度称为临界温度,1987年我国科学家制成了临界温度为90K的高温超导材料,利用超导材料零电阻的性质,可实现无损耗输电,现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4Ω,它提供给用电器的电功率为40kW,电压为800V。如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为()
A.1kW B.1.6×103kW C.1.6kW D.10kW
练习12:一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同,都为R,设通过它们的电流强度相同(电动机正常运转),则在相同的时间内()A.电炉和电动机产生的电热相等
B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 C.电炉两端电压小于电动机两端的电压 D.电炉和电动机两端电压相等
练习13:有一起重用的直流电动机,如下图所示,其内阻r=0.8Ω,线路电阻R=10Ω,电源电压U=150V,伏特表示数为U0=110V,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)输入到电动机的功率P入
(3)电动机的发热功率Pr,电动机的机械功率。
知识点六:导体的电阻
1、电阻定律(电阻的决定式):
2、金属与半导体材料电阻率随温度变化的特点:
练习14:一根粗细均匀的金属裸导线,若把它均匀拉长为原来的3倍,电阻变为原
恒定电流复习学案 山东省广饶县第一中学
来的_____倍。若将它截成等长的三段再绞合成一根,它的电阻变为原来的_____倍(设拉长与绞合时温度不变)。
练习15:关于导体的电阻率的说法中,正确的是()
A.导体对电流的阻碍作用叫电阻,因此,只有导体有电流通过时,才具有电阻 B.由RU可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
IC.将一根导线等分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一 D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零。
知识点七:电学实验(必须重视电学实验)
1、描绘小灯泡的伏安特性曲线 电路图 连线
画平滑曲线
2、测金属丝的电阻率 练习读数 画电路图
电阻率的表达式 练习
巩固练习
第五篇:高二物理选修18.2导学案doc
18.2原子的核式结构模型
教学目标
(1)了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据;
(2)知道粒子散射实验的实验方法和实验现象,及原子核式结构模型的主要内容。教学重点 卢瑟福粒子散射实验的结果及卢瑟福的原子核式结构学说的主要论点。教学难点
对卢瑟福粒子散射实验装置、实验结果的理解。
教学过程
任务一预习导学
1、汤姆孙的枣糕式模型
J·J·汤姆孙于1904年提出来的模型,汤姆孙在发现电子后,便投入了对原子内部结构的探索,他运用丰富的想象,提出了原子枣糕模型(图18-2-1),在这个模型里,汤姆孙把原子看作一个球体,正电荷均匀地分布在整
个球内,电子像枣糕上的枣子一样嵌在球中,被正电
荷吸引着,原子内正、负电荷相等,因此原子的整体
呈中性,汤姆孙的模型是第一个有一定科学依据的原
子结构模型,而不是哲学思辨的产物。
2、粒子散射实验
1909~1911年卢瑟福和他的助手做了用α粒子轰击金箔的实
验,获得了重要的发现。
(1)实验装置(如图18-
2-2所示)
(2)实验结果
绝大多数α粒子穿过金箔后
基本上仍沿原来的方向前进,但是
有少数α粒子发生了较大的偏转,极少数粒子被反向弹回。
3、原子的核式结构
卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结
构:在原子中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电
荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核
外空间绕核旋转。
按照卢瑟福的核式结构学说,可以很容易地解释
α粒子的散射实验现象,如图18-2-3所示。
按照这个模型,由于原子核很小,大部分α粒子
穿过金箔时都离核很远,受到的斥力很小,它们的运
动几乎不受影响;只有极少数α
粒子从原子核附近飞
过,明显地受到原子核的库仑斥力而发生大角度的偏转。
任务二合作探究
【例1】在卢瑟福的α粒子散射实验中,有少数α粒子发生大角度偏转,其原因是()
A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B.正电荷在原子中是均匀分布的C、原子中存在着带负电的电子
D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中
【例2】关于α粒子散射实验,下列说法中正确的是
()
A.绝大多数α粒子经过重金属箔后,发生了角度不太大的偏转
B.α粒子在接近原子核的过程中,动能减少,电势能减少 C、α粒子离开原子核的过程中,动能增大,电势能增大 D.对α粒子散射实验的数据进行分析,可以估算出原子核的大小
【例3】英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔,为了解释实验结果,提出了原子的核式结构学说,如图18-2-4所示中,O表示金原子核的位置,曲线表示经过金原子核附近的粒子的运动轨迹,能正确反映实验结果的图是()
【例4】1911年前后,物理学家卢瑟福用一束运动的α粒子轰击一片极薄的金箔,取得了惊人的发现.
(1)简述此实验的主要现象;
(2)根据上述实验现象,得到关于金箔中金原子的结构的有关结论;
(3)由此实验计算金原子核的大小,下列公式或数据为已知:点电荷的电势
kQ,k9.0109Nm2/C2,金原子序r
数为79,α粒子质量m6.641027kg,质子的质量
mp1.671027kg,α粒子的速度v1.60107m/s,电子电
量e1.61019C.
任务三达标提升
1、卢瑟福通过__________________
______________模型。
2、原子是由带_______电的______________________组成的。
3容符合上述情况的是()
A.牛顿发现了万有引力,B.爱因斯坦提出了量子理论,提出了光子说
C赫兹用实验证实了电磁波的存在D.汤姆生提出原子的核式结构学说,子散射实验给予了验证
4、关于αA.绝大多数α粒子经过金箔后,B.αC.αD.对α粒子散射实验的数据进行分析,的大小
5、在α粒子散射实验中,当α粒子符合下列的()
A.动能最小最小
C.α粒子与金原子核组成的系统能量最小 D.所受金原子核的斥力最大
6、卢瑟福由αA.原子中心有一个很小的核
BC.原子中的正电荷均匀分布
D.带负电的电子在核外空间绕原子核旋转
7、如图所示为α粒子散射实验中
αc的一些曲线,这些曲线中可能是粒子运动轨迹的是()
A.a B.b C.c D.d8、在α粒子散射实验中,并没有考虑电子对粒子偏转角度的影响,这是因为()
A.电子体积很小,以致α粒子碰不到它B.电子质量远比比α粒子小,所以它对α粒子运动到影响极其微小
C.α粒子使各个电子碰撞的效果相互抵消
D.电子在核外均匀分布,所以α粒子受电子作用的合外力为零
9、卢瑟福的 粒子散射实验的结果()A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.说明原子核的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上
D.说明原子中存在电子
10、在 粒子散射实验中,使少数 粒子发生大角度偏转的作用力是()
A.原子核对 粒子的万有引力B.原子核对 粒子的库仑力
C.原子核对 粒子的磁场力D.原子核对 粒子的核力
11、下列关于原子核结构的说法正确的是()A.电子的发现说明了原子核内部还有复杂的结构 B. 粒子散射实验揭示了原子具有核式结构
C. 粒子散射实验中绝大多数 粒子发生了大角度偏转 D. 粒子散射实验中有的 粒子生了大角度偏转的原因是 粒子与原子核发生碰撞所致
12、氢原子核外电子的电荷量为e,它绕核运动的最小轨
道半径为r,求电子绕核做匀速圆周运动的动能和电子所以轨道处的场强大小。
13、在粒子散射实验中,测得粒子与金核19779Au对心正碰时所能达到的最近距离为2.010
1
4m,以此为依据估算金核的密度是多少?
18.2任务二:例
1、A例
2、D例
三、D
任务三:
3、CD4、AD5、AD6、AB7、BD8、B9、CD10、B11、B
ke2ke12、2
2rr