2018高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專題 電路學(xué)案 魯科版.doc

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電路 【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容： 電路 1 電流，歐姆定律，電阻和電阻定律 Ⅱ 2 電阻率與溫度的關(guān)系 Ⅰ 3 半導(dǎo)體及其應(yīng)用，超導(dǎo)及其應(yīng)用 Ⅰ 4 電阻的串，并聯(lián)，串聯(lián)電路的分壓作用，并聯(lián)電路的分流作用 Ⅱ 5 電功和電功率，串聯(lián)，并聯(lián)電路的功率分配 Ⅱ 6 電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，閉合電路的歐姆定律，路端電壓 Ⅱ 7 電流、電壓和電阻的測(cè)量；電流表、電壓表和多用電表的使用、伏安法測(cè)電阻 Ⅱ 本章的知識(shí)點(diǎn)： 電流、電功、電熱、電功率、熱功率、電阻、電阻率；串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)、電流表和電壓表的改裝、歐姆定律、電阻定律、焦?fàn)柖?、電源的功率和效率、電路的?dòng)態(tài)分析、電路的故障分析、含容電路的分析、等效電路的問(wèn)題 二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)： 1、電路中的基本概念： 電流： （q為在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量） 注：電解液中 電壓： 電阻： 電功率： 熱功率： 串并聯(lián)電路的特點(diǎn)： 2、閉合電路的歐姆定律： （1）主要物理量． 研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、I、U，前兩個(gè)是常量，后三個(gè)是變量． 閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有： ①E＝U外+U內(nèi) ② （I、R間關(guān)系） ③U＝E-Ir（U、I間關(guān)系）④（U、R間關(guān)系） 從③式看出：當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)（I ＝ 0），路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)．而這時(shí)用電壓表去測(cè)量時(shí)，讀數(shù)卻應(yīng)該略小于電動(dòng)勢(shì)（有微弱電流）．當(dāng)外電路短路時(shí)（R＝0，因而U ＝0）電流最大為Im＝E/r（一般不允許出現(xiàn)這種情況，會(huì)把電源燒壞）． （2）電源的功率和效率． ⑴功率：①電源的功率（電源的總功率）PE＝EI ②電源的輸出功率P出＝UI ③電源內(nèi)部消耗的功率Pr＝I 2r ⑵電源的效率：（最后一個(gè)等號(hào)只適用于純電阻電路） 電源的輸出功率，可見(jiàn)電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，為． 3、電流表和電壓表的改裝 常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的．小量程的電流表的電阻Rg就是其電阻，一般為幾百到幾千歐．這個(gè)線圈允許通過(guò)的最大電流Ig叫做電流表的滿偏電流，這是因?yàn)殡娏鞅硗ㄟ^(guò)的電流為Ig時(shí)它的指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度處．Ig一般為幾十微安到幾毫安．電流如果超過(guò)Ig，不但指針指示不出數(shù)值，電流表還可能燒毀．因?yàn)镮gRg一般很小，不能直接用電流表測(cè)量較大的電壓．如果被測(cè)電壓U大于IgRg，通過(guò)電流表的電流將超過(guò)Ig而把電流表燒毀．如果給電流表串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，分擔(dān)一部分電壓，就可以用來(lái)測(cè)量較大的電壓了．加了分壓電阻并在刻度盤上標(biāo)出電壓值，就把電流表改裝成了電壓表（如下圖所示）．此時(shí)該電壓表所能測(cè)量的最大電壓為 正像串聯(lián)電阻可以分擔(dān)一部分電壓一樣，并聯(lián)電阻也可以分擔(dān)一部分電流．并聯(lián)電阻的這種作用叫做分流作用，作這種用途的電阻又叫分流電阻．為了使電流表能夠測(cè)量幾個(gè)安培甚至更大的電流，可以給它并聯(lián)一個(gè)分流電阻，分掉一部分電流，這樣在測(cè)量大電流時(shí)通過(guò)電流表的電流也不致超過(guò)滿偏電流Ig,如下圖所示．此時(shí)該電流表所能測(cè)量的最大電流為 【典型例題】 閉合電路的動(dòng)態(tài)分析 當(dāng)電路中的任一部分變化時(shí)，將引起電路中各處電流和電壓的變化．判斷此類問(wèn)題時(shí)，一般是先據(jù)部分電路的變化分析總電阻的變化，由閉合電路歐姆定律分析總電流，再據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì)分析各處電流和電壓的變化．一般分析的原則是由不變量分析變化量．討論依據(jù)是：閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系．以下圖電路為例：設(shè)R1增大，總電阻一定增大；由，I一定減?。挥蒛＝E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3＝ I-I4，I3、U3一定減??；由U2＝U-U3，U2、I2一定增大；由I1＝I3 -I2，I1一定減?。偨Y(jié)規(guī)律如下： ①總電路上R增大時(shí)總電流I減小，路端電壓U增大；②變化電阻本身和總電路變化規(guī)律相同；③和變化電阻有串聯(lián)關(guān)系（通過(guò)變化電阻的電流也通過(guò)該電阻）的看電流（即總電流減小時(shí)，該電阻的電流、電壓都減?。?；④和變化電阻有并聯(lián)關(guān)系的（通過(guò)變化電阻的電流不通過(guò)該電阻）看電壓（即路端電壓增大時(shí)，該電阻的電流、電壓都增大）． 【例題1】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為ΔU1和ΔU2，下列說(shuō)法中正確的是 A、小燈泡L1、L3變暗，L2變亮 B、小燈泡L3變暗，L1、L2變亮 C、ΔU1<ΔU2 D、ΔU1>ΔU2 〖解析〗滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端，總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小．與電阻蟬聯(lián)串聯(lián)的燈泡L1、L2電流增大，變亮，與電阻并聯(lián)的燈泡L3電壓降低，變暗．U1減小，U2增大，而路端電壓U＝ U1+ U2減小，所以U1的變化量大于 U2的變化量，選BD． 電路的故障分析 檢查電路故障的一種方法是用電壓表檢查測(cè)量，把電壓表接入電路，相當(dāng)于在電路中并接了一個(gè)阻值較大的電阻．當(dāng)電路中是斷路故障時(shí)，當(dāng)電壓表無(wú)示數(shù)時(shí)，不能說(shuō)明該部分電路的通斷，而當(dāng)電壓表有示數(shù)時(shí)，斷路故障肯定在電壓表并接的兩點(diǎn)之間．原因是此時(shí)電壓表把電路接通，使電壓表有示數(shù)．?dāng)嗦伏c(diǎn)的判定方法為：當(dāng)由純電阻組成的串聯(lián)電路中僅有一處發(fā)生斷路故障時(shí)，用電壓表就可以方便地判定斷路點(diǎn)：凡兩端電壓為零的用電器或?qū)Ь€是無(wú)故障的；兩端電壓等于電源電壓的用電器或?qū)Ь€發(fā)生了斷路． 【例題2】如圖所示，閉合電鍵S，兩個(gè)燈泡都不亮，電流表指針幾乎不動(dòng)，而電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，該電路的故障可能是（ ） A、電流表壞了或未接好 B、從a經(jīng)過(guò)L1到b的電路中有斷路 C、L2燈絲燒斷或燈座未接通 D、電流表和L1、L2都?jí)牧? 〖解析〗（1）電流表幾乎不動(dòng)，說(shuō)明電路故障是斷路． （2）斷路使L1和L2均不亮，但伏特表有明顯偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明斷路發(fā)生在和伏特表并聯(lián)的電路上，即從a經(jīng)過(guò)L1到b的電路中有斷路，故應(yīng)選B項(xiàng)． 特別提示：從以上分析可看出，電路故障中，主要有短路和斷路兩種情況，由于這兩種情況有時(shí)會(huì)導(dǎo)致同一現(xiàn)象，所以要透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，具體現(xiàn)象具體分析． 含容電路 電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件，在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路有充電、放電電流，一旦電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大（只考慮電容器是理想不漏電的情況）的元件，電容電路可看作是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它，簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶電量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上.分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，關(guān)鍵是準(zhǔn)確地判斷并求出電容器的兩端的電壓，其具體方法是： 1、確定電容器和哪個(gè)電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓. 2、當(dāng)電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時(shí)，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓. 3、對(duì)于較復(fù)雜電路，需要將電容器兩端的電勢(shì)與基準(zhǔn)點(diǎn)的電勢(shì)比較后才能確定電容器兩端的電壓. 【例題3】如圖所示的電路中，4個(gè)電阻的阻值均為R，E為直流電源，其內(nèi)阻可以不計(jì)，沒(méi)有標(biāo)明哪一極是正極.平行板電容器兩極板間的距離為d.在平行極板電容器的兩個(gè)平行極板之間有一個(gè)質(zhì)量為m,電量為q的帶電小球.當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，帶電小球靜止在兩極板間的中點(diǎn)O上.現(xiàn)把電鍵打開(kāi)，帶電小球便往平行極板電容器的某個(gè)極板運(yùn)動(dòng)，并與此極板碰撞，設(shè)在碰撞時(shí)沒(méi)有機(jī)械能損失，但帶電小球的電量發(fā)生變化.碰后小球帶有與該極板相同性質(zhì)的電荷，而且所帶的電量恰好剛能使它運(yùn)動(dòng)到平行極板電容器的另一極板.求小球與電容器某個(gè)極板碰撞后所帶的電荷. 〖解析〗命題意圖：考查推理判斷能力及分析綜合能力． 錯(cuò)解分析：不能深刻把握該物理過(guò)程的本質(zhì)，無(wú)法找到破題的切入點(diǎn)（K斷開(kāi)→U3變化→q所受力F變化→q運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化），得出正確的解題思路. 解題方法與技巧： 由電路圖可以看出，因R4支路上無(wú)電流，電容器兩極板間電壓，無(wú)論K是否閉合始終等于電阻R3上的電壓U3，當(dāng)K閉合時(shí)，設(shè)此兩極板間電壓為U，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，由分壓關(guān)系可得U＝U3＝E ① 小球處于靜止，由平衡條件得 ＝mg ② 當(dāng)K斷開(kāi)，由R1和R3串聯(lián)可得電容器兩極板間電壓U′為 U′＝ ③ 由①③得U′＝U ④ U′＜U表明K斷開(kāi)后小球?qū)⑾蛳聵O板運(yùn)動(dòng)，重力對(duì)小球做正功，電場(chǎng)力對(duì)小球做負(fù)功，表明小球所帶電荷與下極板的極性相同，由功能關(guān)系 mg－qmv2－0 ⑤ 因小球與下極板碰撞時(shí)無(wú)機(jī)械能損失，設(shè)小球碰后電量變?yōu)閝′，由功能關(guān)系得 q′U′－mgd＝0－mv2 ⑥ 聯(lián)立上述各式解得 q′＝q 即小球與下極板碰后電荷符號(hào)未變，電量變?yōu)樵瓉?lái)的