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文檔簡介
1、此課件是借鑒了網(wǎng)上很多其他老師的課件然后根據(jù)本人講課的思維修改而來的,現(xiàn)發(fā)布以供大家互相學(xué)習(xí)、交流之用。免費的,有需要的可以搬走。希望各位老師多上傳優(yōu)秀的課件共同學(xué)習(xí)!,第一章 靜 電 場,高中物理學(xué)業(yè)水平測試復(fù)習(xí),選 修 3-1,本章知識結(jié)構(gòu),靜電場,,基本性質(zhì),,力的性質(zhì),——,場強,庫侖定律,——電場線,能的性質(zhì),——電勢,,電勢能,電勢差,電場力的功,等勢面,,應(yīng)用,,電場中的導(dǎo)體,,靜電感應(yīng),靜電平衡,電容,--平行板
2、電容器,帶電粒子在電場中的運動,,平衡(靜力學(xué)),加速(動力學(xué)),偏轉(zhuǎn)(類平拋),帶電粒子在復(fù)合場中的運動,知識內(nèi)容,一、 電荷,1、基本電荷(元電荷):,2、物體起電方式:,本質(zhì):電荷轉(zhuǎn)移,①摩擦起電;(絕緣體),②接觸起電:(導(dǎo)體),③感應(yīng)起電:(導(dǎo)體),二、 庫侖定律,1、公式:,K的測定:庫侖扭秤實驗,2、適用條件:,真空、靜止、點電荷(或電荷均勻分布的球體),帶電體所帶電荷量為元電荷的整數(shù)倍,e=1.6×10-
3、19C,3、電荷守恒定律,電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。,3、庫侖定律應(yīng)用:,①兩相同球體接觸起電,②三點電荷靜電平衡,㈠:兩球帶同種電荷,總電量兩球均分,㈡:兩球帶異種電荷,先中和后,凈電荷再均分,兩同夾異,兩大夾小,近小遠大,③帶電球的運動問題,解題思路和解題步驟與力學(xué)中的完全相同,只不過在進行受力分析時,要多分析一個性質(zhì)的力——庫侖力。,【例1】 兩個半徑相同的同種
4、金屬小球,帶電量之比為1∶7,相距為r,兩者相互接觸后再放回原來的位置上,則相互作用力可能為原來的( ) A.4/7 B.3/7 C. 9/7 D. 16/7,分析: 設(shè)兩小球的電量分別為q與7q,則原來相距r時的相互作用力為F=7 kq2 /r2 , 由于兩球的電性未知,接觸后相互作用力的計算可分兩種情況:,(1)兩球電性相同.相
5、互接觸時兩球電量平均分布、每球帶電量為4q, 則F1= 16kq2 /r2 =16/7 F,(2)兩球電性不同.相互接觸時電荷先中和再平分,每球帶電量3q, 則F2= 9kq2 /r2 =9/7 F,C D,例題分析,例題分析,例2 相距為d的兩個帶正電的點電荷固定不動,電荷量之比為Q1:Q2=1:4,引入第三個電荷q,為使q能處于平衡狀態(tài),應(yīng)把q放在什么位置?,解:如圖所示.,由力的平衡條件可知:要q平衡,q受Q1、Q2的庫侖
6、力F1、F2必等大反向,所以q必在Q1、Q2連線上,且在Q1、Q2之間,靠近電量較小的電荷Q1設(shè)q與Q1的距離為x.則,,而Q1:Q2=1:4,由以上兩式得,,例題分析,例3 如圖所示,質(zhì)量均為m的三帶電小球A、B、C,放置在光滑絕緣的水平面上,A與B間和B與C間距離均為L,A球帶電量為QA=8q,B球帶電量為QB=q,若在小球C上加以水平向右的恒力F,恰好使A、B、C三小球保持相對靜止,求:(1)外力F的大小。(2)C球所帶的電量QC
7、。,解:,因為ABC三小球保持相對靜止,故有相同的加速度,,對它們整體研究,由牛頓第二定律:F=3ma,對A分析:C的電性應(yīng)與A和B異性,有,對B分析:,聯(lián)立三式得: QC=16q F=72kq2/L2,,課堂練習(xí),1.已知驗電器帶正電,把帶負電物體移近它,并用手指與驗電器小球接觸一下后離開,并移去帶電體,這時驗電器將帶 電.,正,2.元電荷是( )A.電子 B.正電子
8、 C.質(zhì)子 D.電量的一種單位3.一個帶負電的小球的帶電量是3.2×10-13C,則這個小球多余的電子有 個.,D,2×106,課堂練習(xí),,6.真空中有兩個點電荷帶同種電荷ql、q2,它們相距較近,保持靜止?fàn)顟B(tài),今釋放q2,且q2只在q1的庫侖力的作用下運動,則q2在運動過程中受到的庫侖力( )A.不斷減??;
9、 B.不斷增大 C.始終保持不變; D.先增大后減小,A,4.真空中有兩個靜止的點電荷,若保持它們之間的距離不變,而把它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍,則兩電荷間的庫侖力將變?yōu)樵瓉淼模?) A.7倍 B.8倍 C.9倍 D.10倍,5.真空中有兩個靜止的點電荷,它們之間的庫侖力為F。若保持它們各自所帶的電荷量不變,而將它們之間的距離變?yōu)樵瓉淼?1/2
10、 ,則這兩個點電荷間的庫侖力將變?yōu)椋?) A.F B.2F C. 4F D.8F,C,C,三、 電場強度(場強),1、場強E:,2、場強的疊加:,②定義式:,③單位: N/C V/m,矢量方向:規(guī)定正電荷受力方向,⑤決定式:,------適用真空點電荷,------平行四邊形定則,(普適公式),⑥勻強電場的場強:,注意:E 與F、 q無關(guān) ,取決于電場本身,④
11、物理意義:描述電場的力的性質(zhì)的物理量,①定義:放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點的電場強度,簡稱場強。,例:一對等量異(同)種點電荷Q、-Q連線、中垂線上的場強(相距2L),,,,,,,,,E,B,,,,,,,,,E,B,例1 :A為已知電場中的一固定點,在A點放一電量為q 的電荷,所受電場力為F,A點的場強為E,則( )A.若在A點換上-q,A點場強方向發(fā)生變化B.若在A點換上電量為2
12、q 的電荷,A點的場強將變?yōu)?2EC.若在A點移去電荷q,A點的場強變?yōu)榱鉊.A點場強的大小、方向與q 的大小、正負有無均無關(guān),D,例2.如圖所示,是在一個電場中的a,b,c,d四個點分別引入試探電荷時,電荷所受電場力F跟引入的電荷量q之間的關(guān)系圖線,下列說法正確的是( ) 該電場是勻強電場a,b,c,d四點的電場強度大小關(guān)系 是Ed>Eb>Ea>EcC.這四點的場強大小關(guān)系是Eb>
13、;Ea>Ec>EdD.無法比較E的大小,B,例3:電場強度的定義式為E=F/q( )A.該定義式只適用于點電荷產(chǎn)生的電場B.F是檢驗電荷所受到的力,q是產(chǎn)生電 場的電荷電量C.場強的方向與F的方向相同D.由該定義式可知,電場中某點電荷所受的電場力大小與該點場強的大小成正比,D,例4. 對公式 E=kQ/r2 的幾種不同理解,錯誤的是 ( ) A.當(dāng)r→0時,
14、E→∞ B.當(dāng)r→∞時,E→0 C.某點的場強與點電荷Q的大小無關(guān) D.在以點電荷Q為中心,r為半徑的球面上,各處的電場強度都相同,A C D,課堂練習(xí),7.在電場中的P點放一個電量為q=-3.2×10-8C的電荷,受到的電場力大小為F=8×10-6N,該力的方向跟P點電場強度的方向 ,P點電場強度大小為 .如果在P點放q=6.4×10-8C的
15、正電荷,則它所受的電場力的大小為 ,方向跟過P點的電場線方向 ,如果拿走放在P點的電荷,則P點電場強度大小為 .8.在邊長為a的正方形ABCD的三個項角A、B、C上分別放一個電量均為+Q的點電荷,那么在另一個頂角D處的場強為 .,9.兩個點電荷 A、B,帶電量分別為Q1=1.6×10-3C
16、, Q2= 4×10-4C,相距為L=60 cm,求場強為零的點的位置.,相反,250N/C,1.6×10-5N,相同,250N/C,(2 +1)KQ/2a2,【AB連線內(nèi)離A點40cm處】,四、 電場線,1、應(yīng)用:,2、特點:,①定性判斷場強大小、方向:,②定性判斷電勢高低,一條電場線不能看出疏密,1)電場線是假想的,不是真實的。,2)不閉合(始于正電荷或無窮遠處,終于負電荷或無窮遠處),3)不相交(空間任何
17、一點只能有一個確定的場強方向),4)電場線不能相切。,5)沿電場線的方向,電勢降低。,3、常見電場的電場線:,幾種常見的電場中電場線的分布及特點,五、 電勢φ,1、定義:,2、單位:伏 1V=1J/C,3、決定因素:場源電荷、位置,4、相對性:零電勢的選取,理論上取無窮遠,實際上常取大地。,正電荷周圍空間電勢恒為正。 負電荷周圍空間電勢恒為負。,5、電勢高低的判斷:沿著電場線方向電勢越來越低,◆正電荷電勢能與電勢同號
18、 負電荷電勢能與電勢反號,(標(biāo)量) 三個量都有正負號,φA>φB>O φA<φB<O,6、等勢面,電場中電勢相等的點構(gòu)成的面,,形象描述電場中各點電勢的情況,(2)意義:等勢面來表示電勢的高低,(3)典型電場的等勢面,點電荷電場的等勢面,勻強電場的等勢面,(1)概念:,等量異種電荷的等勢面,等量同種電荷的等勢面,連線上從正電荷向負電荷,電勢降低,,中垂線為等勢面且電勢為零,
19、同種正電荷,連線上電勢先降低后升高,中點最低,中垂線上由中點向兩邊降低,中點最高,,,,(4)等勢面的特點,①同一等勢面上的任意兩點間移動電荷電場力不做功,②等勢面一定跟電場線垂直,③電場線總是從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面,④等勢面密的地方電場強,例1. 在靜電場中,關(guān)于場強和電勢的說法正確的是( )A.電場強度大的地方電勢一定高B.電勢為零的地方場強也一定為零C.場強為零的地方電勢也一
20、定為零D.場強大小相同的點電勢不一定相同,D,例2. 如圖a,b,c是一條電場線上的三個點,電場線的方向由a到c, a、b間的距離等于b、c間的距離。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和電場強度,可以斷定 ( ).A. Ua>Ub>Uc B. Ea>Eb>EcC. Ua-Ub=Ub-Uc
21、 D. Ea=Eb=Ec,A,例3. 下述說法正確的是( )A.在同一等勢面上移動電荷,電場力不作功B.等勢面上各點場強大小一定相等C.電場中電勢高處,電荷的電勢能就大D.電場強度大處,電荷的電勢能就大,A,1、定義:,六、電勢差:(電壓),2、決定式:uab=φa-φb,◆單下標(biāo)或無下標(biāo)時取絕對值 有下腳標(biāo)時應(yīng)注意正負號 uab=-uba,3、絕對性:與零勢點無關(guān),4、場
22、強與電勢無必然聯(lián)系:,③場強相等,電勢不一定相等; 電勢相等,場強不一定相等,①場強為0,電勢不一定為0; 電勢為0,場強不一定為0,②場強大,電勢不一定高; 電勢高,場強不一定大,5、場強與電勢差關(guān)系:,-----適用于勻強電場,七、電場力的功,1、電場力做功特點:(同重力),③靜止的電荷在電場力作用下(或電場力做正功情況),①只決定于起點、終點的電勢差,與路徑無關(guān),②正功→電勢能減少,負功→電勢能增加,正電荷:從電勢高→電勢低;負電
23、荷:從電勢低→電勢高不論正負電荷:均從電勢能大→電勢能小,2、電場力做功的計算:,①W=Fd=Eqd--------勻強,②W=qu---------------通用,◆可通過功的正負來確定電勢的高低及電勢差,例1。概念辨析:請判斷下列說法是否正確,⑴.電場線越密的位置,電勢越高 ( ),⑵.與零電勢點電勢差越大的位置,電勢越高 ( ),⑶.電勢越高的位置,
24、電場強度越大 ( ),⑷.電荷沿電場線方向運動,電荷所在位置的電勢越來越低 ( ),⑸.電場強度為零的位置,電勢也一定為零 ( ),⑹.電勢為零的位置,電場強度也一定為零 ( ),⑺.電荷沿電場線方向運動,所具有的
25、電勢能越來越小 ( ),⑻.電荷在電勢越高的位置,電勢能越大 ( ),⑼.電荷所具有的電勢能越大的位置,電勢越高 ( ),,×,×,×,×,×,×,×,×,例2 . 如圖所示
26、,在勻強電場E中,一個負電荷在外力作用下由A點運動到B點,則 ( )A.外力與電場力對電荷做功之和等于電荷電勢能的增 量與動能增量之和B.外力對電荷所做的功等于電荷電勢能的增量與動能 增量之和C.外力和電場力對電荷做功之和等于電荷動能的增量D.電荷克服電場力所做的功等于電荷動能的增量E.電荷克服電場力所做的功等于電荷電勢能的增量,B C E,五、 靜電平衡,
27、2、靜電平衡導(dǎo)體的特點:,③凈電荷只能分布于導(dǎo)體表面,①內(nèi)部場強處處為0,②表面附近的場強垂直于導(dǎo)體表面,④導(dǎo)體是個等勢體,表面及任何截面是個等勢面 導(dǎo)體中沒有電流通過,導(dǎo)體兩端沒有電壓,感應(yīng)電荷的效果:產(chǎn)生附加(感應(yīng))場強,削弱(并抵消)外電場,阻礙(并阻止)電荷運動,反證法,▲例:求感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強,,,,A,C,,,,,,,,,,A,,接地,八、電容器 :,——平行板,1、定義式:,ε≥1,→介電常數(shù)S→正對面積; d
28、→極板間距,2、決定式:,3、單位:,法拉(F) 微法(μF) 皮法(pF),——普適通用,1F = 106μF = 1012pF,4、平行板電容器兩種充電方式:,U不變,① 電源保持連接狀態(tài),② 充電后電源切斷,若d↘,由E=U/d , E↗,d↘,C↗,Q↗,Q不變,若d↘, C↗ ,U↘,,E不變,例1.如圖所示是描述對給定的電容器充電時電量Q、電壓U、電容C之間相互關(guān)系的圖象,其中錯誤的是( )
29、,,A,AC,例3.如圖所示,一電容器的兩極通過電阻始終與電源的正負極相連,在增大電容器兩極板間的距離的過程中,下列說法正確的是( )A.電容器所帶電荷量增大B.電阻上有a流向b的微弱電流,C.電容器兩極板間的電壓變大D.電容器兩極板間的電場強度變大,,B,例4、一平行板電容器充電后與電源斷開,負極板接地.在兩極板間有一正電荷(電量很小)固定在P點,如圖所示.以E表示兩極板間的場強,U表示電容器的電壓, Ep表示正電
30、荷在P點的電勢能.若保持負極板不動,將正極板移到圖中虛線所示的位置,則( )A.U變小, E不變. B.E變大,Ep變大.C.U變小,Ep不變. D.U不變,Ep不變.,AC,例5、如圖所示,平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接,a處有一電荷量非常小的點電荷,S是閉合的,φa表示a點的電勢,F(xiàn)表示點電荷受到的電場力.現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動,使兩板間的距離增大,則( )A.φ
31、a變大,F(xiàn)變大 B.φa變大,F(xiàn)變小C.φa不變,F(xiàn)不變 D.φa不變,F(xiàn)變小,B,,九、 帶電粒子在勻強電場中運動,勻變速直線運動—加速,勻變速曲線運動—偏轉(zhuǎn),,1.平衡,2.勻變速運動,靜止,勻速直線運動,,可能是,,1、若帶電粒子在電場中所受合力為零時,即F合=0時,粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。,① 牛頓運動定律,② 動能定理,3、若F合≠0,且與初速度方向有夾角(不等于0°,180
32、6;),帶電粒子將做曲線運動。不計mg,v0⊥E時,帶電粒子在電場中將做類平拋運動。,2、若F合≠0且與初速度方向在同一直線上,帶電粒子將做加速或減速直線運動。(變速直線運動),① 粒子落在極板上,② 粒子穿出極板,3、勻強電場中的類平拋運動,——F合與V0垂直,(不計重力或重力與電場力共線),飛行時間由y決定,飛行時間由L決定,θ,③ 粒子先經(jīng)過加速電場再進入偏轉(zhuǎn)電場,④ 粒子穿出電場后勻速運動打在屏幕上,,,,O,Y,例1:如圖
33、,電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運動,然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中,入射方向跟極板平行.整個裝置處在真空中,重力可忽略.在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下,下述四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是 ( )A.U1變大、U2變大 B.U1變小、U2變大C.U1變大、U2變小 D.U1變小、U2變小,解:,B,,例2:如圖所示,相距為0.2m的平行金屬板A、B上加電壓U=4
34、0V,在兩板正中沿水平方向射入一帶負電小球,經(jīng)0.2s小球到達B板,若要小球始終沿水平方向運動而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),A、B兩板間的距離應(yīng)調(diào)節(jié)為多少?(g取10m/s2),解:小球在電場中做勻變速曲線運動在豎直方向由牛頓第二定律得:,解得,m=40q要使小球沿水平方向運動,應(yīng)有mg=E′qE′=U/dd′=qU/mg=0.1m,④利用物理規(guī)律或其他手段(如幾何圖形)找出各物理量間的關(guān)系,建立方程組。,處理帶電粒子在電場中運動的一般步驟,
35、①分析帶電粒子的受力情況,尤其要注意是否應(yīng)該考慮重力,電場力是否恒定等。,②分析帶電粒子的初始狀態(tài)及條件,確定帶電粒子作直線運動還是曲線運動。,③建立正確的物理模型,確定解題途徑是用動力學(xué),或動能定理,或是兩者結(jié)合使用。,方法小結(jié),第二章 恒 定 電 流,高中物理學(xué)業(yè)水平測試復(fù)習(xí),選 修 3-1,知識網(wǎng)絡(luò):,模塊復(fù)習(xí),一、基本概念:1、電流 2、電動勢 3、電阻二、基本規(guī)律:1、部分電路歐姆定律
36、 2、閉合電路歐姆定律 3、電阻定律 4、焦耳定律三、應(yīng)用:1、串并聯(lián)電路(電表改裝) 2、電路動態(tài)分析 3、電源功率和效率 4、電路故障四、基本方
37、法:1、電流表的內(nèi)接法和外接法 2、分壓電路和限流電路,一、 基本概念,⑴電流的形成:,電荷的定向移動,⑶電流(強度)定義:,⑷電流(微觀)決定式:,⑸電流(宏觀)決定式:,------適用于金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液,不適用氣體導(dǎo)電,V定數(shù)量級 10-5m/S,------部分電路歐姆定律,(n為單位體積內(nèi)的自由電子個數(shù),S為導(dǎo)線的橫截面積,v為自由電子的定向移動速率,約10 -5
38、m/s,遠小于電子熱運動的平均速率105m/s,更小于電場的傳播速率3×108m/s),這個公式只適用于金屬導(dǎo)體,千萬不要到處套用。,⑹電流的方向:規(guī)定正電荷的移動方向為電流方向。 在外(內(nèi))電路電流從電源的正(負)極流向負(正)極。,⑵電流強度:是表示電流強弱的物理量。,1、電流,例1、設(shè)氫原子中電子在半徑為r的軌道上做圓周運動,電子的電量為e,質(zhì)量為m,靜電力常量為k,試求等效電流的電流強度.,例
39、2、有一橫截面為S的銅導(dǎo)線,流經(jīng)其中的電流為I.設(shè)每單位體積的導(dǎo)線有n個自由電子,電子電量為e,此時電子的定向移動速度為v.在Δt時間內(nèi),通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目N可表示為( )A.nvSΔt B.nvΔt C.IΔt/e D.IΔt/Se,解:因在一個周期內(nèi),通過圓環(huán)橫截面的電荷量Q=e, 所以等效電流 I=e/T. 又
40、電子做圓周運動所需向心力是由庫侖引力提供的,即有 又T=2πr/v由以上三式,得,A C,N=Q/e=IΔt/e 又 I=nevS,2、電動勢(1)物理意義:描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。是反映非靜電力做功的特性。(2)定義式:(3)電源電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把單位正電荷在電源內(nèi)部從負極
41、移到正極所做的功。,注意:E是由電源本身所決定的,跟外電路的情況無關(guān)。 E= U內(nèi)+U外 E =U (開路),3、電阻(1)定義式:R=U/I 導(dǎo)體的電阻R與U和I無關(guān),只與導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定(2)決定式:R=ρL/S 導(dǎo)體的電阻R跟長度L成正比,跟橫截面積S成反比,----電阻定律(適用粗細均勻物體),------與歐姆定律意義不同,◆電阻率ρ由材料決定,金屬導(dǎo)體電阻率隨
42、溫度升高而增大:,◆伏安特性曲線:,直線斜率(或斜率倒數(shù))表示電阻,習(xí)1、下列說法中正確的是( )A.通過導(dǎo)體的電流越大,則導(dǎo)體的電阻越小B.當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓變化時,導(dǎo)體中的電流也發(fā)生變化,但電壓和電流的比值對這段導(dǎo)體來說等于恒量C.通過導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比D.導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比,跟通過導(dǎo)體的電流成反比,BC,習(xí)2、某電阻兩端電壓為16 V,在30 s內(nèi)通過電阻橫截面的電量為48
43、 C,此電阻為多大?30 s內(nèi)有多少個電子通過它的橫截面?,R=U/I=Ut/q=10Ω n=q/e=3X1020個,習(xí)3、鉛蓄電池的電動勢為2V,這表示 ( ) A、電路中每通過1C電量,電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?B、蓄電池兩極間的電壓為2V C、蓄電池能在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能 D、蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池(電動勢為1.5V)的大,AD,二、基本規(guī)律1、部分電路
44、歐姆定律 導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比 I=U/R 純電阻電路 I—U圖線,(1)內(nèi)容:,(2)表達式:,(3)適用范圍:,(4)伏安特性曲線:,如圖一 R1<R2
45、如圖二 R1>R2,注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別,實驗室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個圖象來表示( ),A. B. C. D.,I,o,U,I,I,I,o,o,o,U,U,U,下圖所列的4個圖象中,最能正確地表示家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U2之間的函數(shù)關(guān)系的是以下哪個圖象( ),A,C,2、閉合電路歐姆定律
46、 閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)外電路的電阻之和成反比(2)表達式: 純電阻電路,(1)內(nèi)容:,(3)適用范圍:,二、基本規(guī)律,②在橫軸上的截距表示電源的短路電流,③圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻,內(nèi)阻越大,圖線傾斜得越厲害.,①在縱軸上的截距表示電源的電動勢E.,(4)路端電壓U隨電流I變化的圖象,2、閉合電路歐姆定律,二、基
47、本規(guī)律,練習(xí):如圖所示,甲、乙為兩個獨立電源的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系圖線,下列說法中正確的是( )A.路端電壓都為U0時,它們的外電阻相等B.電流都是I0時,兩電源的內(nèi)電壓相等C.電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢D.電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻,AC,(3)電阻率ρ:反映材料導(dǎo)電性能的物理量(1)純金屬的電阻率小,合金的電阻率大。(2)材料的電阻率與溫度有關(guān)系: ①金屬的電阻率隨溫度的升高
48、而增大 ②有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響 ③半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小,,3.電阻定律,(1)內(nèi)容:導(dǎo)體的電阻R跟長度l成正比,跟橫截面積S成反比,(2)表達式:,二、基本規(guī)律,練習(xí):一根粗細均勻的導(dǎo)線,兩端加上電壓U時,通過導(dǎo)線中的電流強度為I, 若導(dǎo)線均勻拉長,使其半徑變?yōu)樵瓉淼?/2 ,再給它兩端加上電壓U,則( ),C.電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍,B.通過導(dǎo)線的電流為,D.電阻變?yōu)樵瓉淼?
49、倍,A.通過導(dǎo)線的電流為,BC,4、焦耳定律,(1)內(nèi)容:,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比,(2)表達式:,Q=I2Rt,(3)電功:W=UIt,(4)電熱:Q=I2Rt,二、基本規(guī)律,(5)純電阻電路:電功等于電熱,非純電阻電路:電功大于電熱:W>Q電功只能用W=UIt計算,電熱只能用Q=I2Rt計算,兩式不能通用.,,練習(xí)1、如圖2所示的電路中,輸入電壓U恒為12V,燈泡L上標(biāo)有“
50、6V 12W”字樣,電動機線圈的電阻RM=0.50Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光,以下說法中正確的是( )A.電動機的輸入功率為12WB.電動機的輸出功率為12WC.電動機的熱功率為2.0WD.整個電路消耗的電功率為22W,AC,2、某一電動機,當(dāng)電壓U1=10V時帶不動負載,因此不轉(zhuǎn)動,這時電流為I1=2A.當(dāng)電壓為U2=36V時能帶動負載正常運轉(zhuǎn),這時電流為I2=1A.求這時電動機的機械功率是多大?,P機械=P
51、-P熱=U2I2-I22r=31W,①電流處處相等,②電壓:U=U1+U2+U3+,③電阻:R=R1+R2+R3+,1、串、并聯(lián)電路基本特點:,(1)串聯(lián):,(2)并聯(lián):,④電壓分配:與電阻成正比,⑤功率分配:與電阻成正比,①各支路電壓相等,④電流分配:與電阻成反比,⑤功率分配:與電阻成反比,②電流:,③電阻:,三、應(yīng)用,1、串、并聯(lián)電路的特點和性質(zhì),計算電功率,無論串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián),總功率都等于各電阻功率之和,串并聯(lián)電路電阻關(guān)系,1
52、.串聯(lián)電路:,2.并聯(lián)電路:,R > Rn,Rn 增大 R增大,(2)n個相同的電阻R并聯(lián)R總=R/n,(3) R < Rn,(4) Rn 增大 R增大,(1)R1和R2并聯(lián)后 R= R1R2/(R1+R2),不管電路連接方式如何,只要有一個電阻增大,總電阻就增大,3、混聯(lián)電路,,例1. 已知如圖,R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,則接入電路后這三只電阻的實際功率之比為 _________,R1,R2,R3,
53、解:本題解法很多,注意靈活、巧妙。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)三只電阻的電流關(guān)系最簡單:電流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3;還可以發(fā)現(xiàn)左面兩只電阻并聯(lián)后總阻值為2Ω,因此電壓之比是U1∶U2∶U3=1∶1∶2;在此基礎(chǔ)上利用P=UI,得P1∶P2∶P3=1∶2∶6,例2. 已知如圖,兩只燈泡L1、L2分別標(biāo)有“110V,60W”和“110V,100W”,另外有一只滑動變阻器R,將它們連接后接入220V的電路中,要求兩燈泡都正常發(fā)光,并使整個電
54、路消耗的總功率最小,應(yīng)使用下面哪個電路?,L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1,R R R L2,A B
55、 C D,答案:B,,1:2:6,三、應(yīng)用,1. 串并聯(lián)電路(電表的改裝),(1)電流表改裝成電壓表,方法:串聯(lián)一個分壓電阻R計算式:U=Ig(Rg+R),量程擴大的倍數(shù)越高,串聯(lián)的電阻值越大,(2)電流表改裝成電流表,方法:并聯(lián)一個分流電阻R計算式:IgRg=(I-Ig)R,量程擴大的倍數(shù)越高,并聯(lián)的電阻值越小,練習(xí)1、有一電流表G,內(nèi)阻Rg=100Ω,滿偏電流Ig=300μA,則:(
56、1)電流表的滿偏電壓為多少?(2)若把電流表G與一阻值R1=49.9kΩ的電阻串聯(lián),可改裝成量程為多大的電壓表? (3)若要把它改裝成量程為0.6A的電流表,需要并聯(lián)多大阻值的電阻R2?,解:(1)滿偏電壓Ug=IgRg=0.03V (2)改裝后的電壓表量程為U=Ig(Rg+R1)=15V (3) 電阻與電流表并聯(lián)時,該電阻與電流
57、表兩端電壓相同,(I-Ig)R2=IgRg解得,該電阻的阻值R2=0.05Ω,2、如圖所示,四個相同的電流表分別改裝成兩個安培表和兩個伏特表.安培表A1的量程大于A2的量程,伏特表V1的量程大于V2的量程,把它們按圖接入電路,則安培表A1的讀數(shù) 安培表A2的讀數(shù);安培表A1的偏轉(zhuǎn)角 安培表A2的偏轉(zhuǎn)角;伏特表V1的讀數(shù) 伏特表V2的讀數(shù);伏特表V1的偏轉(zhuǎn)角
58、 伏特表V2的偏轉(zhuǎn)角;(填“大于”,“小于”或“等于”),,大于,大于,等于,等于,設(shè)兩改裝的表頭相同,量程不同,①.兩電壓表V1、V2并聯(lián),②.兩電壓表V1、V2串聯(lián),③.兩電流表A1、A2串聯(lián),④.兩電流表A1、A2并聯(lián),讀數(shù)相同,指針偏角不同,指針偏角相同,讀數(shù)不同,讀數(shù)相同,指針偏角不同,指針偏角相同,讀數(shù)不同,◆電表的串并聯(lián):,三、應(yīng)用,,2、電路的動態(tài)分析,方法一:程序法:基本思路是“部分—整體—部分”(1
59、)判斷動態(tài)源及動態(tài)源總電阻的變化,判斷全電路總電阻的變化情況.(2)判斷閉合電路干路電流的變化情況.(3)依據(jù)U=E-Ir,判斷外電路電壓(路端電壓)的變化情況(4)依據(jù)分壓、分流原理判斷動態(tài)部分的物理量的變化,方法二:口訣法:“串反并同”,與變阻器“串”的,U、I、P變化規(guī)律與變阻器相反,“串”——具有完全相同或部分關(guān)聯(lián)的電荷流,與變阻器“并”的,U、I、P變化規(guī)律與變阻器相同,“并”——完全不相關(guān)聯(lián)的不同支路的電荷流,例1、在
60、如圖所示電路中,當(dāng)變阻器R3的滑動頭P向b端移動時,( )A.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小B.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大D.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小,,B,若R5變小,“串”——R1、R3,↗,“并”——V、A、R2、R4,↘,1、如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r.當(dāng)滑動變阻器的觸片P從右端滑到左端時,發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對值分別為ΔU1和ΔU2,下列說
61、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.ΔU1ΔU2,BD,三、應(yīng)用,3、電源的功率和效率,⑵電源的效率:,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,內(nèi)外電阻相等時,電源的輸出功率最大,③電源內(nèi)部消耗的功率Pr=I2r,(3)關(guān)于電源的輸出功率:,討論:,當(dāng)R一定,r可變,則r→0,P出最大,,當(dāng)r一定,R可變,因
62、 則當(dāng)R=r時,P出最大,,◆當(dāng)P出< ,對于外阻有兩個解R1R2,,P—R圖像,1、已知如圖,E=6V,r=4Ω,R1=2Ω,R2的變化范圍是0~10Ω。求:①電源的最大輸出功率; ②R1上消耗的最大功率; ③R2上消耗的最大功率。,③把R1也看成電源的一部分,等效電源的內(nèi)阻為6Ω,所以,當(dāng)R2=6Ω時,R2上消耗的功率最大為1.5W,①R2=2Ω時,外電阻等于內(nèi)電阻,電源輸出功率最大為2.25W,
63、②R1是定值電阻,電流越大功率越大,所以R2=0時R1上消耗的功率最大為2W,2、如圖所示,R1為定值電阻,R2為可變電阻,E為電源電動勢,r為電源內(nèi)電阻,以下說法中正確的是( ) A.當(dāng)R2=R1+r時,R2獲得最大功率B.當(dāng)R1=R2+r時,R1獲得最大功率C.當(dāng)R2=0時,R1上獲得最大功率D.當(dāng)R2=0時,電源的輸出功率最大,AC,3、如圖所示,分壓電路的輸入端電壓為U=6V,電燈L上標(biāo)有“4V、4W”
64、,滑動變阻器的總電阻Rab=13.5Ω,求當(dāng)電燈正常發(fā)光時,滑動變阻器消耗的總功率.,P=4W,4、電路故障問題,三、應(yīng)用,◆現(xiàn)象:燈泡亮度失常、儀表示數(shù)異常,◆重要理論依據(jù):電流經(jīng)電阻,電勢降低; 無電流的電阻等勢,①、斷路:表現(xiàn)為電流為0,而電壓不為0,除了電源兩端,其它位置有電壓者即為斷路嫌疑處,②、短路:表現(xiàn)為電壓為0,而電流不為0,A、R1短路 B、R2短路 C、R3短路 D、R
65、1斷路,A,4、電路故障分析題型,例題:如圖所示的電路中,開關(guān)S閉合后,由于電阻發(fā)生短路或者斷路故障,電壓表和電流表的讀數(shù)都增大,則肯定出現(xiàn)了下列那種故障( ),◆外接法,◆內(nèi)接法,,誤差原因:,伏特表分流→安培表讀數(shù)偏大,安培表分壓→伏特表讀數(shù)偏大,解決方案:,適宜測較小電阻,適宜測較大電阻,外 內(nèi),小,大,四、基本方法,1.電阻的測量 -----(1)外接法和內(nèi)接法,1、如圖所示電路中,電壓表和電流表的讀數(shù)分別為10 V和
66、0.1 A,已知電流表的內(nèi)阻RA為0.2 Ω。那么待測電阻Rx的測量值比真實值 ,真實值為 。,大,99.8 Ω,2.如圖用伏安法測電阻時,如果不知道待測電阻的大概值時,為了選擇正確的電路以減少誤差,可將電壓表一個接頭分別在a、 b兩點接觸一下,如果安培表讀數(shù)沒有顯著變化,則P應(yīng)接在 處,如果伏特表讀數(shù)沒有顯著變化,則P應(yīng)接在 處。,,a,b,A、注意事項:(1)選擇合適的
67、倍率檔后,先歐姆調(diào)零,再把紅、黑表筆并接在待測電阻兩端,進行測量。(2)每次換檔必須重新歐姆調(diào)零。(3)選擇合適的倍率檔,使指針在中值電阻附近時誤差較小。(4)測電阻時要把選擇開關(guān)置于“?” 檔。(5)不能用兩手同時握住兩表筆金屬部分測電阻,以免人體電阻和被測電阻并聯(lián)造成誤差。(6)測電阻前,必須把待測電阻同其它電路斷開。
68、 (7)測完電阻,要拔出表筆,并把選擇開關(guān)置于“OFF”檔或交流電壓最高檔。為防止止漏電,電表長期不用時,應(yīng)該取出電池。(8)測量電阻時,若指針偏角過小,應(yīng)換倍率較大的檔進行測量;若指針偏角過大,應(yīng)換倍率較小的檔進行測量。B、用多用表測一個電阻的阻值,多用表的“Ω”擋有“×1”、“×10”、“×100”三擋,先選用“×10”擋,調(diào)零后測量結(jié)果如圖所示.這說明被測電阻很_大_
69、(填“大”或“小”),應(yīng)換用__×100__擋,并重新歐姆調(diào)零后再測量。,四、基本方法,1.電阻的測量 -----(2)萬用表的使用,1.如圖3所示電路的三根導(dǎo)線中,有一根是斷的,電源、電阻器R1、R2及另外兩條導(dǎo)線都是好的。為了查出斷導(dǎo)線,某同學(xué)想先將多用電表的紅表筆連接在電源的正極a端,再將黑表筆分別接在電阻器R1的b端和R2的c端并觀察多用電表指針的示數(shù),在下列選檔中,符合操作規(guī)程的是 ( )
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