版选修3_1.pptx

1、本章整合,本章知识可分为三个单元。 第一单元研究外电路的基本规律。基本概念包括电流、电压、电阻和电阻率;基本规律包括电阻定律,部分电路欧姆定律、焦耳定律和串并联电路的特点。 第二单元研究闭合电路的基本规律。基本概念包括电动势和内电阻;基本规律是闭合电路欧姆定律。 第三个单元是本章实验内容。实验理论内容包括内接法和外接法、分压法和限流法,多用电表的原理和测量电动势与内电阻的方法。具体实验有四个:描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定金属导体的电阻率、多用电表的使用和测定电源的电动势与内电阻。 思考并回答下列问题:,一、外电路的概念与基本规律,二、内电路的概念与基本规律,三、电学实验 1.电阻的测量 (1

2、)伏安法测电阻有内接法和外接法,滑动变阻器的接法有分压和限流接法,这样就可以组合成四种测量电阻的电路图,请在下面画出。,答案:如图所示。,(2)分别说说内接法和外接法、限流法和分压法的选择依据。 答案:内接法和外接法的选择依据:,限流法和分压法的选择依据: 优先选用限流法,但下列情况之一者,必须采用分压接法:(1)当测量电路的电阻远大于滑动变阻器阻值,采用限流接法不能满足要求时;(2)当实验要求多测几组数据(电压变化范围大),或要求电压从0开始变化时;(3)电源电动势比电压表量程大很多,限流接法滑动变阻器调到最大仍超过电压表量程时。,2.多用电表的原理与应用 画出欧姆表的原理图,并写出电阻与电

3、流的对应关系式。,3.测量电源的电动势和内电阻 在下面分别画出用电压表和电流表、变阻箱和电流表、变阻箱和电压表测量电源电动势和内电阻的三种电路图。并写出其计算电动势和内电阻的关系式。,专题一,专题二,专题三,专题四,电路的动态变化分析 电路动态分析的步骤: (1)确定电路的外电阻如何变化。 (2)根据全电路欧姆定律,确定电路的总电流如何变化。 (3)由U内=Ir确定内电压的变化,从而判定外电压如何变化。 (4)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压、功率如何变化。 (5)由定值电阻的情况确定支路两端电压、各支路的电流、功率如何变化。,专题一,专题二,专题三,专题四,【例题1】在如图所

4、示电路中,当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时,下列说法正确的是( ) 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 解析:当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时,总电阻变小,总电流变大,R2上的电流减小,所以电流表示数变大,电源输出电流增大,内电压Ir变大,所以电压表示数变小,选项B正确,选项A、C、D错误。 答案:B,专题一,专题二,专题三,专题四,含电容电路的计算 含电容电路的计算方法 1.分析含电容器的电路时应注意电容器两极板分别与电路中哪两点等势,从而可确定电容器两极电势差和电荷量的正负。

5、 2.当电路发生变化时,注意分析电容器两板电势的变化,计算电容器电荷量变化量时,要注意极板电荷电性的变化。若某一极板原来带正电Q1,后来变为带正电Q2,则电荷量变化量大小Q=|Q1-Q2|;若该极板由原来带正电Q1变为后来带负电-Q2,则Q=Q1+Q2。,专题一,专题二,专题三,专题四,【例题2】如图所示,已知路端电压U=18 V,电容器C1=6 F、C2=3 F,电阻R1=6 、R2=3 。当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB等于多少?当S闭合时,电容器C1的电荷量改变了多少?,解析:在电路中电容器C1、C2相当于断路。当S断开时,电路中无电流,B、C等势,A、D等势,因此UAB=UAC

6、=UCD=18 V。 当S闭合时,R1和R2串联,C1两端的电压等于R1两端电压,C2两端的电压为R2两端电压,C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手。,专题一,专题二,专题三,专题四,当S断开时,UAB=UAC=UDB=18 V,电容器C1带的电荷量为Q1=C1UAC=C1UDC=610-618 C=1.0810-4 C。 当S闭合时,电路R1、R2导通,电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压,由串联电路的电压分配关系得此时电容器C1带的电荷量为 Q=C1UAC=610-612 C=7.210-5 C 电容器C1带的电荷量的变化量为 Q=Q-Q1=-3.610-5 C 负号表示减少,即C1

7、带的电荷量减少了3.610-5 C。 答案:18 V 电荷量减少了3.610-5 C,专题一,专题二,专题三,专题四,闭合电路的功率的计算与分析 1.电源的总功率PE=EI=P出+Pr。 2.电源的输出功率P出=UI。,专题一,专题二,专题三,专题四,【例题3】在如图所示的电路中,已知电源电动势E=3 V,内电阻r=1 ,电阻R1=2 ,滑动变阻器R的阻值可连续增大,问:(1)当R多大时,R消耗的功率最大?最大功率为多少? (2)当R多大时,R1消耗的功率最大?最大功率为多少? (3)当R多大时,电源的输出功率最大?最大功率为多少?,专题一,专题二,专题三,专题四,答案:见解析,专题一,专题二

8、,专题三,专题四,电路故障的分析 电路故障的分析方法 (1)仪器检测法 用电压表对断路故障判断:用电压表与电源并联,若无电压,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点。 用电压表对短路故障判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表示数为零,则该段电路被短路。 用欧姆表检测:在使用欧姆表检测电路故障时,一定要注意将待测部分与电路断开。若测得某段电路的电阻是零,说明该部分是短路,若测得某段电路的电阻是无穷大,说明该部分是断路。,专题一,专题二,专题三,专题四,(2)假设法 已知电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后假设某部分电路发

9、生故障,运用欧姆定律进行正向推理,推理结果若与题述现象相符,则故障发生在该部分电路。否则,故障没发生在该部分电路。用此方法,直到找到故障为止。,专题一,专题二,专题三,专题四,【例题4】如图所示的电路中,闭合开关S后,灯L1、L2都发光。后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏),电压表的读数增大,由此可推断,这故障可能是( )A.电阻R1断路 B.电阻R2短路 C.灯L1两接线柱间短路 D.电阻R2断路,专题一,专题二,专题三,专题四,解析:因为电压表的读数增大,所以路端电压增大,电源内阻上的电压减小,说明总电流减小,电路的总电阻增大。若电阻R1断路,会导致总电阻增大,总电流减小,而此时灯L2两端的电压、电流全减小,致使灯L2变暗,故选项A错。若电阻R2短路,灯L2将不亮,选项B错。若灯L1两接线柱间短路,电路的总电阻减小,总电流增大,电压表的读数减小,不符合题意,选项C错。若电阻R2断路,电路的总电阻增大,总电流减小,电压表的读数增大,符合题意。而总电流减小,导致内电压和灯L1、R1并联部分电压减小,灯L2两端电压增大,灯L2变亮,故选项D正确。 答案:D,