1、夏邑高中高二物理夏邑高中高二物理 2011年年12月月知识网络：知识网络：重点重点1.高考对本章的考查多以选择题的形式出现，有高考对本章的考查多以选择题的形式出现，有 的省份也出现计算题、论述题，难度中等，分值的省份也出现计算题、论述题，难度中等，分值 不多不多.2.本章主要考查电路的动态分析、故障分析、能本章主要考查电路的动态分析、故障分析、能 量守恒定律、电路计算量守恒定律、电路计算(包括电阻、电功、电热等包括电阻、电功、电热等 的计算的计算)；本章还与电磁感应、电场知识相结合；本章还与电磁感应、电场知识相结合 进行综合考查、对考生的综合分析能力要求较高进行综合考查、对考生的综合分析能力要
2、求较高.3.实验是必考内容：仪器的选取，电路的连接等实验是必考内容：仪器的选取，电路的连接等1.1.电流电流t tq qI I电流的定义式电流的定义式：适用于任何电荷的定向移动形成的电流适用于任何电荷的定向移动形成的电流对于金属导体有对于金属导体有I=nqvSI=nqvS(n n为单位体积内的自由电子个数为单位体积内的自由电子个数,S S为导线的横为导线的横截面积截面积,v v为自由电子的定向移动速率为自由电子的定向移动速率,约约1010-5-5m/sm/s,远远小于电子热运动的平均速率小于电子热运动的平均速率10105 5m/sm/s,更小于电场的传更小于电场的传播速率播速率3 310108
3、 8m/sm/s)这个公式只适用于金属导体这个公式只适用于金属导体形成电流的条件形成电流的条件：（1 1）存在）存在自由电荷自由电荷金属导体金属导体自由电子自由电子电电 解解 液液正、负离子正、负离子（2 2）导体两端存在）导体两端存在电压电压当导体两端存在电压时，导体内建当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流的作用下发生定向移动，形成电流电源的作用是电源的作用是保持保持导体两端的导体两端的电压电压，使，使导体中有导体中有持续持续的电流的电流1.1.定义：定义：非静电力非静电力把正电荷从负极移送到把正电荷
4、从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值。正极所做的功跟被移送的电荷量的比值。电动势电动势2.2.公式：公式：EWq3.3.物理意义：反映电源把物理意义：反映电源把其他形式的能其他形式的能转化为电能本领转化为电能本领的大小，数值上等于非的大小，数值上等于非静电力把静电力把1C1C的正电荷在电源内部从负极的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。移送到正极所做的功。特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。(1)1)是反映材料导电性能的
5、物理量是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率叫材料的电阻率(2)(2)纯金属的电阻率小纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。合金的电阻率大。(3)(3)材料的电阻率与温度有关系：材料的电阻率与温度有关系：金属的电阻率随温度的升高而增大金属的电阻率随温度的升高而增大 半导体的电阻率随温度的升高而减小半导体的电阻率随温度的升高而减小 有些物质当温度接近有些物质当温度接近0K0K时时,电阻率突然减小到零电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象这种现象叫超导现象.能够发生超导现象的物体叫超导体能够发生超导现象的物体叫超导体.2.2.电阻定律电阻定律s sl lR R 导体的电阻导体的电阻R R跟长度跟长度
6、l l成正比成正比,跟横截面积跟横截面积S S成反比成反比注意：公式注意：公式R RU/IU/I是电阻的定义式是电阻的定义式,而而R=L/SR=L/S是电是电阻的决定式阻的决定式.R.R与与U U成正比或成正比或R R与与I I成反比的说法是错误的成反比的说法是错误的,导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定,一旦导体一旦导体给定,即使它两端的电压U0,它的电阻仍然存在.R RU UI I(适用于金属导体和电解液适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电不适用于气体导电)3.3.欧姆定律欧姆定律电阻的伏安特性曲线：注意电阻的伏安特性曲线：注意I-UI-U曲线和
7、曲线和U-IU-I曲线的区别曲线的区别I IOU U2OU UI I112实验室用的小灯泡灯丝的实验室用的小灯泡灯丝的I-UI-U特性曲线可用以下哪特性曲线可用以下哪个图象来表示个图象来表示()()IIIIA.B.C.D.A.B.C.D.oU UoooU UU UU U下图所列的下图所列的4 4个图象中，最能正确地表示家庭常用个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P P与电压平方与电压平方U U2 2之间的函数关系的是以下哪个图象之间的函数关系的是以下哪个图象()()PU2oPU2oPU2oPU2o图像题：先看斜率的意义图像题：先看
8、斜率的意义214I16I4v16v一根粗细均匀的导线一根粗细均匀的导线,两端加上电压两端加上电压U U时时,通过导线中通过导线中的电流强度为的电流强度为I I,导线中自由电子定向移动的平均速度为导线中自由电子定向移动的平均速度为v v,若导线均匀拉长若导线均匀拉长,使其半径变为原来的使其半径变为原来的 ,再给它两端加上再给它两端加上电压电压U U,则则()()C.C.自由电子定向移动的平均速率为自由电子定向移动的平均速率为B.B.通过导线的电流为通过导线的电流为D.D.自由电子定向移动的平均速率为自由电子定向移动的平均速率为A.通过导线的电流为S=r2,v体体=SL.S SL LR R I=n
9、qsvR RU UI I4.4.电功和电热电功和电热电功就是电场力做的功电功就是电场力做的功,因此是因此是W=UIt;W=UIt;由焦耳定律由焦耳定律,电热电热Q=IQ=I2 2RtRt(1 1)对纯电阻而言对纯电阻而言,电功等于电热电功等于电热t tR RU UR Rt tI IU UI It tQ QW W2 22 2(2 2)对非纯电阻电路对非纯电阻电路(如电动机和电解槽如电动机和电解槽),),由于电能除由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能它能,所以电功必然大于电热所以电功必然大于电热:WQWQ,这时电功只能用这时电功
10、只能用W=UItW=UIt计算计算,电热只能用电热只能用Q=IQ=I2 2RtRt计算计算,两式不能通用两式不能通用.R RU UR RI IU UI IP P2 22 2其其它它热热电电P PP PP P其其它它W WQ QW W某一电动机某一电动机,当电压当电压U U1 1=10V=10V时带不动负载时带不动负载,因此不转因此不转动动,这时电流为这时电流为I I1 1=2A.=2A.当电压为当电压为U U2 2=36V=36V时能带动负载正时能带动负载正常运转常运转,这时电流为这时电流为I I2 2=1A.=1A.求这时电动机的机械功率是求这时电动机的机械功率是多大多大?3 31 1W W
11、P P-P PP P5 5W WR RI IP P3 36 6W WU UI IP P时时2 2.当当电电动动机机正正常常工工作作5 5I IU UR R动动时时相相当当于于纯纯电电阻阻电电路路解解：1 1.当当电电动动机机不不转转热热电电机机2 22 2热热2 22 2电电1 11 1串联电路串联电路12nRRRR121111nRRRR并联电路并联电路12nIIII12nUUUU12nIIII12nUUUU1.1.串并联与混联电路串并联与混联电路计算电功率计算电功率,无论串联、并联还是混联无论串联、并联还是混联,总功率都总功率都等于各电阻功率之和等于各电阻功率之和nPPPP21已知如图已知如
12、图,R,R1 1=6,R=6,R2 2=3,R=3,R3 3=4,=4,则接入电则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为路后这三只电阻的实际功率之比为_。R1R2R3利用利用P和和I的关系较容易的关系较容易621136126323223233222222121213212211：，则。的电流为设流过PPPIRIPIRIPIRIPIIIIIIRRIIIR对复杂电路分析对复杂电路分析,一般情况下用等势点法比较方便一般情况下用等势点法比较方便简洁简洁.（1 1）凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包）凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）括用不计电阻的电流表连接的点）.（
13、2 2）在外电路）在外电路,沿着电流方向电势降低沿着电流方向电势降低.（3 3）凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系）凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系.（4 4）不加声明的情况下）不加声明的情况下,不考虑电表对电路的影响不考虑电表对电路的影响2.2.电路中有关电容器的计算电路中有关电容器的计算.（2 2）在计算出电容器的带电量后）在计算出电容器的带电量后,必须同时判定两板必须同时判定两板的极性的极性,并标在图上并标在图上.（3 3）在充放电时）在充放电时,电容器两根引线上的电流方向总是电容器两根引线上的电流方向总是相同的相同的,所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流所以要根据正极板电荷
14、变化情况来判断电流方向方向.（4 4）如果变化前后极板带电的电性相同）如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过每那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差;如如果变化前后极板带电的电性改变果变化前后极板带电的电性改变,那么通过每根引线那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和.（1 1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等）电容器跟与它并联的用电器的电压相等.已知如图已知如图,电源内阻不计电源内阻不计.为使电容器的带电量增为使电容器的带电量增大大,可采取以下那些方法可采取以下那些方法()()A.A.
15、增大增大R R1 1 B.B.增大增大R R2 2 C.C.增大增大R R3 3 D.D.减小减小R R1 1 如图所示如图所示,电容器电容器C C1 1=6F,C=6F,C2 2=3F,=3F,电阻电阻R R1 1=6,=6,R R2 2=3,=3,当电键当电键K K断开时断开时,A,A、B B两点间的电压两点间的电压U UABAB=?=?当当K K闭闭合时合时,电容器电容器C C1 1的电量改变了多少的电量改变了多少(设电压设电压U=18V)?U=18V)?R3在稳定后无电压降在稳定后无电压降3.3.电表的改装电表的改装 电流表改装成电压表电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻方法：串联
16、一个分压电阻R R,如图所示如图所示,若量程扩大若量程扩大为为U U故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大电流表改装成电流表电流表改装成电流表方法：并联一个分流电阻方法：并联一个分流电阻R,R,如图所示如图所示,若量程扩大若量程扩大I I故量程扩大的倍数越高故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小并联的电阻值越小 )R R(R RI IU Ug gg gU)R)RI I(I(IR RI Ig gg gg g 如图所示如图所示,四个四个相同相同的电流表分别改装成两个安的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表培表和两个伏特表.安培表安培表A A1 1的量程大于的
17、量程大于A A2 2的量程的量程,伏特伏特表表V V1 1的量程大于的量程大于V V2 2的量程的量程,把它们按图接入电路把它们按图接入电路,则则安培表安培表A A1 1的读数的读数 安培表安培表A A2 2的读数的读数;安培表安培表A A1 1的偏转角的偏转角 安培表安培表A A2 2的偏转角的偏转角;伏特表伏特表V V1 1的读数的读数 伏特表伏特表V V2 2的读数的读数;伏特表伏特表V V1 1的偏转角的偏转角 伏特表伏特表V V2 2的偏转角的偏转角;（填（填“大于大于”，“小于小于”或或“等于等于”）明确各类表的内部结构明确各类表的内部结构偏角大小决定于流入的电流大小偏角大小决定于
18、流入的电流大小偏角相等时，量程大读数大偏角相等时，量程大读数大4.4.电阻的测量电阻的测量 伏安法测电阻的电路选择伏安法测电阻的电路选择 AVRAVRA AV Vx xR RR RR R 用外接法用外接法即即A AV Vx xR RR RR R 用内接法用内接法 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此因此两种方法测量电阻两种方法测量电阻都有误差都有误差内接法：内接法：RARx.测量值偏大测量值偏大外接法：外接法：RXRV.测量值偏小测量值偏小（Rx）大大（R测测）偏大。（内接法）偏大。（内接法）（Rx）小小（R测测）偏小，（外接法）偏小，（外接法）5
19、.5.滑动变阻器的使用滑动变阻器的使用 滑动变阻器的限流接法与分压接法滑动变阻器的限流接法与分压接法 EsRABPRxEsPRxRABR R10R10Rx x，应选择限流式电路应选择限流式电路R R10R10Rx x，应选择分压式电路，应选择分压式电路若若实验要求实验要求电压从零开始变化电压从零开始变化，应选择分压式电路，应选择分压式电路如如无此要求，即无此要求，即EERRRxxE0电压可调范围电压可调范围:限流式限流式分压式分压式 用伏安法测量某一电阻用伏安法测量某一电阻R Rx x阻值阻值,现有实验器材如现有实验器材如下：下：待测电阻待测电阻R Rx x(阻值约阻值约55,额定功率为额定功
20、率为1 1W);W);电流表电流表A A1 1(量程量程00.6A,00.6A,内阻内阻0.20.2););电流表电流表A A2 2(量程量程03A,03A,内阻内阻0.050.05););电压表电压表V V1 1(量程量程03V,03V,内阻内阻3k3k););电压表电压表V V2 2(量量程程015V,015V,内阻内阻15k15k););滑动变阻器滑动变阻器R R0 0(0100(0100),),蓄电池蓄电池(电动势为电动势为6V6V)、开关、导线、开关、导线.为了较准确测量为了较准确测量R Rx x阻值阻值,电压表、电流表应选电压表、电流表应选_,_,并画出实验电路图并画出实验电路图.
21、RxR0.限流式限流式IxRX,外接法外接法VX3V选选V1考虑量程的选取考虑量程的选取闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 rREIErRRU表达形式：表达形式：(I(I、R R间关系间关系)(U(U、R R间关系间关系)(U(U、I I间关系间关系)IrEU外内UUE(2)(2)外电路外电路短路短路时时/00RIE rU端，0RIE 端，U(1)(1)外电路外电路断路断路时时rEI/短在在横轴横轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的短路电流短路电流图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越厉害图线倾斜得越厉害在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示电
22、源表示电源的的电动势电动势E E 图象的物理意义图象的物理意义电源的外特性曲线电源的外特性曲线 路端电压路端电压U U随电流随电流I I变化的图象变化的图象 UIOEI短电源的功率和效率电源的功率和效率 功率：功率：电源的功率电源的功率(电源的总功率电源的总功率)P)PE E=EI=EI电源的输出功率电源的输出功率P P出出=UI=UI电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率P Pr r=I=I2 2r r电源的效率：电源的效率：R Rr r1 11 1r rR RR RE EU UP PP PE E内外电阻相等时内外电阻相等时,电源的输出功率最大电源的输出功率最大4 4r rE EP P2 2m
23、 m 0RPrPM电源的输出功率最大时电源的输出功率最大时,其效率只有其效率只有5050已知如图，已知如图，E=6VE=6V，r=4r=4，R R1 1=2=2，R R2 2的变化范围的变化范围是是010010。求：。求：电源的最大输出功率；电源的最大输出功率；R R1 1上消耗上消耗的最大功率；的最大功率；R R2 2上消耗的最大功率。上消耗的最大功率。把把R R1 1也看成电源的一部分也看成电源的一部分,等效电源的内阻为等效电源的内阻为6,6,所以所以,当当R R2 2=6=6时时,R,R2 2上消耗的功率最大为上消耗的功率最大为1.5W 1.5W R R2 2=2=2时时,外电阻等于内电
24、阻外电阻等于内电阻,电源输出功率最大为电源输出功率最大为2.25W2.25WR R1 1是定值电阻是定值电阻,电流越大功率越大电流越大功率越大,所以所以R R2 2=0=0时时R R1 1上上消耗的功率最大为消耗的功率最大为2W2W1.符合条件根据条件求符合条件根据条件求Pm.2.不符不符合条件先求合条件先求Im.3.等效内阻法等效内阻法如图所示如图所示,图线图线a a是某一是某一蓄电池组蓄电池组的伏安特性曲线的伏安特性曲线,图线图线b b是一只某种型号的是一只某种型号的定值电阻的伏安特性定值电阻的伏安特性曲线曲线.若若已知该蓄电池组的内阻为已知该蓄电池组的内阻为2.0,2.0,则这只定值电阻
25、的阻则这只定值电阻的阻值为值为_._.现有现有4 4只这种规格的定值电阻只这种规格的定值电阻,可任意选可任意选取其中的若干只进行组合取其中的若干只进行组合,作为该蓄电池组的外电路作为该蓄电池组的外电路,则所组成的这些外电路中则所组成的这些外电路中,输出功率最大时是输出功率最大时是_W _W 两线交点表示在此状态下的路端电压、电流两线交点表示在此状态下的路端电压、电流2 2.5 5A AI I,0 0I I1 15 52 20 0r rK K:对对a ab bb b6 60 0IbIb0 01515K KR R:对b对b/50W50W4r4rE EP Pr.r.取3只并联，则R取3只并联，则R2
26、 2m m外外电路的动态变化分析：电路的动态变化分析：(1)(1)判断动态源及动态源总电阻的变化判断动态源及动态源总电阻的变化,判断全电路总电判断全电路总电阻的变化情况阻的变化情况(2)(2)判断闭合电路干路电流的变化情况判断闭合电路干路电流的变化情况(3)(3)依据依据U=E-Ir,U=E-Ir,判断外电路电压判断外电路电压(路端电压路端电压)的变化情况的变化情况(4)(4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化如图所示如图所示,电源电动势为电源电动势为E,E,内电阻为内电阻为r.r.当滑动变阻器当滑动变阻器的触片的触片P P从右端滑到左端时
27、从右端滑到左端时,发现电压表发现电压表V V1 1、V V2 2示数变化示数变化下列说法中正确的是下列说法中正确的是()()A.A.小灯泡小灯泡L L1 1、L L3 3变暗，变暗，L L2 2变亮变亮B.B.小灯泡小灯泡L L3 3变暗，变暗，L L1 1、L L2 2变亮变亮C.UC.U1 1变大变大U U2 2变小变小D.UD.U1 1变小变小U U2 2变大变大12 A A、R R1 1短路短路 B B、R R2 2短路短路 C C、R R3 3短路短路 D D、R R1 1断路断路R1R2R3VsE rA电路故障分析题型电路故障分析题型如图所示的电路中如图所示的电路中,开关开关S S
28、闭合后闭合后,由于电阻发生短由于电阻发生短路或者断路故障路或者断路故障,电压表和电流表的读数电压表和电流表的读数都增大都增大,则肯则肯定出现了下列那种故障定出现了下列那种故障()()逐个排除逐个排除A A直流直流10V10V挡挡B B直流直流0.5A0.5A挡挡C C直流直流2.5V2.5V挡挡 D D欧姆挡欧姆挡在如图所示电路的三根导线中在如图所示电路的三根导线中,有有一根是断的一根是断的,电源、电源、电阻器电阻器R R1 1、R R2 2及另外两根导线都是好的及另外两根导线都是好的,为了查出断导为了查出断导线线,某学生想先将万用表的某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极红表笔连接在电源
29、的正极a a,再将黑表笔分别连电阻器再将黑表笔分别连电阻器R R1 1的的b b端和端和R R2 2的的c c端端,并观察万并观察万用表指针的示数用表指针的示数,在下列选档中在下列选档中,符合操作规程的是符合操作规程的是()()1.选欧姆档必须断开电源选欧姆档必须断开电源 2.选选A档必须与被测电路档必须与被测电路串联串联 3.被测值必须小于量程被测值必须小于量程实验实验 1、伏安法测电阻、伏安法测电阻 2、多用电表的使用、多用电表的使用 3、测量小灯泡的伏安特性曲线、测量小灯泡的伏安特性曲线 4、电表的改装、电表的改装 5、测电源的电动势和内阻、测电源的电动势和内阻 重点：实验原理、器材的选
30、取、误差分析、重点：实验原理、器材的选取、误差分析、数据处理数据处理测电源的电动势和内阻测电源的电动势和内阻r 测测 r真真 AV甲AV乙E测测 E真真E测测=E真真1U.2U-.真真E测测EIU1VI2VI1I2I1U.2U.测测EIU1AU2AU1I2I真真真真测测rRvRvrr真真真真测测ErRvRvEARrr测测真真测测EE 变式只用电阻箱和电流表，测定电源的电动势和内电阻。变式只用电阻箱和电流表，测定电源的电动势和内电阻。（1 1）电路如图所示：）电路如图所示：A（2 2）主要步骤）主要步骤改变电阻箱阻值改变电阻箱阻值R R，测出对应的电流，测出对应的电流I I由（由（E=IE=I1
31、 1R R1 1+I+I1 1r r，E=IE=I2 2R R2 2+I+I2 2r r）得：得：211221II)R(RIIE211122IIRIRIr变式只用电阻箱和电压表，测电源的电动势和内阻变式只用电阻箱和电压表，测电源的电动势和内阻（1 1）电路如图所示）电路如图所示V（2 2）主要步骤）主要步骤 改变电阻箱阻值改变电阻箱阻值R R，测出对应，测出对应的电压的电压U U由由 ，求出电源的电动势和内阻求出电源的电动势和内阻rRUUE111rRUUE222逻辑电路逻辑电路符号符号AYB&与门与门全全高出高高出高,见见低出低低出低 (全全1 1出出1 1,见见0 0出出0 0)或门或门符号符号AYB1全全低出低低出低,见见高出高高出高 (全全0 0出出0 0,见见1 1出出1 1)口诀：口诀：口诀：口诀：符号符号AY1非门非门见见高出低高出低,见见低出高低出高(见见1 1出出0 0,见见0 0出出1 1)口诀：口诀：祝同学们学习愉快！祝同学们学习愉快！再见！再见！
