2020-2021学年高中物理 第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 阶段提升课学案 鲁科版必修3

1、2020-2021学年高中物理 第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 阶段提升课学案 鲁科版必修32020-2021学年高中物理 第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 阶段提升课学案 鲁科版必修3年级：姓名：- 10 -第4章知识体系思维导图考点整合素养提升 考 点电动势角度1对电动势的理解(难度)1.物理意义:对于不同电源,电动势不同,表示将其他形式的能转化为电能的本领不同。其实质是非静电力做功的本领不同,即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极,非静电力做功的多少不同。2.决定因素:e的大小由电源自身的性质决定。3.标量:为了研究问题方便,规定电动势的方向为电源内部电流方向,即由电源负极

2、指向正极,但电动势是标量。角度2电动势与电压的比较(难度)区别电源电动势e在数值上等于电源移动单位正电荷消耗的化学能(或其他形式能),其大小反映了电源把其他形式能转化为电能的本领。电势差u在数值上等于在电场中移动单位电荷电势能的变化量,反映把电势能转化为其他形式能的本领。电动势表征电源的性质,电势差表征电场的性质。联系电动势在数值上等于电路断开时,电源两极间的电压。提醒:因为电压与电动势的单位相同,容易误认为两者是同一物理量,两者从能量转化的角度来说有本质的区别。1.关于电源的电动势,下面叙述不正确的是()a.同一电源接入不同电路,电动势不会发生变化b.电动势等于闭合电路中接在电源两极间的电压

3、表测得的电压c.电源的电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小d.在外电路接通时,电源的电动势等于内外电路上的电压之和【解析】选b。电动势反映电源本身的特性,与外电路的结构无关,即同一电源接入不同的电路,电动势不会变化,故a正确;闭合电路中接在电源两极间的电压表测得的电压为路端电压,即外电压,小于电源电动势,故b错误;电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量,故c正确;在闭合电路中,在外电路接通时,电源的电动势等于内外电路上的电压之和,故d正确。本题选择不正确的,故选b。2.(多选)手电筒的两节干电池,已经用了较长时间,小灯泡只能发出很微弱的光,把它们取出来,用

4、电压表测电压,电压表示数很接近3 v,再把它们作为一个电子钟的电源,电子钟能正常工作。下列说法正确的是()a.这两节干电池的电动势减小了很多b.这两节干电池的内电阻增加较大c.这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压小d.这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小【解析】选b、d。旧电池与新电池相比较,电动势几乎不变,但内阻增大许多,a错b对;新旧电池均能使电子钟正常工作,虽然电池内阻变化,但输出电压几乎不变,只能是电子钟电阻很大,额定电流很小,故c错d对。 考点1闭合电路欧姆定律角度1闭合电路的动态分析(难度)1.程序法:遵循“局部整体局部”的思路,按以下步

5、骤分析:2.极限法:对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端来讨论。此时要注意是否出现极值情况,即变化是否是单调变化。3.结论法:“串反并同” ,应用条件为电源内阻不为零。(1)所谓“串反”,即某一电阻的阻值增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。(2)所谓“并同”,即某一电阻的阻值增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。角度2含容电路的分析与计算(难度)1.确定电容器和哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器两端电压。2.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两

6、端电压即为电容器两端电压。3.当电容器与电源直接相连时,电容器两极板间电压即等于电源电动势。(多选)在如图所示的电路中,开关闭合后,灯泡l能正常发光。当滑动变阻器的滑片向左移动后,下列判断正确的是()a.定值电阻r0两端的电压变大b.灯泡l变暗c.电源的总功率增大d.电容器c的电荷量增大【解析】选b、d。当电路稳定后,电容器这一支路没有电流,相当于支路发生断路,所以当滑动变阻器的滑片向左移动后,定值电阻r0两端的电压始终为零,故a错误;当滑动变阻器的滑片向左移动后,r增大,由闭合电路欧姆定律知电路中的电流减小,则灯泡l将变暗,故b正确;当滑动变阻器的滑片向左移动后,r增大,由闭合电路欧姆定律知

7、电路中的电流减小,电源的总功率p=ei,则电源的总功率减小,故c错误;路端电压为u=e-ir,i减小时,u增大,则电容器两极板间的电压增大,电容器电量为q=cu,则q增大,故d正确。故选b、d。 考点2u-i图像角度1电源的u-i图像(难度)1.纵轴截距等于电源的电动势e,横轴截距等于外电路短路时的电流im=。2.图线斜率的绝对值等于电源的内阻r=。角度2两类u-i图像的比较(难度)电源的u-i图像电阻的u-i图像图形物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系截距(1)与纵轴交点表示电源电动势e(2)与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点,表示没有电压时电流

8、为零斜率电源内阻r=|=电阻的阻值r=面积电源的输出功率p出=ui电阻消耗的功率pr=ui点坐标u、i的比值表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小联系在同一坐标系中,两图线交点的坐标为(un,in),则其坐标值表示用该电源与该电阻组成回路时的路端电压和电路中的电流,也表示电阻两端电压及其电流;p=inun表示此时电源的输出功率,也表示此时电阻的实际功率(多选)如图所示的u-i图像中,直线为某电源的路端电压与电流的关系图线,直线为某一电阻r的u-i图线,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 b.电源电动势为3 v,内

9、阻为0.5 c.电源的输出功率为3.0 wd.电源内部消耗功率为1.5 w【解析】选a、d。电阻r的u-i图线的斜率等于电阻r的阻值,r=1.5 ,选项a正确;由电源的路端电压与电流的关系图线知e=3.0 v,图线的斜率的绝对值等于电源内阻,r=1.5 ,选项b错误;电源的路端电压与电流的关系图线和电阻r的u-i图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率,p出=ui=1.51.0 w=1.5 w,选项c错误;由ei=p出+p内解得电源内部消耗的功率为p内=ei-p出=3.01.0 w-1.5 w=1.5 w,选项d正确。 考 点实验基本原理与操作角度1仪器的选择(难度)1.电压表、电流表的选择

10、:估算电路中的电流或电压,指针应偏转到满刻度的以上。若无法估算电路中的电流或电压,则应先选用较大的量程,再逐步减小量程。2.滑动变阻器的选择:(1)选择的原则。(2)都不超出允许通过的最大电流的情况下,选择阻值范围小的;分压接法选择阻值范围小的。角度2电表的读数(难度)1.电流表、电压表的读数电流表电压表符号参数量程:00.6 a,03 a内阻:小于1 量程:03 v,015 v内阻:3 k,15 k读数方法视线垂直于刻度盘表面,一般都需估读,3 a量程估读到最小分度的,0.6 a 量程估读到最小分度的视线垂直于刻度盘表面,一般都需估读,3 v量程估读到最小分度的,15 v 量程估读到最小分度

11、的2.欧姆表的读数:电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。提醒:(1)欧姆表选用“1 ”倍率时,要估读到下一位,其余情况都不用估读。(2)测电压、电流时的读数,要注意其量程,根据量程确定精确度,精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位,精确度是2、0.2、5、0.5时,不用估读到下一位。角度3实物图连线(难度)1.限流式电路,一般是从电源的正极开始,把电源、开关、滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可。2.分压式电路,应先将电源、开关和滑动变阻器的全部电阻用导线连接起来,然后在滑动变阻器上金属杆两端的接线柱中任选一个,依据电路中电流的流向将测量电路部分连接起来即可。1.某同学用伏安法利用下列

12、器材测一节干电池的电动势和内阻。a.被测干电池一节;b.电流表1:量程00.6 a,内阻为0.3 ;c.电流表2:量程00.6 a,内阻约为0.1 ;d.电压表1:量程03 v,内阻未知;e.电压表2:量程015 v,内阻未知;f.滑动变阻器1:010 ,2 a;g.滑动变阻器2:0100 ,1 a;h.开关、导线若干。用伏安法测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。(1)请在上述器材中选择适当的器材:(填写器材前的字母);(2)实验电路图应选择图中的(选填“甲”或“乙”);(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的u-i图像,则在修正了实验

13、系统误差后,干电池的电动势e=v,内阻r=。【解析】(1)为了读数准确,电压表应选择d;电流表应选择内阻精确的,即选b;滑动变阻器总阻值较小有利于电表的数值变化,便于操作且可减小误差,故选f;(2)因电流表内阻已知,故应采用相对电源的电流表内接法,故选甲;(3)由u-i图像可知,电池的电动势e=1.50 v,内阻r= -ra=0.7 。答案:(1)a b d f h(2)甲(3)1.50.72.某个演示用多用电表只有两个挡位,其内部电路如图甲所示,其中r为定值电阻,表盘如图乙所示。(1)这个多用电表内部电流表的左侧为(选填“正”或“负”)接线柱,多用电表a表笔应为(选填“红”或“黑”)色。(2)挡位d为 (选填“电流”或“欧姆”)挡。(3)若挡位置于欧姆挡,其倍率为“1”挡,测某电阻的阻值时,多用电表指针如图乙中所示,则其示数为,若挡位置于电流挡,测某电路的电流时,多用电表指针如图乙中所示,则其示数为ma。(4)由表盘刻度可知,该多用电表内部所使用的电池电压为v,作为欧姆表使用时其内部总电阻为。【解析】(1)黑表笔接内部电源的正极,红表笔接内部电源的负极,标示为“+”,故这个多用电表内部电流表的左侧为正接线柱,多用电表a表笔应为红色;(2)只有欧姆挡内部才接有电源,故挡位d为欧姆挡;(3)若挡位置于欧姆挡,其倍率为