高中物理学业水平测试选修3-1复习

第一章静电场高中物理学业水平测试复习选修3-1本章知识结构静电场基本性质力的性质

——

场强

库仑定律

——电场线能的性质

——电势

电势能

电势差

电场力的功等势面

应用

电场中的导体静电感应

静电平衡电容

--平行板电容器带电粒子在电场中的运动平衡（静力学）加速（动力学）偏转（类平抛）带电粒子在复合场中的运动知识内容一、电荷1、基本电荷（元电荷）：2、物体起电方式：本质：电荷转移①摩擦起电；（绝缘体）②接触起电：（导体）③感应起电：（导体）二、库仑定律1、公式：K的测定：库仑扭秤实验2、适用条件：真空、静止、点电荷（或电荷均匀分布的球体）带电体所带电荷量为元电荷的整数倍e=1.6×10－19C3、电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。3、库仑定律应用：①两相同球体接触起电②三点电荷静电平衡㈠:两球带同种电荷，总电量两球均分㈡:两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分两同夹异，两大夹小，近小远大③带电球的运动问题解题思路和解题步骤与力学中的完全相同，只不过在进行受力分析时，要多分析一个性质的力——库仑力。【例1】两个半径相同的同种金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的()

A.4/7B.3/7C.9/7D.16/7 分析:设两小球的电量分别为q与7q，则原来相距r时的相互作用力为F=7kq2/r2,由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分两种情况：（1）两球电性相同．相互接触时两球电量平均分布、每球带电量为4q,则F1=16kq2/r2=16/7F（2）两球电性不同．相互接触时电荷先中和再平分，每球带电量3q,则F2=9kq2/r2=9/7FCD例题分析例题分析例2相距为d的两个带正电的点电荷固定不动，电荷量之比为Q1：Q2=1:4，引入第三个电荷q，为使q能处于平衡状态，应把q放在什么位置?Q1Q2q解：如图所示．

由力的平衡条件可知：要q平衡，q受Q1、Q2的库仑力F1、F2必等大反向，所以q必在Q1、Q2连线上，且在Q1、Q2之间，靠近电量较小的电荷Q1设q与Q1的距离为x．则

而Q1：Q2=1：4

由以上两式得

例题分析例3如图所示，质量均为ｍ的三带电小球Ａ、Ｂ、Ｃ，放置在光滑绝缘的水平面上，A与B间和B与C间距离均为L，A球带电量为QA=8q，B球带电量为QB=q,若在小球C上加以水平向右的恒力F，恰好使A、B、C三小球保持相对静止，求：（1）外力F的大小。（2）C球所带的电量QC。ABCF解：

因为ABC三小球保持相对静止，故有相同的加速度，对它们整体研究，由牛顿第二定律：F=3ｍａ对A分析：C的电性应与A和B异性，有对B分析：联立三式得：QC=16qF=72kq2/L2课堂练习1．已知验电器带正电，把带负电物体移近它，并用手指与验电器小球接触一下后离开，并移去带电体，这时验电器将带

电．正2．元电荷是（）A.电子B.正电子C.质子D.电量的一种单位3．一个带负电的小球的带电量是3.2×10－13C，则这个小球多余的电子有

个．D2×106课堂练习6．真空中有两个点电荷带同种电荷ql、q2，它们相距较近，保持静止状态，今释放q2，且q2只在q1的库仑力的作用下运动，则q2在运动过程中受到的库仑力()A．不断减小；B．不断增大C．始终保持不变；D．先增大后减小

A

4.真空中有两个静止的点电荷，若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变为原来的3倍，则两电荷间的库仑力将变为原来的（）A．7倍B．8倍C．9倍D．10倍5.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的库仑力为F。若保持它们各自所带的电荷量不变，而将它们之间的距离变为原来的1/2，则这两个点电荷间的库仑力将变为（）A．FB．2FC．4FD．8FCC三、电场强度（场强）1、场强E：2、场强的叠加：②定义式：③单位：N/CV/m矢量方向：规定正电荷受力方向⑤决定式：------适用真空点电荷------平行四边形定则（普适公式）⑥匀强电场的场强：注意：E与F、q无关，取决于电场本身④物理意义：描述电场的力的性质的物理量

①定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。

例：一对等量异（同）种点电荷Q、-Q连线、中垂线上的场强（相距2L）+Q-QOX2LAyEByEB+Q+QOX2LA例1：A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则 ()A.若在A点换上－q，A点场强方向发生变化B.若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2EC.若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负有无均无关D例2.如图所示,是在一个电场中的a,b,c,d四个点分别引入试探电荷时,电荷所受电场力F跟引入的电荷量q之间的关系图线,下列说法正确的是（）该电场是匀强电场a,b,c,d四点的电场强度大小关系是Ed>Eb>Ea>EcC.这四点的场强大小关系是Eb>Ea>Ec>EdD.无法比较E的大小B

例3：电场强度的定义式为E＝F／q ()A.该定义式只适用于点电荷产生的电场B.F是检验电荷所受到的力，q是产生电场的电荷电量C.场强的方向与F的方向相同D.由该定义式可知，电场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比D例4.对公式E=kQ/r2的几种不同理解，错误的是()A．当r→0时，E→∞B．当r→∞时，E→0C．某点的场强与点电荷Q的大小无关D．在以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度都相同ACD课堂练习7．在电场中的P点放一个电量为q=－3.2×10－8C的电荷，受到的电场力大小为F=8×10－6N，该力的方向跟P点电场强度的方向

，P点电场强度大小为

．如果在P点放q＝6.4×10－8C的正电荷，则它所受的电场力的大小为

，方向跟过P点的电场线方向

，如果拿走放在P点的电荷，则P点电场强度大小为

．8．在边长为a的正方形ABCD的三个项角A、B、C上分别放一个电量均为＋Q的点电荷，那么在另一个顶角D处的场强为

.9．两个点电荷A、B，带电量分别为Q1＝1.6×10－3C，Q2=4×10－4C，相距为L=60cm，求场强为零的点的位置．相反250N/C1.6×10－5N相同250N/C(2+1)KQ/2a2【AB连线内离A点40cm处】四、电场线1、应用：2、特点：①定性判断场强大小、方向：②定性判断电势高低一条电场线不能看出疏密1）电场线是假想的，不是真实的。2）不闭合（始于正电荷或无穷远处，终于负电荷或无穷远处）

3）不相交（空间任何一点只能有一个确定的场强方向）

4）电场线不能相切。5）沿电场线的方向，电势降低。

3、常见电场的电场线：①正、负点电荷电场③一对等量异种电荷的电场④一对等量同种电荷的电场②匀强电场

几种常见的电场中电场线的分布及特点等量异种点电荷的电场

等量同种点电荷的电场

匀强电场

五、电势φ1、定义：2、单位：伏1V=1J/C3、决定因素：场源电荷、位置4、相对性：零电势的选取，理论上取无穷远，实际上常取大地。正电荷周围空间电势恒为正。负电荷周围空间电势恒为负。5、电势高低的判断：沿着电场线方向电势越来越低◆正电荷电势能与电势同号负电荷电势能与电势反号（标量）三个量都有正负号φA＞φB＞OφA＜φB＜OABAB6、等势面电场中电势相等的点构成的面

形象描述电场中各点电势的情况（2）意义：等势面来表示电势的高低

（3）典型电场的等势面点电荷电场的等势面匀强电场的等势面（1）概念：等量异种电荷的等势面等量同种电荷的等势面连线上从正电荷向负电荷电势降低中垂线为等势面且电势为零同种正电荷连线上电势先降低后升高，中点最低中垂线上由中点向两边降低，中点最高（4）等势面的特点

①同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功②等势面一定跟电场线垂直

③电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面④等势面密的地方电场强

例1.在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是 （）A．电场强度大的地方电势一定高B．电势为零的地方场强也一定为零C．场强为零的地方电势也一定为零D．场强大小相同的点电势不一定相同D

例2.如图a,b,c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c,a、b间的距离等于b、c间的距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度,可以断定().A.Ua>Ub>Uc B.Ea>Eb>EcC.Ua-Ub=Ub-Uc D.Ea=Eb=EcAcabE

例3.下述说法正确的是 ()A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功B．等势面上各点场强大小一定相等C．电场中电势高处，电荷的电势能就大D．电场强度大处，电荷的电势能就大A1、定义：六、电势差：（电压）2、决定式：uab=φa-φb

◆单下标或无下标时取绝对值有下脚标时应注意正负号uab=－uba3、绝对性：与零势点无关4、场强与电势无必然联系：③场强相等，电势不一定相等；电势相等，场强不一定相等①场强为0，电势不一定为0；电势为0，场强不一定为0②场强大，电势不一定高；电势高，场强不一定大5、场强与电势差关系：-----适用于匀强电场七、电场力的功1、电场力做功特点：（同重力）③静止的电荷在电场力作用下（或电场力做正功情况）①只决定于起点、终点的电势差，与路径无关②正功→电势能减少，负功→电势能增加正电荷：从电势高→电势低；负电荷：从电势低→电势高不论正负电荷：均从电势能大→电势能小2、电场力做功的计算：①W=Fd=Eqd--------匀强②W=qu---------------通用◆可通过功的正负来确定电势的高低及电势差例1。概念辨析：请判断下列说法是否正确⑴.电场线越密的位置，电势越高

（)⑵.与零电势点电势差越大的位置，电势越高

()⑶.电势越高的位置，电场强度越大

()⑷.电荷沿电场线方向运动，电荷所在位置的电势越来越低()⑸.电场强度为零的位置，电势也一定为零()⑹.电势为零的位置，电场强度也一定为零()⑺.电荷沿电场线方向运动，所具有的电势能越来越小()⑻.电荷在电势越高的位置，电势能越大()⑼.电荷所具有的电势能越大的位置，电势越高()××××××××

例2.如图所示，在匀强电场E中，一个负电荷在外力作用下由A点运动到B点，则（）A.外力与电场力对电荷做功之和等于电荷电势能的增量与动能增量之和B.外力对电荷所做的功等于电荷电势能的增量与动能增量之和C.外力和电场力对电荷做功之和等于电荷动能的增量D.电荷克服电场力所做的功等于电荷动能的增量E.电荷克服电场力所做的功等于电荷电势能的增量BCEEB··A五、静电平衡2、静电平衡导体的特点：③净电荷只能分布于导体表面①内部场强处处为0②表面附近的场强垂直于导体表面④导体是个等势体，表面及任何截面是个等势面导体中没有电流通过，导体两端没有电压感应电荷的效果：产生附加（感应）场强，削弱（并抵消）外电场，阻碍（并阻止）电荷运动反证法▲例：求感应电荷产生的场强ACdAd接地八、电容器：——平行板1、定义式：ε≥1，→介电常数S→正对面积；d→极板间距2、决定式：3、单位：法拉（F）微法（μF）皮法（pF）——普适通用1F=106μF=1012pF4、平行板电容器两种充电方式：U不变①

电源保持连接状态②

充电后电源切断若d↘，由E=U/d,E↗d↘，C↗，Q↗Q不变若d↘，C↗，U↘E不变例1.如图所示是描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中错误的是（）A例2、图是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管（塑料或橡皮）作为电介质，电容器的两个电极分别用导线接在指示器上，指示器上显示的是电容的大小，但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低，为此，以下说法中正确的是（）A．如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积增大，必液面升高B．如果指示器显示电容减小了，则两电极正对面积增大，必液面升高C．如果指示器显示出电容减小了，则两电极正对面积减小，液面必降低D．如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积增大，液面必降低AC例3.如图所示，一电容器的两极通过电阻始终与电源的正负极相连，在增大电容器两极板间的距离的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．电容器所带电荷量增大 B．电阻上有a流向b的微弱电流

C．电容器两极板间的电压变大 D．电容器两极板间的电场强度变大B例4、一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点,如图所示.以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,Ep表示正电荷在P点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则()A.U变小,E不变. B.E变大,Ep变大.C.U变小,Ep不变. D.U不变,Ep不变.AC例5、如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（）A．φa变大，F变大B．φa变大，F变小C．φa不变，F不变D．φa不变，F变小B九、带电粒子在匀强电场中运动匀变速直线运动—加速匀变速曲线运动—偏转1.平衡2.匀变速运动静止匀速直线运动可能是1、若带电粒子在电场中所受合力为零时，即F合=0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。①

牛顿运动定律②

动能定理3、若F合≠0，且与初速度方向有夹角（不等于0°，180°），带电粒子将做曲线运动。不计mg，v0⊥E时，带电粒子在电场中将做类平抛运动。2、若F合≠0且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。（变速直线运动）①

粒子落在极板上②

粒子穿出极板3、匀强电场中的类平抛运动——F合与V0垂直（不计重力或重力与电场力共线）飞行时间由y决定飞行时间由L决定θ③

粒子先经过加速电场再进入偏转电场④

粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上OY

例1：如图,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,入射方向跟极板平行.整个装置处在真空中,重力可忽略.在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是()A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小解:

B例2：如图所示，相距为0.2m的平行金属板A、B上加电压U=40V，在两板正中沿水平方向射入一带负电小球，经0.2s小球到达B板，若要小球始终沿水平方向运动而不发生偏转，A、B两板间的距离应调节为多少？（g取10m/s2）解：小球在电场中做匀变速曲线运动在竖直方向由牛顿第二定律得：解得m=40q要使小球沿水平方向运动，应有mg=E′qE′=U/dd′=qU/mg=0.1m④利用物理规律或其他手段（如几何图形）找出各物理量间的关系，建立方程组。处理带电粒子在电场中运动的一般步骤①分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否应该考虑重力，电场力是否恒定等。②分析带电粒子的初始状态及条件，确定带电粒子作直线运动还是曲线运动。③建立正确的物理模型，确定解题途径是用动力学，或动能定理，或是两者结合使用。方法小结第二章恒定电流高中物理学业水平测试复习选修3-1知识网络：模块复习一、基本概念：1、电流2、电动势3、电阻二、基本规律：1、部分电路欧姆定律2、闭合电路欧姆定律3、电阻定律4、焦耳定律三、应用：1、串并联电路（电表改装）2、电路动态分析3、电源功率和效率4、电路故障四、基本方法：1、电流表的内接法和外接法2、分压电路和限流电路一、基本概念⑴电流的形成：电荷的定向移动⑶电流（强度）定义：⑷电流（微观）决定式：⑸电流（宏观）决定式：------适用于金属导体、电解质溶液，不适用气体导电V定数量级10-5m/S------部分电路欧姆定律（n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，约10-5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3×108m/s），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。⑹电流的方向：规定正电荷的移动方向为电流方向。在外（内）电路电流从电源的正（负）极流向负（正）极。⑵电流强度：是表示电流强弱的物理量。1、电流例1、设氢原子中电子在半径为r的轨道上做圆周运动，电子的电量为e，质量为m，静电力常量为k，试求等效电流的电流强度．例2、有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为I．设每单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向移动速度为v．在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目N可表示为（）A.nvSΔtB.nvΔtC.IΔt/eD.IΔt/Se解：因在一个周期内，通过圆环横截面的电荷量Q=e,所以等效电流I=e/T.又电子做圆周运动所需向心力是由库仑引力提供的，即有又T=2πr/v由以上三式，得ACN=Q/e=IΔt/e

又I=nevS

2、电动势（1）物理意义：描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。是反映非静电力做功的特性。（2）定义式：（3）电源电动势在数值上等于非静电力把单位正电荷在电源内部从负极移到正极所做的功。注意：E是由电源本身所决定的，跟外电路的情况无关。E=U内+U外E=U（开路）3、电阻（1）定义式：R=U/I导体的电阻R与U和I无关，只与导体本身的性质决定（2）决定式：R=ρL/S导体的电阻R跟长度L成正比,跟横截面积S成反比----电阻定律（适用粗细均匀物体）------与欧姆定律意义不同◆电阻率ρ由材料决定金属导体电阻率随温度升高而增大：◆伏安特性曲线：直线斜率（或斜率倒数）表示电阻UIIU习1、下列说法中正确的是()A．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小B．当加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化，但电压和电流的比值对这段导体来说等于恒量C．通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比D．导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比BC习2、某电阻两端电压为16V，在30s内通过电阻横截面的电量为48C，此电阻为多大？30s内有多少个电子通过它的横截面？R=U/I=Ut/q=10Ω

n=q/e=3X1020个习3、铅蓄电池的电动势为2V，这表示()A、电路中每通过1C电量，电源把2J的化学能转变为电能B、蓄电池两极间的电压为2VC、蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能D、蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池（电动势为1．5V）的大AD二、基本规律1、部分电路欧姆定律导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比I=U/R纯电阻电路I—U图线（1）内容：（2）表达式：（3）适用范围：（4）伏安特性曲线：如图一R1＜R2如图二R1＞R2注意I-U曲线和U-I曲线的区别实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示()A.B.C.D.IoUIIIoooUUU下图所列的4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P与电压平方U2之间的函数关系的是以下哪个图象()PU2oPU2oPU2oPU2oAC2、闭合电路欧姆定律闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内外电路的电阻之和成反比（2）表达式：纯电阻电路①②(I、R间关系)④③(U、R间关系)(U、I间关系)（1）内容：（3）适用范围：二、基本规律②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害．①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．

（4）路端电压U随电流I变化的图象

UIOEI短θ2、闭合电路欧姆定律

二、基本规律练习：如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是（）A.路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B.电流都是I0时，两电源的内电压相等C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻AC

（3）电阻率ρ：反映材料导电性能的物理量(1)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。(2)材料的电阻率与温度有关系：

①金属的电阻率随温度的升高而增大

②有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响

③半导体的电阻率随温度的升高而减小3.电阻定律（1）内容：导体的电阻R跟长度l成正比,跟横截面积S成反比（2）表达式：二、基本规律练习：一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线中的电流强度为I,若导线均匀拉长,使其半径变为原来的1/2,再给它两端加上电压U,则()C.电阻变为原来的16倍B.通过导线的电流为D.电阻变为原来的4倍A.通过导线的电流为BC4、焦耳定律（1）内容：

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比（2）表达式：Q=I2Rt（3）电功：W=UIt（4）电热：Q=I2Rt二、基本规律(5)纯电阻电路：电功等于电热

非纯电阻电路：电功大于电热:W>Q电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用.练习1、如图2所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（） A．电动机的输入功率为12W B．电动机的输出功率为12W C．电动机的热功率为2.0W D．整个电路消耗的电功率为22WAC2、某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A.当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A.求这时电动机的机械功率是多大?P机械=P-P热=U2I2-I22r=31W①电流处处相等②电压：U=U1+U2+U3+③电阻：R=R1+R2+R3+1、串、并联电路基本特点：（1）串联：（2）并联：④电压分配：与电阻成正比⑤功率分配：与电阻成正比①各支路电压相等④电流分配：与电阻成反比⑤功率分配：与电阻成反比②电流：③电阻：三、应用1、串、并联电路的特点和性质计算电功率,无论串联、并联还是混联,总功率都等于各电阻功率之和串并联电路电阻关系1.串联电路:2.并联电路:R>RnRn增大R增大(2)n个相同的电阻R并联R总＝R/n(3)R<Rn(4)Rn增大R增大(1)R1和R2并联后R=R1R2/(R1+R2)不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大，总电阻就增大3、混联电路例1.已知如图，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________R1

R2

R3

解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω，因此电压之比是U1∶U2∶U3=1∶1∶2；在此基础上利用P=UI，得P1∶P2∶P3=1∶2∶6例2.已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？L1L2L1L2L1L2L1RRRRL2ABCD答案：B1:2:6三、应用1.串并联电路（电表的改装）（1）电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻R计算式：U=Ig(Rg+R)量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大（2）电流表改装成电流表方法：并联一个分流电阻R计算式：IgRg=(I-Ig)R量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小练习1、有一电流表G，内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=300μA，则：（1）电流表的满偏电压为多少？（2）若把电流表G与一阻值R1=49.9kΩ的电阻串联，可改装成量程为多大的电压表？（3）若要把它改装成量程为0.6A的电流表，需要并联多大阻值的电阻R2？

解：（1）满偏电压Ug=IgRg=0.03V（2）改装后的电压表量程为U=Ig(Rg+R1)=15V(3)电阻与电流表并联时，该电阻与电流表两端电压相同，(I-Ig)R2=IgRg解得，该电阻的阻值R2=0.05Ω

2、如图所示,四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表.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,把它们按图接入电路,则安培表A1的读数

安培表A2的读数;安培表A1的偏转角

安培表A2的偏转角;伏特表V1的读数

伏特表V2的读数;伏特表V1的偏转角

伏特表V2的偏转角;（填“大于”，“小于”或“等于”）大于大于等于等于设两改装的表头相同，量程不同①.两电压表V1、V2并联②.两电压表V1、V2串联③.两电流表A1、A2串联④.两电流表A1、A2并联读数相同，指针偏角不同指针偏角相同，读数不同读数相同，指针偏角不同指针偏角相同，读数不同◆电表的串并联：三、应用2、电路的动态分析方法一：程序法：基本思路是“部分—整体—部分”(1)判断动态源及动态源总电阻的变化,判断全电路总电阻的变化情况．(2)判断闭合电路干路电流的变化情况．(3)依据U=E-Ir,判断外电路电压(路端电压)的变化情况(4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化方法二：口诀法：“串反并同”与变阻器“串”的，U、I、P变化规律与变阻器相反“串”——具有完全相同或部分关联的电荷流与变阻器“并”的，U、I、P变化规律与变阻器相同“并”——完全不相关联的不同支路的电荷流例1、在如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头Ｐ向ｂ端移动时，（）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BR3R2R1AVR4R5abεr若R5变小“串”——R1、R3↗“并”——V、A、R2、R4↘1、如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是()A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU2BD三、应用3、电源的功率和效率

0RPrPM⑵电源的效率：⑴功率：①电源的功率(电源的总功率)PE=EI②电源的输出功率P出=UI内外电阻相等时,电源的输出功率最大③电源内部消耗的功率Pr=I2r(3)关于电源的输出功率：讨论:当R一定，r可变，则r→0，P出最大，当r一定，R可变，因则当R=r时，P出最大，◆当P出<，对于外阻有两个解R1R2P—R图像OP出RrR1R21、已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0~10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。

③把R1也看成电源的一部分,等效电源的内阻为6Ω,所以,当R2=6Ω时,R2上消耗的功率最大为1.5W①R2=2Ω时,外电阻等于内电阻,电源输出功率最大为2.25W②R1是定值电阻,电流越大功率越大,所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W2、如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（）A.当R2=R1+r时，R2获得最大功率B.当R1=R2+r时，R1获得最大功率C.当R2＝0时，R1上获得最大功率D.当R2＝0时，电源的输出功率最大AC3、如图所示,分压电路的输入端电压为U=6V,电灯L上标有“4V、4W”,滑动变阻器的总电阻Rab=13.5Ω,求当电灯正常发光时,滑动变阻器消耗的总功率.P=4W4、电路故障问题三、应用◆现象：灯泡亮度失常、仪表示数异常◆重要理论依据：电流经电阻，电势降低；无电流的电阻等势①、断路：表现为电流为0，而电压不为0除了电源两端，其它位置有电压者即为断路嫌疑处②、短路：表现为电压为0，而电流不为0

A、R1短路B、R2短路C、R3短路D、R1断路AR1R2R3VsErA4、电路故障分析题型例题：如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻发生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则肯定出现了下列那种故障()◆外接法RxAVRxAV◆内接法误差原因：伏特表分流→安培表读数偏大安培表分压→伏特表读数偏大解决方案：适宜测较小电阻适宜测较大电阻外内小大四、基本方法1.电阻的测量-----（1）外接法和内接法1、如图所示电路中，电压表和电流表的读数分别为10V和0.1A，已知电流表的内阻RA为0.2Ω。那么待测电阻Ｒｘ的测量值比真实值

，真实值为

。

大

99.8Ω

2．如图用伏安法测电阻时，如果不知道待测电阻的大概值时，为了选择正确的电路以减少误差，可将电压表一个接头分别在a、b两点接触一下,如果安培表读数没有显著变化，则P应接在

处，如果伏特表读数没有显著变化，则P应接在

处。abA、注意事项：（1）选择合适的倍率档后，先欧姆调零，再把红、黑表笔并接在待测电阻两端，进行测量。（2）每次换档必须重新欧姆调零。（3）选择合适的倍率档，使指针在中值电阻附近时误差较小。（4）测电阻时要把选择开关置于“”档。（5）不能用两手同时握住两表笔金属部分测电阻，以免人体电阻和被测电阻并联造成误差。（6）测电阻前，必须把待测电阻同其它电路断开。（7）测完电阻，要拔出表笔，并把选择开关置于“OFF”档或交流电压最高档。为防止止漏电，电表长期不用时，应该取出电池。（8）测量电阻时，若指针偏角过小，应换倍率较大的档进行测量；若指针偏角过大，应换倍率较小的档进行测量。B、用多用表测一个电阻的阻值，多用表的“Ω”挡有“×1”、“×10”、“×100”三挡，先选用“×10”挡，调零后测量结果如图所示．这说明被测电阻很_大_（填“大”或“小”），应换用__×100__挡，并重新欧姆调零后再测量。四、基本方法1.电阻的测量-----（2）万用表的使用1.如图3所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两条导线都是好的。为了查出断导线，某同学想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a端，再将黑表笔分别接在电阻器R1的b端和R2的c端并观察多用电表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是()

A.直流10V档B.直流0.5A档C.直流2.5V档D.欧姆档

A2．用多用电表欧姆档测电阻时，下列说法中错误的是()A．测量前必须欧姆调零，而且每测一次电阻都要重新欧姆调零B．为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，以使表笔与待测电阻接触良好C．待测电阻若是连在电路中，应当把它先与其他元件断开后再测量D．使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到OFF档或交流电压最高档B①、限流接法：②、分压接法：RR0RR0接线法：1上1下接线法：1上2下阻值应较大→增大调压范围阻值应较小→增强调压均匀性电路总功率较小（优）电路总功率较大（缺）四、基本方法2、滑动变阻器的限流接法与分压接法

R＞10Rx，应选择限流式电路R＜10Rx，应选择分压式电路若实验要求电压从零开始变化，应选择分压式电路如无此要求，即

1、用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有实验器材如下：待测电阻Rx(阻值约5Ω,额定功率为1W);电流表A1(量程0~0.6A,内阻0.2Ω);电流表A2(量程0~3A,内阻0.05Ω);电压表V1(量程0~3V,内阻3kΩ);电压表V2(量程0~15V,内阻15kΩ);滑动变阻器R0(0~100Ω),蓄电池(电动势为6V)、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值,电压表、电流表应选______,并画出实验电路图.A1V1实物电路连接1、特点及注意事项：①、注意量程，及正负极性②、注意变阻器的分压限流以及测电阻的内外接2、实例：③、导线必须接于接线柱，且不能相交（铅笔草稿）◆伏安法测电阻高中物理学业水平测试复习第三章磁场

选修3-1知识网络磁场的产生磁体周围产生磁场电流周围产生磁场安培分子电流假说磁场的描述定量描述：磁感应强度形象描述：磁感线几种典型磁场的磁感线分布条形磁铁蹄形磁铁匀强磁场直线电流环形电流通电螺线管地磁场磁场磁场对电流的作用大小I∥B，F安=0I⊥B，F安=BIL方向：左手定则电流表的工作原理磁场对运动电荷的作用大小v∥B，f洛=0v⊥B，f洛=qvB方向：左手定则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动轨道半径运动周期重要应用质谱仪回旋加速器……1、磁场的产生⑴磁体的周围存在磁场（与电场一样是一种特殊物质）⑵电流周围存在磁场奥斯特实验南北放置导线通电后发生偏转电流产生磁场运动电荷产生磁场2、磁场的基本性质对放入其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引⑴⑵磁体对电流的作用⑶电流对电流的作用一、磁场的产生3、磁体间相互作用的本质磁体磁场磁体磁体或电流磁体或电流4、磁现象的电本质安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部存在一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。解释磁化、消磁现象不显磁性显磁性磁化消磁总结：一切磁现象都是由电荷的运动产生的磁场磁场是有方向的，跟磁场方向有直接对应关系的几个方向是：小磁针北极所受磁场力的方向，亦即小磁针静止时北极所指方向为小磁针所在处的磁场方向。(若将北极改为南极，则为反方向)磁感线上各点的切线方向表示该处的磁场方向。磁感应强度的方向即磁场方向。容易跟磁场方向混淆的几个方向：安培力的方向或洛伦兹力的方向总是跟磁场方向垂直。1、关于磁场的方向二、磁场的描述即磁场的方向：规定为小磁针N极在磁场中的受力方向。或小磁针静止时N极所指的方向！2、磁感应强度（5）物理意义：描述磁场的强弱与方向的物理量⑴定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值。（4）矢量性：-------定量描述磁场的强弱（2）定义式：（3）单位：特斯拉（T）②即通过该点的磁感线的切线方向◆磁感应强度B的方向：（磁场方向）①（规定）小磁针N极的受力方向（静止时N极指向）B与F、I、L无关3、磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的假想曲线⑵磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，即小磁针N极在该点的受力方向或静止时的指向⑶磁感线的疏密表示磁场的强弱⑷磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）三、几种磁场的磁感线①条形磁铁②蹄形磁铁▲对于磁体：外部N→S，内部S→N⑸磁感线不相交、不相切、不中断③通电直导线判断方法：立体图纵截面图横截面图④环形电流判断方法：立体图纵截面图横截面图⑤通电螺线管判断方法电流安培定则（二）立体图横截面图纵截面图⑥匀强磁场：××××××××××××××××BB⑦地磁场：同条形磁铁（通电螺线管）磁场N极在地理南极，S极在地理北极赤道B水平向北南半球B斜向上，北半球B斜向下四、磁场对电流的作用力1、磁场对电流的作用力安培力⑴方向：左手定则磁场方向电流方向电流方向判断下列通电导线的受力方向安培力方向⑵大小F=BILB⊥IB∥I则F=0与B垂直的两端点的连线长度为有效L为在磁场中的有效长度F=BILsinθ判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向

2、通电导线在安培力作用下运动的定性判断★如图所示，有一金属棒ab，质量为m=5g，电阻R=1Ω，可以无摩擦地在两条平行导轨上滑行。导轨间距离为d=10cm，电阻不计。导轨平面与水平面的夹角θ=30°，整个装置放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，磁场方向竖直向上。电源的电动势E=2V，内电阻r=0.1Ω，试求变阻器取值是多少时，可使金属棒静止在导轨上。3、解题一般步骤：①判断安培力方向②其它力受力分析注意选择视图（视角）将立体受力图应转化成平面力图③列力学主方程：④列电学辅助方程:⑤解方程及必要的讨论（“答”）平衡方程牛二方程（动能定理）F=ILBQ=Itε=IR…….一、洛仑兹力磁场对运动电荷的作用力1、大小：F洛=qvB当v∥B时