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文档简介
物理学业水平测试考点总结1.质点A用来代替物体的有质量的点称为质点。这是为研究物体运动而提出的抱负化模型。当物体的形状和大小对研究的问题没有影响或影响不大的情况下,物体可以抽象为质点。2.参考系A在描述一个物体的运动时,用来做参考的物体称为参考系。参考系可以任意选择。3.路程和位移A路程是质点运动轨迹的长度,路程是标量。位移表达物体位置的改变,大小等于始末位置的直线距离,方向由始位置指向末位置。位移是矢量。在物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程。4.速度平均速度和瞬时速度A速度是描述物体运动快慢的物理,v=Δx/Δt,速度是矢量,速度方向就是运动方向。平均速度:运动物体某一段时间(或某一段过程)的速度。瞬时速度:运动物体某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向。5.匀速直线运动A在直线运动中,物体在任意相等的时间内位移都相等的运动称为匀速直线运动。匀速直线运动又叫速度不变的运动。6.加速度B加速度是描述速度变化快慢的物理量,它等于速度变化量跟发生这一变化量所用时间的比值,定义式是a=Δv/Δt=(vt-v0)/Δt,加速度是矢量,其方向与速度变化量的方向相同,与速度的方向无关。即使速度大小不变,但方向改变,加速度也不为零。7.探究、实验:用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动的速度随时间的变化规律a电磁打点计时器使用交流电源,工作电压在6V以下。电火花计时器使用交流电源,工作电压220V。当电源的频率是50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点。匀变速直线运动时,物体某段时间的中间时刻速度等于这段过程的平均速度匀变速直线运动图象纸带如图,OABCDEF之间时间相等,时间为T,则有:OAEBCDxAB-xAO=xBC-xAB=xCD-xBC=xDE-xCDOAEBCD8.匀变速直线运动规律及应用B速度公式:位移公式:位移速度公式:平均速度公式:上述过程中:v表达末速度,v0表达初速度、t表达时间、x表达位移、a表达加速度,除了时间取正值以外,其余物理都有也许取负值(与正方向有关),通常我们以初速度方向为正。9.匀速直线运动的x-t图象和v-t图象A①②①②③0x/mt/sx1图像意义:表达物体位移随时间的变化规律①表达物体静止;②表达物体做匀速直线运动(速度方向为正);③表达物体做匀速直线运动(速度方向为负);①②③交点的纵坐标表达三个运动物体的位置相同。①②③Ov/(m/s)t1①②③Ov/(m/s)t1t/s④纵坐标表达物体运动的速度,横坐标表达时刻图像意义:表达物体速度随时间的变化规律①表达物体做匀速直线运动,速度为正;②表达物体做匀加速直线运动,速度为正,加速度为正;③表达物体做匀减速直线运动,速度为正,加速度为负;④表达物体做匀减速直线运动,速度为负,加速度为正;①②③交点的纵坐标表达三个运动物体的速度相等;图中阴影部分面积表达0~t1时间内②的位移且为正,图中③的加速最大。11.自由落体运动A(1)概念:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动(2)实质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,加速度叫做自由落体加速度,也叫做重力加速度。(3)规律:从下落开始有:v=gt;h=;vt2=2gh。12.伽利略对自由落体运动的研究A科学研究过程:(1)对现象的一般观测(2)提出假设(3)运用逻辑得出推论(4)通过实验对推论进行检查(5)对假说进行修正和推广伽利略“铜球沿斜面运动”的实验:了解“冲淡重力”的思想伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐结合起来。说明:直线运动不讨论有往复运动的情形,不规定用二次函数解复杂的追击问题13.力A(1)力是一个物体对此外一个物体的作用,有受力物体必然有施力物体。(2)力的三要素:力有大小、方向、作用点,是矢量。F=150NF=150NF=150NF=150N50N(4)力的作用效果:使物体的运动状态发生改变、发生形变。14.重力A(1)产生:是由于地球的吸引而使物体受到的力,不等于万有引力,是万有引力的一个分力。(2)大小:G=mg,g是自由落体加速度。(3)方向:是矢量,方向竖直向下,不能说垂直向下。(4)重心:重力的作用点。重心可以不在物体上,对于质量分布均匀的规则物体,重心在其几何中心,对不规则形状的薄板状的物体,其重心位置可用悬挂法拟定。质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。15.形变与弹力A(1)弹性形变:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变。有些物体在形变后可以恢复原状,这种形变叫做弹性形变。(2)弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。(3)产生条件:①直接接触②互相挤压发生弹性形变。(4)方向:与形变方向相反,作用在迫使这个物体形变的那个物体上,绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向,杆的弹力不一定沿着杆,压力和支持力都是弹力,方向都垂直于物体的接触面。(5)弹簧弹力的大小:在弹性限度内有,x为形变量,k由弹簧自身性质决定,与弹簧粗细、长短、材料有关。16.滑动摩擦力静摩擦力A(1)滑动摩擦力:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这个力叫做滑动摩擦力。发生在相对滑动的物体之间。(2)滑动摩擦力的产生条件:a、有弹力b、接触面粗糙c、有相对运动(3)滑动摩擦力的方向:总是与相对运动方向相反,可以与运动同方向,可以与运动反方向,可以是阻力,可以是动力。运动物体与静止物体都可以受到滑动摩擦力。(4)滑动摩擦力的大小:f=µFN,FN为正压力,µ为动摩擦因数,没有单位,由接触面的材料和粗糙限度决定。(FN与G无关,一般情况下,0<µ<1)(5)静摩擦力:当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势,所受到的另一个物体对它的阻碍作用。发生在相对静止的物体之间。(6)产生条件:a、有弹力b、接触面粗糙c、有相对运动趋势(7)方向:总是与相对运动趋势方向相反,可用平衡法或牛顿第二定律来判断。可以是阻力,可以是动力,运动物体也可以受静摩擦力。(8)大小:0<f≤fmaxfmax为最大静摩擦力,理论上略大于滑动摩擦力,计算题中很多时候认为两者近似相等,所以最大静摩擦力与正压力有关,而静摩擦力跟正压力无直接关系。17.力的合成和力的分解B(1)合力与分力:一个力产生的效果与本来几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力。那几个力就叫这个力的分力。求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。(2)力的合成方法:用平行四边形定则。合力随夹角的增大而减小。两个力合力范围力的合成与分解采用的是等效替代的物理方法三力合成范围,最大值为三者的相加,最小值可先算两个力的合力范围,在此范围内挑选其中与第三个力最接近的进行相减,所得的绝对值为最小的力。已知两个力,求合力是唯一的。(3)力的分解方法:用平行四边形定则,力的分解是力的合成的逆运算,同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力,一个已知力究竟如何分解,这要根据实际情况来决定。(4)在什么情况下力的分解是唯一的?①已知合力和两分力的方向(不在同一条直线上),求两分力的大小。②已知合力和一个分力的大小、方向,求另一个分力的大小和方向。(5)假如已知一个分力的方向,另一个分力的大小,可以有以下几种分解情况:无解、一解、两解,此种情况下可作出另一个分力的最小值,如图所示,F2=Fsinθ(1)当F2<Fsinθ,无解FF2(2)当F2=FsinFF2(3)当Fsinθ<F2<F时,有两组解(4)当F2>F时,有惟一解18.探究、实验:力的合成的平行四边形定则a实验原理:两个力的作用效果与一个力的作用效果相同。①将方木板平放在桌面上②将白纸用图钉固定在木板上③用图钉将橡皮筋一段固定在木板上A点④用两个弹簧测力计去斜拉橡皮筋,在白纸上记录好橡皮筋另一端伸长到的位置O,并用力的图示法画出两个拉力F1、F2⑤换用一个弹簧测力计去拉橡皮筋,使另一端还是伸长到先前伸长到的位置O,用力的图示法画出这个拉力F′实验中F1、F2按照平行四边形画出的合力F应是理论上的合力,F′是实验所得的F1、F2的合力,在误差允许的范围内,两者几乎重合。本实验中F1、F2的夹角不应过大和过小,弹簧应尽量平行于木板拉伸,注意不要超过量程。19.共点力作用下物体的平衡A(1)共点力的概念:共点力是指作用于一点或作用线的延长线交于一点的各个力。(2)共点力作用下物体平衡的概念:物体可以保持静止或者做匀速直线运动状态叫做平衡状态,当物体缓慢运动时,我们也认为是平衡状态。(3)共点力作用下物体的平衡条件:物体所受合外力为零,即F合=0,也就是物体的加速度为零。假如用正交分解法,可以立以下两个方程(F合x=0和F合y=0)。20.牛顿第一定律A(1)伽利略抱负斜面实验抱负实验有时更能深刻地反映自然规律,伽利略设想了一个抱负实验,其中第一个是实验事实,其余是推论.①两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;②假如没有摩擦,小球将上升到本来释放的高度;③减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达成本来的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做连续的匀速运动.(2)牛顿第一定律的内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。(3)力与运动的关系:①历史上错误的结识是“运动必须有力来维持”---------亚里士多德的观点;②对的的结识是“运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的因素”。(4)对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变,速度的改变涉及速度大小和速度方向的改变,速度改变就意味着存在加速度。(5)“维持自己的运动状态不变”是一切物体的本质属性,这一本质属性就是惯性.质量是惯性大小的唯一量度。21.探究、实验:探究加速度与力、质量的关系a(1)实验思绪:本实验的基本思绪是采用控制变量法。探究加速度与力的关系时、保持质量不变,画a-F图象;探究加速度与质量的关系时,保持力不变,画的图象。(2)实验方案:本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。测量质量用天平,需要研究的是如何测量加速度和外力。①测量加速度的方案:采用较多的方案是使用打点计时器,根据连续相等的时间T内的位移之差Δx=aT2求出加速度。②测量物体所受的外力的方案:由于我们上述测量加速度的方案只能合用于匀变速直线运动,所以我们必须给物体提供一个恒定的外力,并且要测量这个外力即图中小沙桶(或钩码)的重力。实验中的注意事项:实验前一定要平衡摩擦力;拉小车的细绳一定要与长木板平行;沙桶的质量要远远小于小车质量;小车尽量靠近打点计时器放置;实验中先接通打点计时器的电源,后释放小车。Ⅲ在探究小车的加速度a和小车所受拉力F的图像为右图所示中的直线Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ。图线Ⅰ表白平衡摩擦力过度、图线Ⅱ表达未(完全)平衡摩擦力,图线Ⅲ表达未满足小沙桶(或钩码)的质量远小于小车质量。Ⅲ22.牛顿第二定律及其应用C(1)牛顿第二定律的内容和及其数学表达式:牛顿第二运动定律的内容是物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。F合=ma。(2)力和运动的关系:①物体所受的合外力产生物体的合加速度:当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向相同,则物体做匀加速直线运动。当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向相反,则物体做匀减速直线运动。当物体受到的合外力与物体的运动方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。在物体受到的合外力是随时间变化的情况下,物体的合加速度也随时间性变化。②加速度的方向就是合外力的方向。③加速度与合外力是瞬时相应的关系。(有力就有加速度)④当物体受到几个力的作用时,物体的加速度等于各个力单独存在时所产生加速度的矢量和,即a=a1+a2+a3……23.牛顿第三定律A(1)牛顿第三运动定律的内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。(2)要能区分互相平衡的两个力与一对作用力、反作用力。一对平衡力一对作用力与反作用力不同点两个力作用在同一物体上两个力分别作用在两个不同物体上可以求合力,且合力一定为零不可以求合力两个力的性质不一定相同两个力的性质一定相同两个力共同作用的效果是使物体平衡两个力的效果分别表现在互相作用的两个物体上一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力两个力一定同时产生、同时变化、同时消失,任何时候大小相等共同点大小相等、方向相反、作用在一条直线上牛顿运动定律应用一关于力和运动有两类基本问题:一类是已知物体的受力情况,拟定物体的运动情况;另一类是已知物体的运动情况,拟定物体的受力情况。a=F合/mﻩ受力分析ﻩ物体受力情况ﻩF合ﻩﻩ物体运动情况F合=ma 牛顿运动定律应用二超重与失重(1)当物体具有竖直向上的加速度时,物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受的重力,这种现象叫超重。F=m(g+a)(2)当物体具有竖直向下的加速度时,物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受的重力,这种现象叫失重。F=m(g-a)(3)物体对测力计的拉力(或对支持物的压力)的读数等于零的状态叫完全失重状态。处在完全失重状态的液体对器壁没有压强。(4)物体处在超重或失重状态时,物体所受的重力并没有变化。24.力学单位制A(1)国际单位制(SI)就是由七个基本单位和用这些基本单位导出的单位组成的单位制。(2)国际单位制(SI)中的基本单位:长度的单位米,国际符号m、质量的单位公斤,国际符号㎏、时间的单位秒,国际符号s。电流强度的单位安培,国际符号A;物质的量的单位摩尔,国际符号mol;热力学温度的单位开尔文,国际符号K;发光强度的单位坎德拉,符号cd(3)力学中有三个基本物理量和单位:长度(L)的单位米(m)、质量(m)的单位公斤(㎏)、时间(t)的单位秒(s)。力(F)单位牛顿(N),不是基本物理量和单位。说明:1、不规定求解加速度不同的连接体问题,不规定求解三个及以上连接体问题2、力的合成与分解的计算,只限于用作图法或直角三角形知识解决。25.功B(1)做功的两个必要因素:力,力的方向上发生位移(2)定义:力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦三者的乘积。即(公式中F必须为恒力)(3)功是标量,单位:J(4)正负功的物义:力对物体做正功说明该力对物体运动起推动作用;力对物体做负功说明该力对物体运动起阻碍作用。(5)假如一个力始终与速度方向垂直,这个力一定不做功。(6)求总功的方法:W1+W2+W3+……求功的方法:ﻩW总=W=Ptﻩ(合力必须是恒力)△Ek26.功率B(1)概念:P=W/t单位:瓦特(W)(2)理解:平均功率P=W/t瞬时功率额定功率和实际功率的区别(3)物理意义:表达物体做功快慢的物理量(4)汽车、火车等交通工具和各种起重机械,都需要靠发动机来提供动力,发动机的功率P和速度v、动力(牵引力)F牵之间的关系:P=F牵v当机车从静止开始启动到速度最大时,F牵和受到的阻力F阻相等,所以机车最大速度vmax=P额/F阻(P额为发动机的额定功率)。27.重力势能重力势能的变化与重力做功的关系A(1)概念:重力势能EP=mgh(h为相对于零势能面的高度,零势能面可任取)重力做功WG=mg(h1-h2)重力势能的增长量△Ep=mgh2-mgh1WG=-△Ep(其中1表达本来的状态,2表达后来的状态)一般算法,WG=±mgh(h为高度差的绝对值,正负号自行判断,从高到底取正、从低到高取负)(2)理解:(1)重力做功与途径无关只与始末位置的高度差有关;(2)重力做正功重力势能减少,重力做负功重力势能增长;(3)重力做功等于重力势能的减少量;(4)重力势能是相对的,是和地球共有的,即重力势能的相对性和系统性.28.弹性势能A弹簧的弹性势能只与弹簧的劲度系数和形变量有关。29.动能A动能:Ek=mv2标量30.动能定理C动能定理内容:合力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化W总=mv22-mv12(总功的算法参阅前面第25点所述)31.机械能守恒定律C1.内容(守恒条件):在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。2.条件:只有重力或弹力做功3.公式:E2=E1,EK2+EP2=EK1+EP2ΔEk=-ΔEp4.判断机械能守恒的方法:(1)由守恒条件判断(2)EK+EP的总量是否不变小结:功和能的关系:WG=-△Ep=EP1-EP2W总=mv22-mv12W其=E2-E1(其中1表达本来的状态,2表达后来的状态)32.探究、实验:用电火花计时器(或电磁打点计时器验)证机械能守恒定律a实验原理:运用自由落体运动,验证两点间是否有:或装置如图。纸带如图,假如取纸带上的第一点0与此外一点2进行验证,那只需验证重力势能的减少量mgh2是否近似等于动能的增长量(v2的算法参阅前面第7点纸带的解决)本实验中由于有纸带间、空气阻力的作用,总有略大于;本实验中不一定需要测量物体的质量;纸带的选择应选第一、二点之间的距离约为1.96mm或2mm的纸带。33.能量守恒定律A能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一物体,而在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变说明:不规定定量讨论机车恒定功率启动和匀加速启动问题34.运动的合成与分解B(1)合运动与分运动的关系=1\*GB3①等时性合运动与分运动经历的时间相等=2\*GB3②独立性一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其它分运动的影响=3\*GB3③等效性各分运动的规律叠加起来与合运动规律有完全相同的效果判断分运动是什么运动,可以将物体所受到的所有力和速度,正交分解到两个分运动方向上,根据某个分运动方向上的合力和速度方向的关系进行判别。(2)运算规则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,即速度、位移的合成与分解,由于它们是矢量。所以都遵循平行四边形法则不在同一直线上的运动合成时;①假如都是匀速直线运动,则合运动一定是匀速直线运动;②假如一个是匀速直线运动,一个是匀加速直线运动,则合运动一定是匀变速曲线运动;③假如都是匀变速直线运动,则合运动也许是直线运动,也有也许是曲线运动;小船过河问题:任何时候小船过河的时间可以用河宽d除以垂直于河岸方向的速度v⊥,所以当船头方向垂直与河岸过河,时间最短,此时船是斜着过河的。设船在静水中的速度v船、水速v水:当v船>v水时,船可以垂直与河岸过河,此时过河位移最短,为河宽d,此时船头方向与上游夹角为α,有cosα=v水/v船当v船<v水时,船不可以垂直与河岸过河,此时过河位移最短为35.平抛运动C(1)运动性质平抛运动是匀变速曲线运动,它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动(自由落体运动)的合运动,平抛运动的轨迹是抛物线(2)运动规律在水平方向:ax=0;vx=v0;x=v0tvOyxS在竖直方向:ay=g;vyvOyxSt时刻的位移与速度:;与水平方向的夹角为,且;与水平方向的夹角为,且所以平抛运动与斜面的结合:ABBv0vABBv0v物体无论以多大的初速度平抛,落到斜面上时,速度方向都相同。43.电荷电荷守恒A(1)自然界的两种电荷:玻璃棒跟丝绸摩擦,玻璃棒带正电;橡胶棒跟毛皮摩擦,橡胶棒带负电。摩掠过程中都是电子的转移,正电荷不转移。(2)元电荷e=1.6×10-19C,所有物体的带电量都是元电荷的整数倍。(3)使物体带电的方法有三种:接触起电、摩擦起电、感应起电,无论哪种方法,都是电荷在物体之间的转移或从物体的一部分转移到另一部分,电荷的总量是不变。(4)电荷守恒定律44.库仑定律A(1)库仑定律的成立条件:真空中静止的点电荷。(2)带电体可以当作点电荷的条件:假如带电体间距离比它们自身线度的大小大得多,以至带电体的形状和大小对互相作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体可以当作点电荷。(3)定律的内容:真空中两个静止的点电荷之间的互相作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。(4)表达式:,k=9×109N·m2/c2(当两物体间距很小时,不可以直接使用该公式进行计算).45.电场电场强度电场线A(1)电场:存在于电荷周边的特殊物质。实物和场是物质存在的两种方式。(2)电场强度的定义:放入电场中某点的电荷所受到的电场力跟它的电量的比值。表达式:E=F/q电场强度的单位是N/C。电场强度的大小与放入电场中的试探电荷无关,只由电场自身决定。(3)电场强度方向的规定:电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点受的电场力的方向相同,跟负电荷在该点受的电场力的方向相反。(4)电场线的特点:(1)电场线从正电荷或无穷远出发,终止于无限远或负电荷;(2)电场线在电场中不会相交;(3)电场越强的地方,电场线越密,因此电场线线不仅能形象地表达电场的方向,还能大体地表达电场强度的相对大小。电场线是假象曲线,而电场是真实存在的。恒定电流电路基本概念和定律一、电流、电阻和电阻定律1.电流:电荷的定向移动形成电流.(1)形成电流的条件:内因是有自由移动的电荷,外因是导体两端有电势差.(2)电流强度:通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。(定义)I=Q/t①I=Q/t;假设导体单位体积内有n个电子,电子定向移动的速率为v,假若导体单位长度有N个电子,则I=Nesv.②表达电流的强弱,是标量.但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.在外电路中正
→负,内电路中负
→正③单位是:安、毫安、微安1A=103mA=106μA=4\*GB3④区分两种速率:电流传导速率(等于光速)和电荷定向移动速率(机械运动速率)。2.电阻、电阻定律(1)电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值。R=(定义)(比值定义);U-I图线的斜率导体的电阻是由导体自身的性质决定的,与U.I无关.(2)电阻定律:温度一定期导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比。R=(决定)(3)电阻率:电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量,由材料决定,但受温度的影响.IIOUOIU1212R1<R2R1>R2二、部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流I跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻R成反比。(2)公式:(3)合用范围:合用于金属导体、电解液导体,不合用于空气导体和某些半导体器件.(4)图象:导体的伏安特性曲线-------导体中的电流随随导体两端电压变化图线,叫导体的伏安特性曲线。例如U~I图象。注意:①我们解决问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=U/I认为电阻R随电压大而大,随电流大而小.②I、U、R必须是相应关系(相应于同一段电路).即I是过电阻的电流,U是电阻两端的电压.三、电功、电功率1.电功:电流做功的实质:电场力移动电荷做功,(只有力才干做功);电荷的电势能其它形式的能。电流做功的过程是电能其它形式的能的过程.单位:J;kwh电场力做的功W=qU=UIt=I2Rt=U2t/R(只适于纯电阻电路)2.电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI;单位:w;3.焦耳定律:电流通过一段只有电阻元件的电路时,在t时间内的热量Q=I2Rt.4.电功率与热功率之间的关系纯电阻电路中,电功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一部分转化成热功率.纯电阻电路:电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等.非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽等,其特点是电能只有一部分转化成内能.规律方法(1)用电器正常工作的条件:①用电器两端的实际电压等于其额定电压.②用电器中的实际电流等于其额定电流③用电器的实际电功率等于其额定功率.由于以上三个条件中的任何一个得到满足时,其余两个条件必然满足,因此它们是用电器正常工作的等效条件.(2)用电器接入电路时:①纯电阻用电器接入电路中,若无特别说明,应认为其电阻不变.②用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.串、并联及混联电路一、串联电路①电路中各处电流相同.I=I1=I2=I3=……②串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.U=U1+U2+U3……③串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和,即R=R1+R2+…+Rn④串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比(串联电阻具有分压作用——制电压表),即⑤串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比,即注意:=1\*GB2⑴允许通过的最大电流=各串联电阻额定电流的最上值;允许加的最大电压=允许通过的最大电流×R总=2\*GB2⑵电路的总功率=各电阻消耗的功率之和.二、并联电路①并联电路中各支路两端的电压相同.U=U1=U2=U3……②并联电路总电路的电流等于各支路的电流之和I=I1+I2+I3=……③并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。n个相同的电阻R并联R总=;总电阻比任一支路电阻小两个支路时R总=特别注意:在并联电路中增长支路条数,总电阻变小三个支路时R总=增长任一支路电阻,总电阻增大④并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比(并联电阻具有分流作用——改装电流表),即I1R1=I2R2=…=InRn=U.支路电阻越小,通过的电流越大。⑤并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比,即P1R1=P2R2=…=PnRn=U2.注意:=1\*GB2⑴几条支路并联,允许加的最大电压=和支路额定电压的最小值;总=2\*GB2⑵电路的总功率=各电阻消耗的功率之和闭合电路的欧姆定律一、电源1.电源:是将其它形式的能转化成电能的装置.2.电动势:单位:V。非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值,E=W/q。表达电源把其它形式的能电能本领的大小,等于电路中通过1C电量时电源所提供的电能的数值在数值上=电源没有接入电路时两极板间的电压,内外电路上电势降落之和E=U外+U内.3.电动势是标量.要注意电动势不是电压;电动势电势差物理意义反映电源内部非静电力做功把其它形式的能量转化为电能的情况反映电路中电场力做功把电能转化为其它形式能的情况定义式E=W/qW为电源的非静电力把正电荷从电源内由负极移到正极所做的功U=W/qW为电场力把正电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式E=IR+Ir=U外+U内U=IR测量动用欧姆定律间接测量用伏特表测量决定因素与电源的性质有关与电源、电路中的用电器有关特殊情况当电源断开时路端电压值=电源的电动势(I=0)二、闭合电路的欧姆定律(对于给定电源:一般认为E,r不变,但电池用久后,E略变小,r明显增大。)(1)内、外电路①内电路:电源两极(不含两极)以内,如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内电阻r.内电路分得的电压称为内电压,②外电路:电源两极间涉及用电器和导线等,外电路的电阻叫做外电阻R,外电路分得的电压称为外电压(在电闭合电路中两源两极的电压是外电压)(2)闭合电路的欧姆定律合用条件:纯电阻电路①内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,与内、外电路的电阻之和成反比,即I=E/(R+r)研究闭合电路,重要物理量有E、r、R、I、U,前两个是常量,后三个是变量。②表达形式:③讨论:1外电路断开时(I=0),路端电压等于电源的电动势(即U=E);而这时用电压表测量时,其读数略小于电动势(有薄弱电流)2外电路短路时(R=0,U=0)电流最大I短=E/r(一般不允许这种情况,会把电源烧坏)(3)路端电压跟负载的关系①路端电压:外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压.U=E-Ir,路端电压随着电路中电流的增大而减小;路端电压随外电阻变化的情况:R↓→I↑→U↓,反之亦然。②电源的外特性曲线——路端电压U随电流I变化的图象:(U一I关系图线)图象的函数表达:U=E-Ir当外电路断路时(即R→∞,I=0),纵轴上的截距表达电源的电动势E(E=U端);当外电路短路时(R=0,U=0),横坐标的截距表达电源的短路电流I短=E/r;图线的斜率的绝对值为电源的内电阻.某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率,在图中的那块矩形的“面积”表达电源的输出功率,该直线上任意一点与原点连线的斜率表达该状态时外电阻的大小;当U=E/2(即R=r)时,P出最大。η=50%注意:坐标原点是否都从零开始:若纵坐标上的取值不从零开始取,则该截距不表达短路电流。(4).闭合电路的输出功率①电源的总功率:P总=IE=IU外十IU内=IU+I2r,(闭合电路中内、外电路的电流相等,所以由E=U外+U内)②电源的输出功率与电路中电流的关系:P=U×I;当I↑时U↓,当I↓时U↑,表白UI有极值存大。当时,电源的输出功率最大,③电源的输出功率与外电路电阻的关系:(等效于如图所示的电路)当R=r时(I=E/2r),电源有最大输出功率:结论:当外电路的电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大。要使电路中某电阻R的功率最大;条件R=电路中其余部分的总电阻例:电阻R的功率最大条件是:R=R0+r输出功率随外电阻R变化的图线(如图所示);由图象可知,=1\*ROMANI.相应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻Rl和R2,不难证明.=2\*ROMANII.当R<r时,若R增大,则P出增大;当R>r时,若R增大,则P出减小.=4\*GB3④电源内阻上的热功率:P内=U内I=I2r。=5\*GB3⑤电源的供电效率当电源的输出功率达最大时,η=50%。(5)电源的外特性曲线和导体的伏安特性曲线=1\*GB2⑴联系:它们都是电压和电流的关系图线;=2\*GB2⑵区别:它们存在的前提不同,遵循的物理规律不同,反映的物理意义不同;=1\*GB3①电源的外特性曲线:在电源的电动势用内阻r一定的条件下,通过改变外电路的电阻R使路端电压U随电流I变化的图线,遵循闭合电路欧姆定律。U=E-Ir,图线与纵轴的截距表达电动势E,斜率的绝对值表达内阻r。=2\*GB3②导体的伏安特性曲线:在给定导体(电阻R)的条件下,通过改变加在导体两端的电压而得到的电流I随电压U变化的图线;UoUoIEU0M(I0,U0)βαbaNI0Im图线斜率的倒数值表达导体的电阻R。右图中a为电源的U-I图象;b为外电阻的U-I图象;两者的交点坐标表达该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;该点和原点之间的矩形的面积表达输出功率;a的斜率的绝对值表达内阻大小;b的斜率的绝对值表达外电阻的大小;当两个斜率相等时(即内、外电阻相等时图中矩形面积最大,即输出功率最大(可以看出当时路端电压是电动势的一半,电流是最大电流的一半)。导体的伏安特性曲线-------导体中的电流随随导体两端电压变化图线,叫导体的伏安特性曲线。区分三种图线:电源的外特性曲线——路端电压U随电流I变化的图象:(U一I关系图线)输出功率随外电阻R变化的图线规律方法1、电路结构分析电路的基本结构是串联和并联,分析混联电路常用的方法是:节点法:把电势相等的点,看做同一点.回路法:按电流的途径找出几条回路,再根据串联关系画出等效电路图,从而明确其电路结构其普遍规律是:=1\*GB3①凡用导线直接连接的各点的电势必相等(涉及用不计电阻的电流表连接的点)。=2\*GB3②在外电路,沿着电流方向电势减少。=3\*GB3③凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。=4\*GB3④不加声明的情况下,不考虑电表对电路的影响。2、电表的改装:电流计改装成各种表,关健在于原理(1)灵敏电流表(也叫灵敏电流计):符号为G,用来测量薄弱电流,电压的有无和方向.其重要参数有三个:一方面要知:微安表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug。满偏电流Ig即灵敏电流表指针偏转到最大刻度时的电流,也叫灵敏电流表的电流量程.满偏电压Ug灵敏电流表通过满偏电流时加在表两端的电压.以上三个参数的关系Ug=IgRg.其中Ig和Ug均很小,所以只能用来测量薄弱的电流或电压.采用半偏法先测出表的内阻;最后要对改装表进行较对。(2)半值分流法(也叫半偏法)测电流表的内阻,其原理是:当S1闭合、S2打开时:当S2再闭合时:,联立以上两式,消去E可得:得:可见:当R1>>R2时,有:(3)电流表:符号A,用来测量电路中的电流,并联电阻分流原理.如图所示为电流表的内部电路图,设电流表量程为I,扩大量程的倍数n=I/Ig,由并联电路的特点得:(n为量程的扩大倍数)内阻,由这两式子可知,电流表量程越大,Rg越小,其内阻也越小.(4)电压表:符号V,用来测量电路中两点之间的电压.串联电阻分压原理如图所示是电压表内部电路图.设电压表的量程为U,扩大量程的倍数为n=U/Ug,由串联电路的特点,得:(n为量程的扩大倍数)电压表内阻,由这两个式子可知,电压表量程越大,分压电阻就越大,其内阻也越大.(5)改为欧姆表的原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix与Rx相应,因此可指示被测电阻大小(6)非抱负电表对电路的影响不能忽略,解题时应把它们看作是能显示出自身电压或电流的电阻器.①用电压表测得的电压事实上是被测电路与电压表并联后两端的电压,由于电压表内阻不也许无限大,因此测得的电压总比被测电路两端的实际电压小,表的内阻越大,表的示数越接近于实际电压值.②用电流表测得的电流,实质上是被测量的支路(或干路)串联一个电阻(即电流表内阻)后的电流.因此,电流表内阻越小,表的示数越接近于真实值.规律方法1、动态电路的分析与计算(高考热点)动态电路变化的分析是根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况,常见方法如下:(1)程序法:基本思绪是“部分→整体→部分”部分电路欧姆定律各部分量的变化情况局部变化R总I总先讨论电路中不变部分(如:r)最后讨论变化部分局部变化再讨论其它(2)直观法:即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论。=1\*GB3①任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压UR增长.(局部电阻自身电流、电压)=2\*GB3②任一个R增必引起与之并联支路电流I并增长;与之串联支路电压U串减小(称串反并同法)总结规律如下:①总电路上R增大时总电流I减小,路端电压U增大;②变化电阻自身和总电路变化规律相同;③和变化电阻有串联关系(通过变化电阻的电流也通过该电阻)的看电流(即总电流减小时,该电阻的电流、电压都减小);④和变化电阻有并联关系的(通过变化电阻的电流不通过该电阻)看电压(即路端电压增大时,该电阻的电流、电压都增大)。(3)极限法:即因变阻器滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。(4)特殊值法:对于某些双臂环路问题,可以采用代入特殊值去鉴定,从而找出结论。当R=r时,电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%,2、电路故障分析与黑盒子问题闭合电路黑盒。其解答环节是:①将电势差为零的两接线柱短接,假如黑盒内只有电阻,分析时,从阻值最小的两点间开始。②在电势差最大的两接线柱间画电源③根据题给测试结果,分析计算各接线柱之间的电阻分派,并将电阻接在各接线柱之间。=4\*GB3④断路点的鉴定:当由纯电阻组成的串联电路中仅有一处发生断路故障时,用电压表就可以方便地鉴定断路点:凡两端电压为零的用电器或导线是无端障的;两端电压等于电源电压的用电器或导线发生了断路。3、电路中的能量关系的解决要搞清以下概念:(1)电源的功率。电源消耗的功率、化学能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指εI或I2(R外+r)(2)电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指:IU或Iε一I2r或I2R外(3)电源内阻消耗的功率:I2r(4)整个电路中P电源=P外十P内4、含电容器电路的分析与计算电容器是一个储存电能的元件.在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流,一旦电路达成稳定状态,电容器在电路中就相称于一个阻值无限大(只考虑电容器是抱负的不漏电的情况)的元件,在电容器处电路看作是断路,简化电路时可去掉它.简化后若规定电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上.分析和计算具有电容器的直流电路时,需注意以下几点:(1)电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过.所以在此支路中的电阻上无电压降,因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压.(2)当电容器和用电器并联后接入电路时,电容器两极间的电压与其并联用电器两端的电压相等.(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电.假如电容器两端电压升高,电容器将充电,假如电压减少,电容器将通过与它并联的电路放电.电容器两根引线上的电流方向总是相同的,所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。⑷假如变化前后极板带电的电性相同,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;假如变化前后极板带电的电性改变,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。电学实验专题(一)测电动势和内阻(1)直接法:外电路断开时,用电压表测得的电压U为电动势E;U=E(2)通用方法:伏安法测要考虑表自身的电阻,有内外接法;=1\*GB3①单一组数据计算,误差较大=2\*GB3②应当测出多组(u,I)值,最后算出平均值=3\*GB3③作图法解决数据,(u,I)值列表,在u--I图中描点,最后由u--I图线求出较精确的E和r。(3)特殊方法(一)即计算法:画出各种电路图(一个电流表和两个定值电阻)(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)(一个电压表和两个定值电阻)(二)测电源电动势ε和内阻r有甲(内接)、乙(外接)两种接法,如图甲法中:不考虑电流表分压的影响,但是要考虑电压表分流。所测得ε和r都比真实值小,ε/r测=ε测/r真;乙法中:不考虑电压表分流的影响,但是要考虑电流表分压。ε测=ε真,且r测=r+rA。(三)电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定,单独使用A表时,读数是UA,单独使用B表时,读数是UB,用A、B两表测量时,读数是U,则ε=UAUB/(UA-U)。结论:电源内阻小的时候,用内接法;用外接法测的误差总比内接法测来得大。测电源内阻用内接法如图甲;测电动势用外接法,如图乙。电阻的测量=1\*GB3①伏安法测:要考虑表自身的电阻,有内外接法;多组(u,I)值,列表由u--I图线求。如何用作图法解决数据=2\*GB3②欧姆表测:测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)ﻫ
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)ﻫ
由于Ix与Rx相应,因此可指示被测电阻大小使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。
注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。=3\*GB3③电桥法测:=4\*GB3④半偏法测表电阻:断s2,调R1使表满偏;闭s2,调R2使表半偏.则R表=R2;GGR2S2R1S1R1SVR2电学实验专题(二)电阻的测量电路设计的基本原则是:安全性好,误差小,仪器少,耗电少,操作方便.实验电路----可分为两部分:测量电路和供电电路.一、测量电路两种方法(内、外接法)记忆决调“内”字里面有一个“大”字类型电路图R测与R真比较条件计算比较:知RvRA及Rx大体值时内AAVR大R测==RX+RA>RX适于测大电阻Rx>外AVAVRx小R测=<Rx适于测小电阻RX<测量电路(内、外接法)有三种方法=1\*GB3①直接比较法:Rx与Rv、RA粗略比较:当Rx>>RA时用内接法,当Rx<<Rv时用外接法.=2\*GB3②临界值计算法(计算比较法):Rx与(为临界值)比较:当时内、外接法均可.当,(即Rx为大电阻)时用内接法;当时,用电流表内接法.当(即Rx为小电阻)时用外接法;当时,用电流表外接法;=3\*GB3③测试判断法(实验判断法):当Rx,RA,Rv大约值都不清楚时用此法.“谁变化大,电阻就与谁近”如图所示,将单刀双掷开关S分别接触a点和b点,与a接时(I1;u1);与b接时(I2;u2)若I有较大变化(即)说明v有较大电流通过(分流影响较大),采用内接法若u有较大变化(即)说明A有较强的分压作用(分压影响较大),采用外接法说明:在测定金属电阻率电路中,由于电阻丝电阻较小,所以实验室采用电流表外接法;在测电池的电动势和内电阻,通常只采用电流表内接法.(对R来说)二、供电电路(限流式、调压式)电路由测量电路和供电电路两部分组成,其组合以减小误差,调整解决数据两方便电路图电压变化范围电流变化范围优势选择方法限流~E~电路简朴附加功耗小Rx比较小、R滑比较大,R滑全>n倍的Rx通电前调到最大调压0~E0~电压变化范围大规定电压连续可调并从0开始变化Rx比较大、R滑比较小R滑全>Rx/2通电前调到最小以“供电电路”来控制“测量电路”:采用“以小控大、以大控小”的原则R滑唯一:比较R滑与Rx控制电路Rx<R滑<10Rx限流方式分压接法R滑≈Rx两种均可,从节能角度选限流R滑不唯一:实难规定拟定控制电路R滑实验规定:=1\*GB3①负载两端电压变化范围大。=2\*GB3②负载两端电压规定从0开始变化。=3\*GB3③电表量程较小而电源电动势较大。有以上3种规定都采用调压供电。无特殊规定都采用限流供电特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲,以便能减小误差的连接方式为好.电路设计具有培养和检查发明性思维能力、分析综合能力以及实验能力等多方面的能力的特点,它涉及测量电阻值Rx、电阻率ρ,电功率p和电源电动势E、内阻r.有下列几种情况的一定要用分压法:(1)被调节的用电器的电压或电流一定要从0开始连续调节(2)采用限流电路时,电路中的最小电流仍超过电表量程或超过元件允许的最大电流时(3)在给予的滑动变阻器的电阻远小于用电器的电阻时在可用分压法也可用限流法时,用限流法一般节省能耗,连线方便。但是在不强调能耗的情况下,绝大多数都可用分压法。分压法更要考虑变阻器的最大电流不得超过其限度二、选实验试材(仪表)选用和电路实物图连接,(1)仪器的选择一般应考虑三方面因素:(原则:表不超程、电器不超压)=1\*GB3①安全因素,如通过电源和电阻的电流不能超过其允许的最大电流.=2\*GB3②误差因素,如选用电表量程应考虑尽也许减小测量值的相对误差;选量程的原则:电压表、电流表尽也许使指针接近满刻度的中间量程,其指针应偏转到满刻度的1/3~2/3之间;使用欧姆表测电阻时宜选用指针尽也许在中间刻度附近的倍率挡位.选择滑动变阻器要考虑它的额定电流,然后对采用分压法的滑动变阻器选总阻值较小的,对采用限流法的滑动变阻器的总阻值选比电路中的电阻稍大些为好。对于滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采用。=3\*GB3③便于操作,如选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验规定,又便于调节,滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线,否则不便于操作.方法:先估算电路中最大值,初定仪器的规格和接法;再算的变化范围,拟定限流还是调压供电,和滑动变阻器规格。(2)选择仪器的一般环节是:根据实验规定设计合理的实验电路;根据电路选择滑动变阻器;选定电源,选择电压表和电流表以及所用的量程.(3)连接实物图的基本方法是:按题设实验规定先画电路图,能把实物组装连接成实验电路。连接各元件(按先串再并的连线顺序);精心按排操作环节,过程中需要测?物理量,结果表达式中各符号的含义.①画出实验电路图;②分析各元件连接方式(先串再并的连线顺序),明确电表量程;③画线连接各元件,一般先从电源正极开始,到开关,再到滑动变阻器等,先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上。(按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来;另一方面将要并联的元件再并联到电路中去);画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填。连接完毕,应进行检查,检查电路也应对照电路图按照连线的方法和顺序进行.(4)注意事项:表的量程选对,正负极不能接错;导线应接在接线柱上,且不能分叉;不能用铅笔画用伏安法测小电珠的伏安特性曲线:测量电路用外接法,供电电路用调压供电。(5)实物图连线技术无论是分压接法还是限流接法都应当先把伏安法部分接好;即:先接好主电路(供电电路).对限流电路,只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。对分压电路,应当先把电源、电键和滑动变阻器的所有电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根据伏安法部分电表正负接线柱的情况,将伏安法部分接入该两点间。实物连线的总思绪画出电路图→分压(滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端)电表的正负接线柱连滑动变阻器→限流(一般连上一接线柱和下一接线柱)→连接总回路:总开关一定接在干路中abA1abA1AA2PEr补充:滑动变阻器的两种特殊接法(要特别引起重视):⑴右图电路中,当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中,到达中点位置时外电阻最大,总电流最小。所以电流表A的示数先减小后增大;可以证明:A1的示数一直减小,而A2的示数一直增大。IIRXabUPIXI/r⑵右图电路中,设路端电压U不变。当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中,总电阻逐渐减小;总电流I逐渐增大;RX两端的电压逐渐增大,电流IX也逐渐增大(这是实验中常用的分压电路的原理);滑动变阻器r左半部的电流I/先减小后增大。在”伏安法测电阻”和“伏安法测电池电动势和内阻”的实验中,一般选用总阻值较小的滑动变阻器,前者可方便调节,由于电阻丝的电阻很小;后者可减少误差,由于它与大阻值的电压表并联,使流过电压表的电流较小,电流表测的值更接近干路上的总电流。此外这两个实验的电压与电流都不大,电表量程一般取3V与0.6A的量程。电路故障问题的分类解析1.常见的故障现象断路:是指电路两点间(或用电器两端)的电阻无穷大,此时无电流通过,若电源正常时,即用电压表两端并联在这段电路(或用电器)上,指针发生偏转,则该段电路断路,如电路中只有该一处断路,整个电路的电势差所有降落在该处,其它各处均无电压降落(即电压表不偏转)。短路:是指电路两点间(或用电器两端)的电阻趋于零,此时电路两点间无电压降落,用电器实际功率为零(即用电器不工作或灯不亮,但电源易被烧坏)2.检查电路故障的常用方法电压表检查法:当电路中接有电源时,可以用电压表测量各部分电路上的电压,通过对测量电压值的分析,就可以拟定故障。在用电压表检查时,一定要注意电压表的极性对的和量程符合规定。电流表检查法:当电路中接有电源时,可以用电流表测量各部分电路上的电流,通过对测量电流值的分析,就可以拟定故障。在用电流表检查时,一定要注意电流表的极性对的和量程符合规定。欧姆表检查法:当电路中断开电源后,可以运用欧姆表测量各部分电路的电阻,通过对测量电阻值的分析,就可以拟定故障。在用欧姆表检查时,一定要注意切断电源。试电笔检查法:对于家庭用电线路,当出现故障时,可以运用试电笔进行检查。在用试电笔检查电路时,一定要用手接触试电笔的上金属体。电学实验专题(三)多用电表的使用与读数1.多用电表的读数电流表、电压表的刻度是均匀的,读数时应注意量程;欧姆表的刻度是不均匀的,读数时应注意乘倍率。2.多用电表使用的几个注意事项(1)电流的流向:由于使用多用电表时不管测量什么,电流都要从电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流出,所以使用欧姆挡时,多用电表内部电池的正极接的是黑表笔,负极接的是红表笔。(2)要区分“机械零点”与“欧姆零点”:“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,断电的时候用表盘下边中间的指针定位螺丝调整;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,打开电源表笔短接用欧姆调零旋钮调整。(3)测电阻时每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零。(4)选倍率:测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度不均匀,使用欧姆挡测电阻时,指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间的一段刻度范围。(5)测电阻时要将电阻与其他元件断开。测电阻时不要用手接触多用电表的表笔。(6)多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。ﻬ电路习题1.(2023·北京理综)如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表达0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的eq\f(1,2);R2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A的表盘刻度表达流过接线柱1的电流值,则下列分析对的的是()A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表达0.04AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表达0.02AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表达0.06AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表达0.01A含容电路问题2.(2023·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定期,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A.eq\f(2,5)B.eq\f(1,2)C.eq\f(3,5)D.eq\f(2,3)3.(2023·湖南浏阳一中月考)在如图所示的电路中,当闭合开关S后,若将滑动变阻器的滑片P向下调节,则对的的是()A.电压表和电流表的示数都增大B.灯L2变暗,电流表的示数减小C.灯L1变亮,电压表的示数减小D.灯L2变亮,电容器的带电量增长4.(2023·辽宁沈阳高三质量监测)如图所示的电路,R1、R2、R3是定值电阻,R4是滑动变阻器,电源内阻不可忽略。闭合开关,在电路稳定后,将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动的过程中()A.电压表达数变小B.电容器放电C.电源的总功率变小D.通过滑动变阻器的电流变大5.(2023·陕西西安一中模拟)(多选)如图所示,I为电流表达数,U为电压表达数,P为定值电阻R2消耗的功率,Q为电容器C所带的电荷量,W为电源通过电荷量q时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中,下列图象能对的反映各物理量关系的是()解析AB变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中,接入电路的电阻减小,电路中电流增大,R2消耗的功率为P=I2R,P∝I2,故A对的;电容器C的电压UC=E-I(R2+r),电荷量Q=CUC=C[E-I(R2+r)],则eq\f(ΔQ,ΔI)=-C(R2+r),保持不变,则Q-I图象是向下倾斜的直线,故B对的;电压表达数U=E-Ir,U-I图象应是向下倾斜的直线,故C错误;电源通过电荷量q时电源做的功W=qE,E是电源的电动势,则W-I是过原点的直线,故D错误。6.(2023·黑龙江双鸭山一中考试)如图,电路中电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,小灯泡的伏安特性曲线如图所示。当开关闭合后,下列说法中对的的是()A.L1的电流为L2电流的2倍B.L3的电阻约为0.33ΩC.L3的电功率约为1.20WD.L2和L3的总电功率约为3W7.(2023·河北衡水冀州中学一轮)(多选)如图所示电路中,电源电动势为E内阻为r,当滑动变阻器R2滑动端向右滑动后,抱负电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2,抱负电压表达数变化量的绝对值为ΔU。下列说法中对的的是()A.电压表V的示数减小B.电流表A2的示数变小C.ΔU与ΔI1比值一定小于电源内阻rD.ΔU与ΔI2比值一定小于电源内阻r解析BC当滑动变阻器滑动端向右滑动后,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则总电流减小,所以电流表A2的示数减小。根据串联电路分压的特点分析可知,并联部分电压增大,即电压表V的示数增大,故A错误,B对的;根据并联电路的电流规律I2=I1+I,A2的示数I2变小,通过定值电阻R1的电流增大,则A1的示数I1变小,所以ΔI1一定大于ΔI2。电压表测量路端电压,根据闭合电路欧姆定律U=E-I2r可知,eq\f(ΔU,ΔI2)=r,而ΔI1大于ΔI2,所以eq\f(ΔU,ΔI1)<r,故D错误,C对的。电流元问题8.(2023·安徽理综,17,6分)(难度★★)一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷 量为e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为()A.eq\f(mv2,2eL) B.eq\f(mv2Sn,e) C.ρnev D.eq\f(ρev,SL)解析:欧姆定律I=eq\f(U,R),电流的微观表达式I=neSv,电阻定律R=ρeq\f(L,S),则金属棒内场强大小为E=eq\f(U,L)=eq\f(IR,L)
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