高中必修第三册第4章《本章综合与测试》复习课名师优质课ppt课件-高中物理课件

第四章闭合电路欧姆定律与科学用电复习课知识体系一、闭合电路中的基本概念1．电动势(1)大小：电源的电动势在数值上等于电源没有接入外电路时_______的电压．电源电动势用符号E表示，单位与电压相同，为_______，符号为.(2)意义：电源电动势是描述电源将的能转化为能本领大小的物理量．它是电源的特征量，只与电源本身的因素有关．两极间伏特V其他形式电[基本知识和方法]2．电源的有关功率和电源的效率(1)电源的总功率：P总＝________＝________．(2)电源的输出功率：P出＝________．(3)电源内部的发热功率：P′＝________.(4)电源的效率：η＝____＝______，对于纯电阻电路η＝R/(R＋r)＝_______.IEI(U内＋U外)IU外I2r二、闭合电路欧姆定律(1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比．(2)公式：I＝_______.(适用于纯电阻电路)(3)常用的变形公式公式：E＝___________或U＝E－Ir.(适用于任何电路)U外＋U内

三、电源输出功率和路端电压的关系当外电路是纯电阻时：(1)当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝_____.(2)当R＞r时，随着R增大，P．(3)当R＜r时，随着R增大，P．当U=减小增大四、闭合电路的动态分析问题1.常见思路由部分电路电阻变化推断外电路总电阻R外的变化，再由闭合电路的欧姆定律I总＝E/(R外＋r)讨论干路电流I总的变化，最后再根据具体情况分别确定各元件上其他量的变化情况．2．常用三种分析方法(1)程序法：“部分→整体→部分”(2)结论法——“串反并同”“串反”是指：某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大．“并同”是指：某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小．(3)极值法对含有可变电阻的电路，当可变电阻的阻值变化而导致电路出现动态变化时，可将可变电阻的阻值推到极端(0或最大)，然后对电路加以分析从而得出正确结论．五：实验1.实验原理如图甲所示(伏安法),改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路欧姆定律U=E-Ir求出几组E、r值,最后分别算出它们的平均值.用作图法来处理数据,即在坐标纸上I为横轴、U为纵轴,根据测出的几组I、U值画出U-I图象,如图乙所示,所得直线跟纵轴的交点为电动势E的值,图线斜率的绝对值为内阻r的值.实验1.测量电源电动势和内阻2.注意事项(1)为了使电源的路端电压变化明显,电源的内阻宜大些,可选用已经使用一段时间的干电池作为待测对象.(2)干电池在大电流放电后,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大.因此,实验中不要将I调得过大,读电表示数要快,每次读完立即断电.(3)干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小,在画U-I图象时纵轴刻度可以从某一个恰当值开始(横轴刻度必须从零开始).此时,图线与横轴的交点不再是短路电流,但是直线斜率的绝对值仍然是干电池内阻.(4)测出不少于6组(I,U)数据,且变化范围要大些.3.误差分析(1)偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I

图象时描点不准确.考点2用多用电表测量电学量(1)外观:多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程,外形如图甲所示,上半部分为表头,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分是选择开关,周围标有测量功能的区域及量程.将选择开关旋转到电流挡,多用电表内的电流表电路就被接通;选择开关旋转到电压挡或电阻挡,表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通.在不使用时,应把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高挡.(2)结构:图乙是简化的多用电表电路图.它由表头、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及转换开关S等部分组成.测量时,黑表笔插入“-”插孔,红表笔插入“+”插孔,并通过转换开关接入与待测量相应的测量端.使用时,电路只有一部分起作用.其中1、2为电流测量端,3、4为电阻测量端,5、6为电压测量端.3.多用电表的读数方法(1)测电压和电流的读数测电压和电流时,如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等,读数时应读到最小刻度的下一位,如果所读表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可.(2)欧姆表的读数欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘,读数时应注意如下几个方面:①左∞右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合.②刻度不均匀:左密右疏.③欧姆挡是倍率挡,即读出的示数再乘以挡上的倍率.电流、电压挡是量程范围挡.在不知道待测电阻的估计值时,应先从中等倍率开始试测,熟记:指针偏角太小,换大倍率挡;指针偏角太大,换小倍率挡.(6)测电阻时:①待测电阻与电路、电源一定要断开.②两手一定不要同时接触两表笔金属杆.③指针指中值附近较准,否则换挡.④每换一挡必须重新欧姆调零.⑤读出示数要乘以倍率.(7)测电学黑箱时,一定要先用大量程电压挡判断其内部有无电源,无电源方可用欧姆挡.(8)使用完毕,选择开关要置于OFF挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池.例1.在如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑动触头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,电流表示数变小例题分析A.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6WB.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6WC.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A,此时每盏小灯泡的电功率为0.26WD.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A,此时每盏小灯泡的电功率为0.4W【解析】若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A,则电源输出电流为I=0.4A,由闭合电路欧姆定律计算得,此时小灯泡两端电压为U=E-I(R+r)=3V。由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.2A时,小灯泡两端电压约为1.3V,显然通过每盏小灯泡的电流强度不可能为0.2A,A、C错误;若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A,由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.3A时小灯泡两端电压为2.0V,电阻R和内阻r上的电压为3.0V,此时每盏小灯泡的电功率为P=UI=0.6W,B正确,D错误。答案：B例3.某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表－欧姆表(1)先用如图a所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图b所示的位置，则电压表的读数为________V。由以上数据可得电压表的内阻Rv＝______kΩ；(2)将图a的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：将两表笔断开，闭合开关，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为____(填“0”或“∞”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为______kΩ；(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将________。A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定【解析】(1)由图(b)所示电压表表盘可知，其分度值为0.1V，示数为1.50V；电源内阻不计，由图(a)所示电路图可知，电源电动势：E＝U＋IR＝U＋R，由题意可知：E＝3＋×3000，E＝1.5＋×12000，解得：RV＝6000Ω＝6kΩ，E＝4.5V(2)两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为∞，当指针指向3V时，此时电阻箱的阻值为R＝3kΩ，当电压表示数为1V时，由解得Rx＝1kΩ。(3)设电池内阻为r时，电阻箱电阻调为R，电压表满偏，则当电池内阻变为r′时，电阻箱电阻调为R′，电压表满偏，则以上两式可知，r＋R＝r′＋R′当测某个电阻Rx时，有比较可知，若电压相同则R′x＝Rx，即测量结果不变，C正确。【答案】(1)1.50

6

(2)∞

1

(3)C例4.某同学在练习使用多用电表时连接的电路如甲图所示：(1)若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________(选填“R1”或“R2”)的电流；(2)若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，则测得的是________。A．R1的电阻B．R2的电阻C．R1和R2的串联电阻D．R1和R2的并联电阻(3)将选择倍率的旋钮拨至“×10”的挡时，测量时指针偏转角很大，为了提高测量的精确度，应将选择开关拨至________挡(选填“×100”或“×1”)，将两根表笔短接调节调零旋钮，使指针停在0Ω刻度线上，然后将两根表笔分别接触待测电阻的两端，若此时指针偏转情况如图丙所示，则所测电阻大小为________Ω。(4)乙图是该多用表欧姆挡“×100”内部电路示意图，电流表满偏电流为1.0mA、内阻为10Ω，则该欧姆挡选用的电池电动势应该为________V。【解析】(1)由电路图可知多用电表与R1串联，所以多用电表作为电流表时，测量的是通过R1的电流。(2)断开电路的开关，R1和R2串联，多用电表接在其两端，测量的是R1和R2串联的总电阻。(3)将选择倍率的旋钮拨至“×10”挡时，指针偏转角度过大，说明所选的挡位太大，为准确测量电阻，应该换小挡位的，应选“×1”挡。挡位选“×1”时，表盘的刻度值就是电阻的阻值，即为16Ω。(4)将选择倍率的旋钮拨至“×100”挡时，欧姆表的中值电阻为R中＝15×100Ω＝1500Ω，所以电源的电动势为E＝IgR中＝1.0×10－3×1500V＝1.5V。【答案】(1)R1

(2)C

(3)×1

16

(4)1.5例5.如图所示,已知电源电动势E=5V,内阻r=2Ω,定值电阻R1=0.5Ω,滑动变阻器R2的阻值范围为0~10Ω.求:1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时,电阻R1消耗的功率最大?最大功率是多少?(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?最大功率是多少?(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?最大功率是多少?课堂训练1．(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，Ⓐ为理想电流表。开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，在P向上移动的过程中，下列说法正确的是(

)A．Ⓐ表的示数变大B．油滴向上加速运动C．G中有b→a的电流D．电源的输出功率一定变大解析：油滴静止时，它所受的重力等于向上的电场力mg＝d(qUC)，在P向上移动的过程中，滑动变阻器的有效电阻变大，电路的总电阻变大，由闭合电路欧姆定律知，电路的总电流I变小，路端电压U外变大，则选项A错误；而电阻R1两端的电压U1＝IR1变小，由U外＝U1＋U并知，U并变大，UC＝U并变大，油滴所受电场力变大，将向上加速运动，QC＝CU并变大，电容器C充电，电流方向由b→a，则选项B、C正确。电源的输出功率变化不确定，选项D错误。答案：BC2.如图所示,E为内阻不能忽略的电池的电动势,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合,现将S断开,则()【解析】当S断开时,外电阻变大,总电流I变小,路端电压U外变大,所以电压表的示数变大;总电流变小,电阻R1上的电压U1减小,而路端电压变大,电阻R3上的电压变大,所以电流表的示数变大。所以B项正确。答案：B3.如图所示的电路中,R1=9Ω,R2=30Ω,S闭合时,电压表V的示数为11.4V,电流表A的示数为0.2A;S断开时,电流表A的示数为0.3A(各表均为理想电表),求:

(1)R3的电阻值。(2)电源的电动势E和内阻r。【解析】(1)根据欧姆定律得:S闭合时,电阻R2两端的电压U2=I2R2=0.2×30V=6V则R1两端的电压U1=U-U2=(11.4-6)V=5.4V答案:(1)15Ω(2)12V1Ω4.用电流表和电压表测一节干电池的电动势E和内电阻r,待测干电池的电动势约1.5V、内电阻不大于1.0Ω,要求干电池放电电流不得超过0.6A,可供选择的器材除开关、导线外,还有: A.电压表(量程0～3V,内电阻约3kΩ)B.电压表(量程0～15V,内电阻约15kΩ)C.电流表(量程0～0.6A,内电阻约0.1kΩ)D.电流表(量程0～3A,内电阻约0.02kΩ)E.滑动变阻器(最大电阻50Ω,额定电流1.5A)F.滑动变阻器(最大电阻200Ω,额定电流1.5A)(1)实验中电压表应选用______、滑动变阻器应选____。(填序号)(2)下列是三个同学分别在实验中记录的电流表测量值:甲同学:0.02A、0.06A、0.08A、0.15A、0.20A乙同学:0.10A、0.20A、0.30A、0.40A、0.50A丙同学:0.10A、0.40A、0.50A、0.80A、1.00A其中______同学在控制实验条件、适当选取实验数据方面做得最好。(3)根据测得的数据作出如图所示的图线,则待测干电池的电动势E=______V,内电阻r=______Ω。【解析】(1)因为待测干电池的电动势约1.5V,为测量准确,电压表应选A;滑动变阻器一般选阻值较小的,选E。(2)要求干电池放电电流不得超过0.6A,在记录的电流表测量值的最大值中,甲同学的0.20A偏小,丙同学的1.00A偏大,乙同学0.50A接近而不超过,符合要求。(3)由U-I图像可知E=1.5V,r==Ω=0.6Ω。答案:(1)AE(2)乙(3)1.50.65.用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一个表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的