1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-1 第二章 恒定电流成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 恒定电流 第二章 1.1.1 集合的概念第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 章末小结第二章 第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 规律方法 2触及高考 3考题探析 4临场练兵 5知识结构 1第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 知识结构第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习
2、指导 人教版 物理 选修3-1 规律方法第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 一、电路故障问题的分析电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：1仪表检测法(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该电路被短路。若电压表示数不为零，则该电路没有被短路或不完全被短路。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理
3、 选修3-1 2假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。第二章 章末小结成才之路 高中新课程
4、 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的_挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的_挡。(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明_可能有故障。(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。_第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 解析：(1)当连接点1、2已接好时，电路中已有电压存在，故需用电压挡来检测电路。当连接点1、2同时断开时，电路中没有电源提供电压，要检测电路故障，只有通过测各段电路的电阻是否异常，故采
5、用欧姆挡。(2)当电路中两点间有电压时，这表明在此两点之外的电路与电源两极是接通的。当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时，就可以确定断路位置在此两点之间。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (3)调到欧姆挡；将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；测量小灯泡的电阻。如电阻无穷大，表明小灯泡有故障。答案：(1)电压 欧姆(2)开关或连接点5、6(3)见解析第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 二、电路中的能量转化在闭合电路中，电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能，在整个电路中，通过电场力做功又
6、将电能转化为其他形式的能。电源为整个电路提供的电功率P总EI，其中内阻的发热功率P内I2r，电源的输出功率P出UIP总P内，电源的效率P出P总UE。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 1纯电阻电路在纯电阻电路中，电功等于电热，电功率等于热功率，即PUII2RU2R。2非纯电阻电路在非纯电阻电路中，电功大于电热，电功率大于热功率，即UIP热I2R。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 规格为“220V 36W”的排气扇，线圈电阻为40，求：(1)接上220V电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上电源后
7、，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 解析：(1)排气扇在220V电压下正常工作电流IPU 36220A0.16A发热功率P热I2R(0.16)240W1W转化为机械能的功率P机PP热(361)W35W。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (2)扇叶被卡住不能转动后，电机相当于纯电阻，电能全部转化为热能，此时通过排气扇电流IUR22040 A5.5A电机消耗的功率等于发热功率PP热IU5.5220W1210W由于发热量很大，将很快烧坏电动机线圈。答案：(1)P热1W
8、 P机35W(2)P机P热1210W。点评：电机被卡住不能转动，电能不再转化为机械能，完全转化成内能。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 三、闭合电路的分析与计算1闭合电路欧姆定律研究闭合电路，主要物理量为E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量，闭合电路欧姆定律的表达形式有：(1)EU外U内(2)I ERr(I、R间关系)第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (3)UEIr(U、I间关系)(4)U RRrE(U、R间关系)从(3)式看出：当外电路断开时(I0)，路端电压等于电动势。当外电路短路时(R0)电流最大为
9、ImE/r短路电流。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 2电源的功率和效率(1)功率：电源的功率(电源的总功率)PEEI；电源的输出功率P出UI；电源内部消耗的功率PrI2r。(2)电源的效率：PPEUE，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为PmE24r。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 3电路的动态分析分析依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系，常用规律：(1)变化电阻本身和总电路变化规律相同；(2)总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大；(3)和变化电阻有串联
10、关系的看电流，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看电压，即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 4闭合电路的UI图象图中a为电源的UI图象，b为外电阻的UI图象。两者的交点坐标表示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示输出功率；a的斜率的绝对值表示电源内阻大小；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；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。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (河南洛阳一
11、中20142015学年高二上学期检测)如图甲所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是()第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 A图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况B图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C此过程中电压表V1示数的变化量U1和电流表示数变化量I的比值变大D此过程中电压表V3示数的变化量U3和电流表示数变化量I的比值不变第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修
12、3-1 解析：当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，可知路端电压增大，即知电压表V1示数增大，电压表V2的示数减小，电压表V3的示数增大，则知，图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况，图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况故AB正确。由闭合电路欧姆定律得U1EIr，则|U1I|r，保持不变，故C错误。由闭合电路欧姆定律得U3EI(rR1)，则|U3I|R1r。故D正确。答案：ABD第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 四、电学实验中的几个问题1进行仪器选择、电路设计时，应
13、注意以下原则：(1)安全性原则：所选元件在电路中不能被损坏，如电压表或电流表的电路中时，各对应物理量不超过它们的量程。(2)目的性原则：所设计的电路应能够达到实验的目的。(3)准确性原则：选取仪器或器材时应考虑减小系统误差，如电压表或电流表的指针偏转应尽可能指在中间刻度附近。(4)方便操作原则：所设计的实验容易达到实验目的，且又简捷、方便。(5)经济实惠原则：所设计的电路中所用的仪器应在大多数实验室能找到，本原则也可称为可实施原则。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 2电压表、电流表及多用电表的读数(1)电压表、电流表和多用电表的直流电压、直流电流挡的读数
14、，要看清选择的量程和分度值。(2)多用电表的欧姆挡的读数要看清选择的倍率，如：1、10、100等。3实验仪器的选取(1)电源允许通过的最大电流要大于电路中的实际电流。(2)用电器的额定电流应大于或等于通过它的实际电流。(3)电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 4电路的选取(1)伏安法测电阻时，电路有内外两种接法：当RVRxRxRA时选电流表外接法；当RVRx”、“”或“断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RVRV。
15、解析：(1)由于R1的总阻值远小于测量电路总电阻，故控制电路采用分压式接法，电路图见答案。(2)(3)见答案。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 4(2015浙江理综，22)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (1)根据图1画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的、所示，电流表量程为0.6 A，电压表量程为 3 V。所 示 读 数 为：_、_、_、
16、_.两组数据得到的电阻分别为_和_。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 答案：(1)如图(2)0.10A 0.24A 2.00V 0.27 V(8.30.1)(2.70.1)(后两空如填为(2.70.1)和(8.30.1)也行)第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 解析：(1)从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故电路图如图所示第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (2)电流表的量程为0.6 A，所以每小格表示的分度值为0.02 A，故的读数
17、为0.10 A，的读数为0.24 A，电压表的量程为3 V，则每一小格表示0.1 V，所以的示数为2.0 V，的示数为0.27 V，电压小，两端的电流小，故为同一组数据，故得到的电阻为R0.270.1 2.7，为另外一组数据，故得到的电阻为R 2.00.248.3。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 5(2015天津理综，9)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A电流表：量程0.6 A，内电阻约1 B电流表：量程3 A，内电阻约0.2 C电压表：
18、量程3 V，内电阻约30 kD电压表：量程6 V，内电阻约60 kE滑动变阻器：01000，额定电流0.5 AF滑动变阻器：020，额定电流2 A第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)。(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路为了使测量误 差 尽 可 能 小，还 需 在 电 路 中 用 导 线 将 _ 和_ 相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 第二章 章末小结
19、成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标。答案：A D F a d c g f h1U 1R或U UR或RU R(横纵坐标互换亦可)第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 解析：(1)此次实验电流表内阻对实验没有影响，选择小量程电流表，减小读数误差；串联电池的电动势约为4.5 V，电压表应选择D项；接入电路中的电阻在满足要求的条件下不宜过大，容易调节，故滑动变阻器应选F。(2)电压表的内阻相对滑动变阻器的内阻较大，流经电压表的电流可以忽略不计，所以选择电流表内接法，以减小误差。第二章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (3)按照题意连接电路后，电动势的表达式为EUURr，1U1E rE1R，电池的电动势和内阻为定值，故可以作出 1U关于 1R的图象，图象为一条直线。同理，将电动势表达式写成UEURr的形式则可以作出U关于UR的图象，该图象也为一条直线。