2020-2021學(xué)年高中物理 第4章 閉合電路歐姆定律與科學(xué)用電 階段提升課學(xué)案 魯科版必修3

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第4章 閉合電路歐姆定律與科學(xué)用電 階段提升課學(xué)案 魯科版必修32020-2021學(xué)年高中物理 第4章 閉合電路歐姆定律與科學(xué)用電 階段提升課學(xué)案 魯科版必修3年級(jí)：姓名：- 10 -第4章知識(shí)體系思維導(dǎo)圖考點(diǎn)整合素養(yǎng)提升 考 點(diǎn)電動(dòng)勢(shì)角度1對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解(難度)1.物理意義:對(duì)于不同電源,電動(dòng)勢(shì)不同,表示將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)不同。其實(shí)質(zhì)是非靜電力做功的本領(lǐng)不同,即把相同數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極,非靜電力做功的多少不同。2.決定因素:e的大小由電源自身的性質(zhì)決定。3.標(biāo)量:為了研究問題方便,規(guī)定電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)殡娫磧?nèi)部電流方向,即由電源負(fù)極

2、指向正極,但電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量。角度2電動(dòng)勢(shì)與電壓的比較(難度)區(qū)別電源電動(dòng)勢(shì)e在數(shù)值上等于電源移動(dòng)單位正電荷消耗的化學(xué)能(或其他形式能),其大小反映了電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。電勢(shì)差u在數(shù)值上等于在電場(chǎng)中移動(dòng)單位電荷電勢(shì)能的變化量,反映把電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)。電動(dòng)勢(shì)表征電源的性質(zhì),電勢(shì)差表征電場(chǎng)的性質(zhì)。聯(lián)系電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路斷開時(shí),電源兩極間的電壓。提醒:因?yàn)殡妷号c電動(dòng)勢(shì)的單位相同,容易誤認(rèn)為兩者是同一物理量,兩者從能量轉(zhuǎn)化的角度來說有本質(zhì)的區(qū)別。1.關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì),下面敘述不正確的是()a.同一電源接入不同電路,電動(dòng)勢(shì)不會(huì)發(fā)生變化b.電動(dòng)勢(shì)等于閉合電路中接在電源兩極間的電壓

3、表測(cè)得的電壓c.電源的電動(dòng)勢(shì)反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小d.在外電路接通時(shí),電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路上的電壓之和【解析】選b。電動(dòng)勢(shì)反映電源本身的特性,與外電路的結(jié)構(gòu)無關(guān),即同一電源接入不同的電路,電動(dòng)勢(shì)不會(huì)變化,故a正確;閉合電路中接在電源兩極間的電壓表測(cè)得的電壓為路端電壓,即外電壓,小于電源電動(dòng)勢(shì),故b錯(cuò)誤;電源的電動(dòng)勢(shì)是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量,故c正確;在閉合電路中,在外電路接通時(shí),電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路上的電壓之和,故d正確。本題選擇不正確的,故選b。2.(多選)手電筒的兩節(jié)干電池,已經(jīng)用了較長(zhǎng)時(shí)間,小燈泡只能發(fā)出很微弱的光,把它們?nèi)〕鰜?用

4、電壓表測(cè)電壓,電壓表示數(shù)很接近3 v,再把它們作為一個(gè)電子鐘的電源,電子鐘能正常工作。下列說法正確的是()a.這兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)減小了很多b.這兩節(jié)干電池的內(nèi)電阻增加較大c.這臺(tái)電子鐘的額定電壓一定比手電筒里的小燈泡額定電壓小d.這臺(tái)電子鐘正常工作時(shí)的電流一定比手電筒里的小燈泡正常工作時(shí)的電流小【解析】選b、d。舊電池與新電池相比較,電動(dòng)勢(shì)幾乎不變,但內(nèi)阻增大許多,a錯(cuò)b對(duì);新舊電池均能使電子鐘正常工作,雖然電池內(nèi)阻變化,但輸出電壓幾乎不變,只能是電子鐘電阻很大,額定電流很小,故c錯(cuò)d對(duì)。 考點(diǎn)1閉合電路歐姆定律角度1閉合電路的動(dòng)態(tài)分析(難度)1.程序法:遵循“局部整體局部”的思路,按以下步

5、驟分析:2.極限法:對(duì)于因滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題,可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端來討論。此時(shí)要注意是否出現(xiàn)極值情況,即變化是否是單調(diào)變化。3.結(jié)論法:“串反并同” ,應(yīng)用條件為電源內(nèi)阻不為零。(1)所謂“串反”,即某一電阻的阻值增大時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小,反之則增大。(2)所謂“并同”,即某一電阻的阻值增大時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大,反之則減小。角度2含容電路的分析與計(jì)算(難度)1.確定電容器和哪個(gè)電阻并聯(lián),該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓。2.當(dāng)電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時(shí),此電路兩

6、端電壓即為電容器兩端電壓。3.當(dāng)電容器與電源直接相連時(shí),電容器兩極板間電壓即等于電源電動(dòng)勢(shì)。(多選)在如圖所示的電路中,開關(guān)閉合后,燈泡l能正常發(fā)光。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)后,下列判斷正確的是()a.定值電阻r0兩端的電壓變大b.燈泡l變暗c.電源的總功率增大d.電容器c的電荷量增大【解析】選b、d。當(dāng)電路穩(wěn)定后,電容器這一支路沒有電流,相當(dāng)于支路發(fā)生斷路,所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)后,定值電阻r0兩端的電壓始終為零,故a錯(cuò)誤;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)后,r增大,由閉合電路歐姆定律知電路中的電流減小,則燈泡l將變暗,故b正確;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)后,r增大,由閉合電路歐姆定律知

7、電路中的電流減小,電源的總功率p=ei,則電源的總功率減小,故c錯(cuò)誤;路端電壓為u=e-ir,i減小時(shí),u增大,則電容器兩極板間的電壓增大,電容器電量為q=cu,則q增大,故d正確。故選b、d。 考點(diǎn)2u-i圖像角度1電源的u-i圖像(難度)1.縱軸截距等于電源的電動(dòng)勢(shì)e,橫軸截距等于外電路短路時(shí)的電流im=。2.圖線斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻r=。角度2兩類u-i圖像的比較(難度)電源的u-i圖像電阻的u-i圖像圖形物理意義電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系截距(1)與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)e(2)與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流過坐標(biāo)軸原點(diǎn),表示沒有電壓時(shí)電流

8、為零斜率電源內(nèi)阻r=|=電阻的阻值r=面積電源的輸出功率p出=ui電阻消耗的功率pr=ui點(diǎn)坐標(biāo)u、i的比值表示外電阻的大小,不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大,表示此電阻的大小聯(lián)系在同一坐標(biāo)系中,兩圖線交點(diǎn)的坐標(biāo)為(un,in),則其坐標(biāo)值表示用該電源與該電阻組成回路時(shí)的路端電壓和電路中的電流,也表示電阻兩端電壓及其電流;p=inun表示此時(shí)電源的輸出功率,也表示此時(shí)電阻的實(shí)際功率(多選)如圖所示的u-i圖像中,直線為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,直線為某一電阻r的u-i圖線,用該電源直接與電阻r連接成閉合電路,由圖像可知()a.r的阻值為1.5 b.電源電動(dòng)勢(shì)為3 v,內(nèi)

9、阻為0.5 c.電源的輸出功率為3.0 wd.電源內(nèi)部消耗功率為1.5 w【解析】選a、d。電阻r的u-i圖線的斜率等于電阻r的阻值,r=1.5 ,選項(xiàng)a正確;由電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線知e=3.0 v,圖線的斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻,r=1.5 ,選項(xiàng)b錯(cuò)誤;電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線和電阻r的u-i圖線交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積表示電源的輸出功率,p出=ui=1.51.0 w=1.5 w,選項(xiàng)c錯(cuò)誤;由ei=p出+p內(nèi)解得電源內(nèi)部消耗的功率為p內(nèi)=ei-p出=3.01.0 w-1.5 w=1.5 w,選項(xiàng)d正確。 考 點(diǎn)實(shí)驗(yàn)基本原理與操作角度1儀器的選擇(難度)1.電壓表、電流表的選擇

10、:估算電路中的電流或電壓,指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上。若無法估算電路中的電流或電壓,則應(yīng)先選用較大的量程,再逐步減小量程。2.滑動(dòng)變阻器的選擇:(1)選擇的原則。(2)都不超出允許通過的最大電流的情況下,選擇阻值范圍小的;分壓接法選擇阻值范圍小的。角度2電表的讀數(shù)(難度)1.電流表、電壓表的讀數(shù)電流表電壓表符號(hào)參數(shù)量程:00.6 a,03 a內(nèi)阻:小于1 量程:03 v,015 v內(nèi)阻:3 k,15 k讀數(shù)方法視線垂直于刻度盤表面,一般都需估讀,3 a量程估讀到最小分度的,0.6 a 量程估讀到最小分度的視線垂直于刻度盤表面,一般都需估讀,3 v量程估讀到最小分度的,15 v 量程估讀到最小分度

11、的2.歐姆表的讀數(shù):電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。提醒:(1)歐姆表選用“1 ”倍率時(shí),要估讀到下一位,其余情況都不用估讀。(2)測(cè)電壓、電流時(shí)的讀數(shù),要注意其量程,根據(jù)量程確定精確度,精確度是1、0.1、0.01時(shí)要估讀到下一位,精確度是2、0.2、5、0.5時(shí),不用估讀到下一位。角度3實(shí)物圖連線(難度)1.限流式電路,一般是從電源的正極開始,把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器以及測(cè)量電路順次連接起來即可。2.分壓式電路,應(yīng)先將電源、開關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻用導(dǎo)線連接起來,然后在滑動(dòng)變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個(gè),依據(jù)電路中電流的流向?qū)y(cè)量電路部分連接起來即可。1.某同學(xué)用伏安法利用下列

12、器材測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。a.被測(cè)干電池一節(jié);b.電流表1:量程00.6 a,內(nèi)阻為0.3 ;c.電流表2:量程00.6 a,內(nèi)阻約為0.1 ;d.電壓表1:量程03 v,內(nèi)阻未知;e.電壓表2:量程015 v,內(nèi)阻未知;f.滑動(dòng)變阻器1:010 ,2 a;g.滑動(dòng)變阻器2:0100 ,1 a;h.開關(guān)、導(dǎo)線若干。用伏安法測(cè)量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差;在現(xiàn)有器材的條件下,要盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(1)請(qǐng)?jiān)谏鲜銎鞑闹羞x擇適當(dāng)?shù)钠鞑?(填寫器材前的字母);(2)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇圖中的(選填“甲”或“乙”);(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的u-i圖像,則在修正了實(shí)驗(yàn)

13、系統(tǒng)誤差后,干電池的電動(dòng)勢(shì)e=v,內(nèi)阻r=?！窘馕觥?1)為了讀數(shù)準(zhǔn)確,電壓表應(yīng)選擇d;電流表應(yīng)選擇內(nèi)阻精確的,即選b;滑動(dòng)變阻器總阻值較小有利于電表的數(shù)值變化,便于操作且可減小誤差,故選f;(2)因電流表內(nèi)阻已知,故應(yīng)采用相對(duì)電源的電流表內(nèi)接法,故選甲;(3)由u-i圖像可知,電池的電動(dòng)勢(shì)e=1.50 v,內(nèi)阻r= -ra=0.7 。答案:(1)a b d f h(2)甲(3)1.50.72.某個(gè)演示用多用電表只有兩個(gè)擋位,其內(nèi)部電路如圖甲所示,其中r為定值電阻,表盤如圖乙所示。(1)這個(gè)多用電表內(nèi)部電流表的左側(cè)為(選填“正”或“負(fù)”)接線柱,多用電表a表筆應(yīng)為(選填“紅”或“黑”)色。(2)擋位d為 (選填“電流”或“歐姆”)擋。(3)若擋位置于歐姆擋,其倍率為“1”擋,測(cè)某電阻的阻值時(shí),多用電表指針如圖乙中所示,則其示數(shù)為,若擋位置于電流擋,測(cè)某電路的電流時(shí),多用電表指針如圖乙中所示,則其示數(shù)為ma。(4)由表盤刻度可知,該多用電表內(nèi)部所使用的電池電壓為v,作為歐姆表使用時(shí)其內(nèi)部總電阻為。【解析】(1)黑表筆接內(nèi)部電源的正極,紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極,標(biāo)示為“+”,故這個(gè)多用電表內(nèi)部電流表的左側(cè)為正接線柱,多用電表a表筆應(yīng)為紅色;(2)只有歐姆擋內(nèi)部才接有電源,故擋位d為歐姆擋;(3)若擋位置于歐姆擋,其倍率為