2012《优化课堂》课件：物理粤教版选修3-1 第二章 章末整合

(共36张PPT)
正比
反比
ρ
增大
电能
正电荷
正
伏
V
正比
反比
中间部分
增大
欧姆调零
黑表笔
红表笔
总结：电动机是非纯电阻元件，解答时要注意从能量的转化与守恒的角度理解电动机所消耗的功率、线圈内阻消耗的热功率和电动机的输出功率之间的关系．
1．如图 2－1 所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈
的电阻为 r＝1 Ω，电动机两端电压为 5 V，电路中的电流为 1 A．
则：
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？
(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？
图 2－1
2．方法二：结论法．
(1)串反：某电阻增大(减小)，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(增大)．
(2)并同：某电阻增大(减小)，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(减小)．
注意：串反并同的结论对电源内阻不为零的电路才成立．
【例 2】(双选)如图 2－2 所示的电路，A、B、C 为三个相
同的灯泡，其电阻大于电源内阻，当变阻器的滑动触头 P 向上
移动时(　　)
图 2－2
A．A 灯变亮，B 灯和 C 灯都变暗
B．A 灯变亮，B 灯变暗，C 灯变亮
C．电源的总电功率增大，电源的供电效率升高
D．电源输出的电功率增大，电源的供电效率降低
答案：BD
【针对训练】
2．(双选，2012 年佛山一中高三期中)如图 2－3 所示电路，
电源内阻不可忽略．开关 S 闭合后，在变阻器 R0 的滑片向下滑
动的过程中(　　)
A．电压表示数减小
B．电压表示数增大
C．电流表示数减小
D．电流表示数增大
图 2－3
解析：变阻器 R0 的滑片向下滑动的过程中，R0 减小，总电
阻减小，总电流增大，路端电压减小，A 对 B 错；R1 电压增大，
R2 电压减小，故电流表示数减小，C 对 D 错．
答案：AC
1．测定金属的电阻率
【例 3】(2012 年深圳一模)在测定一根粗细均匀合金丝 Rx
的电阻率的实验中：
(1)利用螺旋测微器测定合金丝的直径，示数如图 2－4 所
示，则可读得合金丝的直径为________mm.
图 2－4
专题三
实验专题
(2)待测合金丝 Rx 的电阻约为 5 Ω.提供的仪器有：
A．电压表 V(内阻约为 10 kΩ，量程为 3 V)
B．电流表 A1(内阻约为 3 Ω，量程为 0.6 A)
C．电流表 A2(内阻约为 0.1 Ω，量程为 3 A)
D．滑动变阻器 R(阻值为 0～5 Ω，额定电流为 2 A)
E．电源 E(电动势为 5 V，内电阻为 1 Ω)
F．一个开关、若干导线
①要求较准确地测出其阻值，电流表应选________．(填序
号)
②某同学根据以上仪器，按图 2－5 连接实验电路，在实验
中发现电流表示数变化范围较窄，现请你用笔在图中画一条线
对电路进行修改，使电流表示数的变化范围变宽．
③修改后的电路其测量结果比真实值偏______(填“大”
或“小”)．
图 2－5
答案：(1)0.609
(2)①B
②如图 2－6 所示． ③小
图 2－6
2．描绘小电珠的伏安特性曲线
【例 4】一个小灯泡的额定电压为 2.0 V，额定电流约为
0.5 A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研
究小灯泡的伏安特性曲线．
A．电源 E：电动势为 3.0 V，内阻不计
B．电压表 V1：量程为 0～3 V，内阻约为 1 kΩ
C．电压表 V2：量程为 0～15 V，内阻约为 4 Ω
D．电流表 A1：量程为 0～3 A，内阻约为 0.1 Ω
E．电流表 A2：量程为 0～0.6 A，内阻约为 0.6 Ω
I/A 0.00 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
U/V 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
F．滑动变阻器 R1：最大阻值为 10 Ω，额定电流为 0.6 A
G．滑动变阻器 R2：最大阻值为 15 Ω，额定电流为 1.0 A
H．滑动变阻器 R3：最大阻值为 150 Ω，额定电流为 1.0 A
I．开关 S，导线若干
实验得到如下数据(I 和 U 分别表示通过小灯泡的电流和加
在小灯泡两端的电压)：
(1)实验中电压表应选用______；电流表应选用______；滑
动变阻器应选用______(请填写选项前对应的字母)．
(2)请不要改动已连接的导线，在下面的实物连接图 2－7
中把还需要连接的导线补上．闭合开关前，应使变阻器滑片放
在最________(填“左”或“右”)端．
图 2－7
图 2－8
(3)在图 2－8 所示的坐标中画出小灯泡的 U－I 曲线．
解析：(1)电源电压为 3 V，所以电压表选取量程为 0～3 V
的电压表 V1，即选 B；小灯泡的额定电流约为 0.5 A，所以电流
表应选取量程为 0～0.6 A 的电流表 A2，即选 E；由于使灯泡两
端电压由 0 到 2.0 V 连续变化，所以滑动变阻器采用分压电路，
其阻值不宜太大，应选择 G.
(2)滑动变阻器采用分压接法，即将下面两个接线柱接入电
源正负极．小灯泡灯丝的电阻值较小，所以电流表采取外接法，
完整的实物连接图如图 2－9 甲或乙所示．因为闭合开关后，灯
泡两端的电压要从 0 调起，所以在闭合开关前，若是电路甲，
应使变阻器滑片放在最左端； 若是电路乙，应使变阻器滑片放
在最右端.
图 2－9
(3)图线如图 2－10 所示．
图 2－10
答案：见解析
3．测量电源的电动势和内阻
【例 5】(2012 年汕头一模)用伏安法测一节干电池的电动
势 E 和内电阻 r，器材有：电压表 V：0～3～15 V；电流表 A：
0～0.6～3 A；变阻器 R1(总电阻 20 Ω)；以及开关 S 和导线若干．
(1)根据现有器材设计实验电路并连接电路实物图 2－11，
要求滑动变阻器的滑动头在右端时，其使用的电阻值最大．
图 2－11
(2)由实验测得的 7 组数据已在图 2－12 的 U－I 图上标出，
请你完成图线，并由图线求出 E＝________V.
图 2－12
I/A 0.12 0.20 0.31 0.41 0.50 0.62
U/V 1.47 1.45 1.42 1.40 1.38 1.35
(3)下表为另一组同学测得的数据，分析可以发现电压表测
得的数据__________________，将影响实验图象的准确性，原
因是：________________________________.
解析：(1)电流表用内接法，如图 2－13.
图 2－13
(2)图线如图 2－14 所示，作出的图线要使尽可能多的点落
在直线上，个别偏离的点应该舍弃．由图线与纵轴的交点可得
E＝1.50 V.
答案：见解析
图 2－14
(3)电压数据变化很小，原因是电池的内阻太小．
4．练习使用多用表
【例 6】(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的
电阻 Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中 S 为选择开关，
P 为欧姆挡调零旋钮．把你认为正确的步骤前的字母按合理的
顺序排列____________．
a．将两表笔短接，调节 P 使指针对准刻度盘上欧姆挡的 0
刻度，断开两表笔
b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出 Rx 的阻值
后，断开两表笔
c．旋转 S 使其尖端对准欧姆挡“×1 k”
d．旋转 S 使其尖端对准欧姆挡“×100”
e．旋转 S 使其尖端对准交流 500 V 挡，并拔出两表笔
根据图 2 －15 所示指针位置，此时被测电阻的阻值约为
________Ω.
图 2－15
(2)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是
(　　)
A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关 S 拨
至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，
则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零
解析：(1)使用欧姆表的步骤是：选挡、欧姆挡调零、测量
读数、将选择开关打在交流电压的最高挡或 OFF 挡．根据被测
电阻的阻值知，应选“×1 k”挡，根据欧姆表的读数规则知读
数为 30×1 kΩ＝30 kΩ.
(2)测量电阻时，若指针偏角过大，说明被测电阻较小，应
选用倍率较小的挡位，A 正确；测量时按规定红、黑表笔分别
插正、负插孔，但表笔只是两个测量的引线，本身并没有正负，
故测量电阻时调换不会影响测量结果，B 错误；根据欧姆表的
使用规则，C 正确；换挡重新调零，若测不同电阻，不用换挡
则不需要重新调零，D 错误．
答案：(1)cabe 3×104 (2)AC
【针对训练】
3．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下
列器材：
A．待测干电池(电动势约为 1.5 V，内阻小于 1.0 Ω)
B．电流表 G(满偏电流 Ig＝3 mA，内阻 Rg＝10 Ω)
C．电流表 A(0～0.6 A，内阻 0.1 Ω)
D．滑动变阻器 R1(0～20 Ω，10 A)
E．滑动变阻器 R2(0～200 Ω，1 A)
F．定值电阻 R0(990 Ω)
G．开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个
电流表，于是他设计了如图 2－16 中的甲、乙两个参考实验电
路．其中合理的是图________所示的电路；在该电路中，为了
操作方便且能较准确的进行测量，滑动变阻器应选________(填
器材的选项字母)．
图 2－16
(2)图 2－17 为该同学根据(1)中选出的合理实验电路，利用
测出的数据绘出的 I1－I2 图线(I1 为电流表 G 的示数，I2 为电流
表 A 的示数)，则由图线可得被测电池的电动势 E＝________V，
内阻 r＝________Ω.
图 2－17
答案：(1)乙 D
(2)1.47～1.49 0.78～0.82