【同步推荐】人教版物理课件：选修3-1第2章 第2章本章优化总结

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专题归纳整合
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第2章
知识网络构建
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专题归纳整合
电路的连接、电功和电热
实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I＝kU3的规律，其中U表示两端的电势差，k＝0.02 A/V3.现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0 V的电源上．求：(1)当串联的可变电阻器阻值R多大时，电路中的电流为0.16 A
(2)当串联的可变电阻器阻值R多大时，棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5
例1
图2－1
【精讲精析】　(1)由I＝kU3和I＝0.16 A，可求得棒两端电压为2 V，因此变阻器两端电压为4 V，由欧姆定律得阻值为25 Ω.
(2)由于棒和变阻器是串联关系，电流相等，由P＝UI知，电压跟功率成正比，棒两端电压为1 V，由I＝kU3得电流为0.02 A，变阻器两端电压为5 V，因此电阻为250 Ω.
【答案】　(1)25 Ω　(2)250 Ω
闭合电路的分析与计算
(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．
4.闭合电路的U－I图象
图2－2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．
图2－2
如图2－3所示，电源的电动势和内阻分别为E和r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况为(　　)
A．电流表的示数一直减小
B．电压表的示数一直增大
C．电流表的示数先减小后增大
D．电压表的示数先增大后减小
例2
图2－3
【精讲精析】　画出该电路的等效电路图如图2－4所示，由此可见，电压表测量的是路端电压，而电流表测量的是电路总电流．在滑片由a向b移动的过程中，电路总电阻先增大后减小，所以电路总电流先减小后增大，内电压先减小后增大，从而电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小．
【答案】　CD
图2－4
测量电阻的方法很多，如：粗略的测量可用欧姆表，较精确的测量可用伏安法，由于伏安法不仅考查了基本仪器(电流表、电压表、滑动变阻器等)的使用，考查了部分电路的欧姆定律及串、并联的规律，而且还可以考查在不同条件下合理选择电路、控制实验条件的能力．另外，伏安法测电阻与测小灯泡的伏安特性曲线、测灯泡在不同电压下的功率有相同或相似的方法，便于考查学生运用所学实验的原理、器材和方法去解决其他的问题的迁移能力．伏安法还可以和电流表的改装等实验联合出题，有很广泛的考查空间，是高考的热点．
电阻的测量
1．内、外接法的选择
小电阻采用外接法，大电阻采用内接法．
(1)常识判断电阻大小的方法：
阻值为几欧姆的电阻是小电阻，阻值上千欧姆的电阻是大电阻，如测金属丝电阻率实验中金属丝的电阻是小电阻，再如测小灯泡伏安特性曲线实验中小灯泡的电阻是小电阻．
(2)比较R与RVRA：
若R>RVRA，则为大电阻采用内接法；
若R(3)试触法：用P端分别接a和b，看电压表和电流表的示数变化情况．如图2－5.
若电压表示数变化显著，说明电流表分压作用大，为小电阻，采用外接法；若电流表示数变化显著，说明电压表分流作用大，为大电阻，采用内接法．
图2－5
2．滑动变阻器采取分压式接法的几种情况
(1)待测电阻上电压或电流要求从零开始调节，比如：在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中．
(2)限流接法中电流或电压超过电表量程或超过电阻所允许的最大值，即所给电表量程太小时．
(3)变阻器最大阻值小于待测电阻阻值．
(4)实验中要求测量范围比较大时，比如：实验中要求多测几组数据或实验要求精确测量．
(2011年北京朝阳区高二检测)要测量一未知电阻Rx的阻值，实验室提供的器材如下：
A．待测电阻Rx
B．电源E：电动势约为3 V
C．电流表A1：量程为0～5 mA，内阻r1不超过10 Ω
D．电流表A2：量程为0～1 mA，内阻r2为50 Ω
E．滑动变阻器R：最大阻值为50 Ω
F．电阻箱R′：阻值0～9999.9 Ω
G．开关、导线若干
例3
由于没有电压表某同学利用电流表A2和电阻箱改装了一个0～3 V的电压表(表盘刻度未改)，则电流表A2应与电阻箱________(选填“串联”或“并联”)，电阻箱的阻值应为________Ω.该同学利用电流表内接法和电流表外接法分别测量Rx两端的电压和通过Rx的电流，读出两表的数据记录如下：
请你根据测量结果判断接法二是电流表________(选填“内”或“外”)接法．
用V表示A2改装后的电压表，在测量Rx的以下实验电路中误差较小的是________．
图2－6
【精讲精析】　改装电压表应该串联一个电阻，阻值应该为R＝U/I2－r2＝2950 Ω；在相同电流下，接法一A2电流表读数大，说明测得的电压值就大，故接法一为内接法，接法二为外接法；从表中数据中任选一组数据，可以计算出待测电阻的大约值，比如选接法一中第一组数据：Rx＝I2(r2＋R)/I1＝1000 Ω，是较大电阻，所以应采用内接法，故选B图．
【答案】　串联　2950　外　B
章末综合检测
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