2019_2020學(xué)年高中物理第二章本章整合課件教科版選修3_1.pptx

本章整合,直 流 電 路,直 流 電 路,專題一,專題二,專題三,專題一 電阻的測量 1.常用的幾種方法 (1)伏安法 原理是歐姆定律.用電流表和電壓表測出通過該電阻的電流和該,(2)替代法 將待測電阻與一個電流表串聯(lián),同時使用一個單刀雙擲開關(guān),將開關(guān)接到一個電阻箱.使待測電阻與電阻箱先后與電流表串聯(lián).調(diào)節(jié)電阻箱使兩次電流表示數(shù)不變,則電阻箱的讀數(shù)應(yīng)等于待測電阻.此法對于測量電流表、電壓表的內(nèi)阻均可.電路如圖所示.,專題一,專題二,專題三,(3)半偏法 電路如圖所示,測電壓表內(nèi)阻時,用圖甲;測電流表內(nèi)阻時,用圖乙. 主要步驟: 將電阻箱調(diào)為0,移動滑動變阻器使電表滿偏,不再移動其滑片. 調(diào)節(jié)電阻箱,使電表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?則電阻箱示數(shù)等于電表的內(nèi)阻. (4)多用電表法(粗測) 選用多用電表的歐姆擋直接測量即可.,專題一,專題二,專題三,2.伏安法測電阻實驗儀器的選取 (1)電源的額定電流要大于電路中的實際電流. (2)測量電表盡可能選精度高的,且量程不能小于電路中的電壓或電流的最大值. (3)選取的滑動變阻器應(yīng)便于實驗操作,能方便地控制和調(diào)節(jié)電路.,專題一,專題二,專題三,3.伏安法測電阻電路的選取,若被測電阻Rx的阻值無法估算,可用“試觸法”選取.如圖所示,將電壓表的一端分別接觸a、b兩點,如果電流表示數(shù)發(fā)生明顯變化,應(yīng)選用接b處進行測量;如果電壓表示數(shù)發(fā)生明顯變化,應(yīng)選用接a處進行測量.,專題一,專題二,專題三,(2)滑動變阻器兩種接法的確定:限流式調(diào)節(jié)電流、電壓變化范圍小,分壓式調(diào)節(jié)電流、電壓變化范圍大,可從零開始變化. 當(dāng)滑動變阻器最大阻值小于用電器電阻,若實驗要求電流、電壓變化范圍較大時,采用分壓式.當(dāng)電源提供的最小電流仍大于儀器允許通過的最大電流時,必須采用分壓式.其他情況,從減少電能損耗考慮,應(yīng)優(yōu)先采用限流式電路. 4.伏安法測電阻實驗電路的實物連線的方法 (1)先圖后連,先串后并. (2)看準(zhǔn)極性,接線到柱. (3)明確量程,檢查到位. 5.伏安法測電阻實驗數(shù)據(jù)處理 常用公式法和圖像法.,專題一,專題二,專題三,【例題1】 在測定金屬的電阻率實驗中,所用測量儀器均已校準(zhǔn),待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm. (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結(jié)果如圖1所示,其讀數(shù)應(yīng)為 mm(該值接近多次測量的平均值).,專題一,專題二,專題三,(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為電池組(電動勢3 V,內(nèi)阻約1 )、電流表(內(nèi)阻約0.1 )、電壓表(內(nèi)阻約3 k)、滑動變阻器R(020 ,額定電流2 A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干. 某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進行實驗測量,記錄數(shù)據(jù)如下:,專題一,專題二,專題三,由以上實驗數(shù)據(jù)可知,他們測量Rx是采用圖2中的 (選填“甲”或“乙”)圖.,專題一,專題二,專題三,(3)圖3是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動變阻器的滑片P置于滑動變阻器的一端.請根據(jù)(2)所選的電路圖,補充完成圖3中實物間的連線,并使閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞.,專題一,專題二,專題三,(4)這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系,如圖4所示,圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標(biāo)點.請在圖4中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點,并描繪出U-I圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx= (保留兩位有效數(shù)字).,專題一,專題二,專題三,(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為 (填選項前的符號). A.110-2 m B.110-3 m C.110-6 m D.110-8 m (6)任何實驗測量都存在誤差.本實驗所用測量儀器均已校準(zhǔn),下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項是 (有多個選項正確). A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時,由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差 C.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi),可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差 D.用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差,專題一,專題二,專題三,答案:(1)0.398 (2)甲 (3)如圖所示,(4)如圖所示 (4.34.7) (5)C (6)CD,專題一,專題二,專題三,專題二 閉合電路的圖像問題 圖像既能反映物理量之間的規(guī)律關(guān)系,又是分析和解決物理問題的一種工具,因此我們把物理量間的關(guān)系或物理過程繪制成圖像,既可以幫助分析推理,又可根據(jù)圖像直接求解. 直流電路中各物理量間的變化關(guān)系大都可以用有關(guān)圖像表示.只要明確各種圖像中點、線、面積、斜率及截距等各量的物理含義并正確使用圖像,直流電路問題的求解就會既快捷正確又方便靈活.,專題一,專題二,專題三,直流電路中常見的圖像有:,專題一,專題二,專題三,專題一,專題二,專題三,專題一,專題二,專題三,【例題2】 在利用電流表和電阻箱測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中,電流表的內(nèi)阻很小,可視為理想電表,電路如圖甲所示,連接好電路并進行如下操作:閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,并記錄下每次電阻箱的阻值R及對應(yīng)的電流表A的示數(shù)I.,專題一,專題二,專題三,(1)實驗中,若某同學(xué)僅測量獲得兩組數(shù)據(jù):當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時,電阻箱讀數(shù)為R1;當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時,電阻箱讀數(shù)為R2.利用所測的I1、I2、R1、R2可求出:E= ,r= . (2)若另一同學(xué)測得10組I、R的數(shù)據(jù),并作出了圖乙中a所示的圖像.則根據(jù)圖像可求出:電源電動勢E= V,內(nèi)電阻r= .,專題一,專題二,專題三,解析:本題考查了安阻法測電源電動勢和內(nèi)阻的原理,識別圖像是解題關(guān)鍵. (1)由閉合電路歐姆定律,得E=I1(R1+r),E=I2(R2+r).,專題一,專題二,專題三,專題三 電路故障分析 電路故障分析,屬于電路動態(tài)變化問題,其特點是當(dāng)電路中某處發(fā)生斷路或短路時,這部分電路的電阻發(fā)生了變化,因此引起電路中其他各部分的相關(guān)電學(xué)量發(fā)生了變化.電路故障分析常用以下兩種方法: 1.儀器檢測法 (1)斷路故障的判斷:用電壓表與電源并聯(lián),若有電壓,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表指針偏轉(zhuǎn),則該段電路中有斷路. (2)短路故障的判斷:用電壓表與電源并聯(lián),若有電壓,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,則該電路被短路,若電壓表示數(shù)不為零,則該電路沒有被短路或不完全被短路.,專題一,專題二,專題三,2.假設(shè)法 已知電路發(fā)生某種故障,尋求故障發(fā)生在何處時,可將整個電路劃分為若干部分,然后假設(shè)某部分電路發(fā)生故障,運用歐姆定律進行正向推理,推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合,則故障不是發(fā)生在這部分電路;若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合,則故障可能發(fā)生在這部分電路.用此方法,直到找出發(fā)生故障的全部可能為止.,專題一,專題二,專題三,【例題3】 (多選)在如圖所示的電路中,由于某一電阻發(fā)生短路或斷路,使A燈變暗、B燈變亮,則故障可能是( ) A.R1短路 B.R2斷路 C.R3斷路 D.R4短路,專題一,專題二,專題三,解析:由于A燈串聯(lián)于干路中,且故障發(fā)生后,A燈變暗,故知電路中總電流變小,即電路總電阻變大,由此推知,故障應(yīng)為某一電阻斷路,排除選項A、D;若假設(shè)R2斷路,則其斷路后,電路