高三物理欧姆定律知识精讲,.doc

高三物理欧姆定律知识精讲 一. 本周教学内容欧姆定律 部分电路欧姆定律 1. 电流强度(I)通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比 大量电荷定向移动形成的电流强度I=nesv 注①电流有方向,但电流强度无方向,是一个标量。

②欧姆定律适用金属导电和液体导电,对气体导电不适用。(纯电阻电路) 2. 电阻R描述导体对电流阻碍作用 注ρ导体电阻率,单位Ωm,跟材料和温度有关。

①不同材料ρ不同,反映导电性能好坏,ρ越小,导电性能越好。

②一般而言,对金属导体T↑,ρ↑,某些物质在温度很低时,ρ=0,R=0超导。

③二极管正向导通电阻很小,反向截止电阻很大 ④IU图象,伏安特性曲线 A导体R定值 B导体k↑,R↓(随U↑) C导体k↓,R↑ 3. 电功电流通过某个用电器或某段电路时电流所做的功。

电流做功多少,则量度消耗了多少电能,将电能转化为其它形式能,W=Uq=UIt。

普遍适用W=UIt (t秒内电流通过电路所做的功) 普遍适用Q=I2Rt (t秒内电流通过电路产生热量J) 纯电阻电路用电器将消耗电能全部转化为热能。

4. 电功率表示电流做功快慢的物理量。

5. 串联电路的基本特点 电阻的阻值;

6. 并联电路的基本特点 个电阻的阻值;

反比;

阻成反比。

7. 电流表和电压表对电路的影响 由于实际中的电流表内电阻并不等于零,而电压表的内电阻也不是无限大,所以当将电表接入电路中时,它的地位也相当于一个电阻。通俗地讲,电流表就是一个能反映通过其电流值的小电阻;
电压表就是一个能反映其两端电压的大电阻。

8. 电阻的测量,伏安法(内、外接) 外接 ,选外接。

内接 ,选内接。

9. 电流表、电压表量程扩大及改装 (3)电流表改装电压表 10. 滑动变阻器对电路的控制作用 滑动变阻器在电路中用于调控用电器或其它电路的电压、电流,常用的有两种串联分压电路,又称限流电路;
另一种是并联分压电路,简称分压电路。

(1)串联分压电路。见下图用电器R上的电压调节范围 说明滑动变阻器接成限流电路时,U、I调节范围较小,当R>>R0时, 阻器消耗电源功率较小。滑键P靠近b端时比较容易实现电流的微调,滑键P靠近a端时电流调节不易控制。

接通电路前,R0应调至最大值。

(2)并联分压电路。见下图负载电阻R上的电压调节范围大。可以从电源路端电压一直调到________,即0≤UR<U。

滑动变阻器R0分为两部分,滑键P与a端之间电阻为Ra,滑键P与b端之间电阻为Rb,Rb与用电器负载电阻R并联,并联电阻设为R并,则 的线性较好。

说明 大。

接通电路前,Rb应调至最小值。

闭合电路欧姆定律 1. 电路中的电势变化 在外电路,从电源正极到负极,电势降低。

在内电路,从电源负极到正极,电势升高。(非静电力做功) 2. 闭合电路欧姆定律 3. 路端电压(外电压,电源输出电压) (2)图象 特点向下倾斜的直线 4. 闭合电路中的能量转化 5. 含容电路 (1)电路稳定时,电容器起断路作用,(即含有电容器的支路电流为0)与电容器串联的电阻形同虚设,看成导线。

(2)电容器的电压等于并联电路两端的电压。(与谁并借谁电压,有点象理想电压表测电压) (3)电路结构变化时,电容器从一个稳定状态变到另一个稳定状态,电容器电压变化,带电量变化,将伴随短暂的充放电。

【典型例题】 例1. 如图所示,电源的电动势为50V,电源内阻为1.0Ω,定值电阻R=14Ω,M为直流电动机,电枢电阻R=2.0Ω,电动机正常运转时,伏特表读数为35V,求在100s时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少。

解析由题设条件知,电源内电阻r和定值电阻R上的电压降之和为E-U,所以电路中的电流 在100s内电源做的功为 在100s内电动机消耗的电能为 在100s内电动机电枢上产生的热能为 在100s内电动机上转化为机械能的部分 例2. 某同学用伏安法测一个未知电阻,他先将电压表接a点,读得两表示数分别为U1=3.0V,I1=3.0mA,然后将电压表改接在b点,读得两表示数分别为U2=2.9V,I2=4.0mA,如图所示。由此可知电压表应接到___________点误差较小,测得Rx值应为___________Ω。

解析两种接法中两表示数变化分别为 可见电流表示数的变化较电压表示数变化明显,这说明电压表的分流作用较大。为了减小误差,应采用电流表内接法,即电压表接在a点,当电压表接在a点时, 例3. 如图所示中第一次接入的伏特表V1内阻为200KΩ,并联在R2的两端其读数为150V;
第二次接入电阻为600KΩ的伏特表V2,仍并联在电阻R2两端读数为180V。求R1和R2两端的实际电压。设电源电压U=300V。

解析本题给出了伏特表内阻,故不能当理想表处理,它与R2并联,设电压为U2 例4. (1)AB间的电压UAB= (2)电源电动势ε= 解析 由闭合电路欧姆定律知 例5. (2002年理综)在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为ε,内阻为r0。设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U。当R5的滑动点向图中a端移动时,( ) A. I变大,U变小B. I变大,U变大 C. I变小,U变大D. I变小,U变小 解析本题是由于滑动变阻器滑动触点P向图中a点移动使电路总电阻减小,从而引起电路中电压、电流发生变化。

当滑片P向a点移动时,可变电阻R5阻值减小,使电路总电阻减小,总电流增大,内电压增大,导致路端电压减小,则伏特表示数减小。电阻R1、R3均串联于干路中,通过它们的电流为干路总电流,因此U1、U3均增大,使R5与R2、R4的并联电路电压下降,导致R2、R4上通过的电流减小,即安培表示数下降。

答案D 电路状态变化多为电阻变化引起(电阻被接入电路或从电路中断开),也可以由滑动变阻器、电阻箱的电阻调整引起,使电路中电流、电压发生变化,不管什么原因都要分析电路变化前后的结构,找出_________相应的变化,再运用电路规律分析电流、电压的变化。设引起变化的电阻为R局,用流程图表示分析思路如下 例6. 如图所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,使A变暗,B灯变亮,则故障可能是( ) 解析由于A串联于干路中,且故障发生后,A灯变暗,故知电路中总电流变小,即电路总电阻变大,由此推知,故障应为某一电阻断路,排除选项A、D。若假设R2断路,则其断路后,电路必引起与之并联的灯B中电流增大,使B灯变亮,推理结果与现象相符,故选项B对。

若假设R3断路,则也引起总电阻变大,总电流变小,使A灯变暗,同时R3断路后也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大,灯B中分得电流也变大,B灯变亮,故选项C也正确。

答案B、C 例7. (2003年物理单科)在如图所示电路中,电源的电动势ε=3.0V,内阻r=1.0Ω;
电阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω,R4=35Ω;
电容器的电容C=100μF,电容器原来不带电,求接通电键K后流过R4的总电量。

解析由电阻的串并联公式,得闭合电路总电阻为 例8. (2004年高考物理江苏卷15)如图所示的电路中,电源电动势E=6.00V,其内阻忽略不计,电阻的阻值分别为R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ,电容器的电容C=4.7μF。闭合开关S,待电流稳定后,用电压表测R1两端的电压,其稳定值为1.50V。

(1)该电压表的内阻为多大 (2)由于电压表的接入,电容器的带电荷量变化了多少 解析(1)设电压表的内阻为RV,测得R1两端的电压为U1,R1与RV并联后的总电阻为R,则有 由串联电路的规律 评点与探究(1)本题考查了电路基本规律运用及处理含电容器电路的基本方法。

(2)电路稳定后,含电容器的支路无电流,其两极间的电压等于与其并联的电路两路端的电压。不理解这一点,是此类问题陷入困境的主要原因之一。

1. (’01上海高考,15)[理综]某实验小组用三只相同的小灯泡,连结如下图所示电路,研究串并联电路特点,实验中观察到的现象是( ) A. 断开,与a连接,三只灯泡都熄灭 B. 断开,与b连接,三只灯泡亮度相同 C. 闭合,与a连接,三只灯泡都发光,亮度相同 D. 闭合,与b连接,三只灯泡都发光,亮度小于的亮度 2. (广州)如图是一火警报警装置的一部分电路示意图,其中是半导体热敏传感器,它的电阻随温度升高而减小,a、b接报警器。当传感器R2所在处出现火情时,电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比( ) A. I变大,U变大B. I变小,U变小 C. I变小,U变大D. I变大,U变小 3. (朝阳)在如图所示的电路中,电源的电功势和内电阻均为定值。定值电阻,滑动变阻器的阻值范围是,现将滑动变阻器的滑动片P由A端向B端滑动,在这个过程中电流的表示数先减小后增大,并且滑动片P在滑动变阻器的中点位置时电流表的示数出现最小值。如果改变以上三个电阻的阻值,使,的范围是,仍然使滑动片P由A端向B端滑动,在这个过程中电流表的示数将( ) A. 先增大后减小B. 先减小后增大 C. 一直在减小D. 一直在增大 4. (海淀区)[理综]在许多精密的仪器中,如果需要较精确地调节某一电阻两端的电压,常常采用如图所示的电路。通过两只滑动变阻器和对一阻值为500Ω左右的电阻两端电压进行粗调和微调。已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200Ω和10Ω,关于滑动变阻器的连接关系和各自所起的作用,下列说法正确的是( ) A. 取,调节起粗调作用 B. 取,调节起微调作用 C. 取,调节起粗调作用 D. 取,调节起微调作用 5. (北京东城)[理综]用电流表(内阻约4Ω)和电压表(内阻约3kΩ)测量电阻R的阻值。分别将图甲和图乙两种测量电路连到电路中,进行多次测量。按照图甲所示电路某次的测量情况电流表的示数是4.60mA,电压表的