3.(07江蘇大市)現(xiàn)在以下實驗器材:電源,電鍵,導(dǎo)線,滑動變阻器,電流表,電壓表(待測元件另給),利用所給器材能完成的物理實驗是( )
A.測定電源電動勢和電阻
B.測金屬絲的電阻率
C.探究電源的輸出功率與外電阻R的關(guān)系
D.描繪小燈泡的伏安特性曲線
2.(07江蘇大市)如圖所示,兩只相同的白熾燈D1、D2串聯(lián)后接在電壓恒定的電路中。若D1的燈絲斷了,經(jīng)過搭絲后(搭絲后燈泡電阻減小)然后與D2串聯(lián),重新接入原來的電路。假設(shè)在此過程中。燈絲電阻隨溫度變化的因素可忽略不計,且每只燈泡兩端的電壓均未超過其額定電壓,則此時每只燈泡所消耗的功率與原來各自的功率相比,有( )
A.D1的功率變大 B.D1的功率變小
C.D2的功率變大 D.D2的功率變小
1.(07江蘇大市)在如圖甲所示的電路中,電源電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計,L1、L2、L3為3個相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖所示.當開關(guān)閉合后( )
A.L1電流為L2的2倍
B.L1的電阻為7.5Ω
C.L1消耗的電功率為0.75W
D.L2消耗的電功率為0.375W
8.電路的分析、計算與設(shè)計:電路的分析、計算、電路的沒計 (實驗)是電路知識和各種方法、規(guī)律、技巧的有機結(jié)合,有利于培養(yǎng)同學(xué)們的綜合分析能力和知識遷移能力。
知識點一電阻的串并聯(lián)及功率計算
電路中電阻的串并聯(lián)、電路的分析與計算是本章的基礎(chǔ)內(nèi)容,它是實驗設(shè)計、動態(tài)電路分析、含容電路分析、故障電路分析等的基礎(chǔ),所以要引起重視.
[例1]兩個定值電阻,把它們串聯(lián)起來,等效電阻是4 Ω,把它們并聯(lián)起來,等效電阻是lΩ.
(1)這兩個電阻的阻值各為多大?
(2)如果把兩個電阻串聯(lián)后接入一個電動勢為E、內(nèi)電阻為r的電源兩極間,兩電阻消耗的總功率等于P1;如果把兩個電阻并聯(lián)起來,接入同一個電源的兩極間,兩電阻消耗的總功率等于P2,若要求P1=9 W,且P2≥P1,求滿足這一要求的E和r的范圍.
解不等式組在物理學(xué)中應(yīng)用雖不是太多,但它對應(yīng)的物理過程分析、可能出現(xiàn)的物理現(xiàn)象的結(jié)論起關(guān)鍵作用。
知識點二全電路中的各種功率
功率分配是電路中能的轉(zhuǎn)化與守恒的具體運用,解題時應(yīng)理清它們之間的關(guān)系。
[例2]如圖所示中,發(fā)電機的內(nèi)阻r=0.1Ω,負載電阻R=22Ω,導(dǎo)線電阻rL=0.1Ω,電路中的電流I=10 A.求:
(1)負載兩端的電壓UR.
(2)外電路上的電壓U0.
(3)發(fā)電機的電動勢.
(4)整個外電路上消耗的功率P外.
(5)負載上消耗的功率.
(6)導(dǎo)線上消耗的功率.
(?)發(fā)電機內(nèi)部消耗的功率.
(8)發(fā)電機的功率.
從本題可以看出,在閉合電路中涉及到的功率比較多,但只要理清它們間的關(guān)系,搞清楚能量流向,問題還是比較好解決的。
知識點三基本實驗原理
在恒定電流一章中,實驗是一項重點內(nèi)容,解決各種實驗題,基本實驗是解決問題的基礎(chǔ),所以理解實驗原理是關(guān)鍵。
[例3](07江蘇卷)某同學(xué)欲采用如圖所示的電路完成相關(guān)實驗。圖中電流表的量程為0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω;電壓表的量程為3V,內(nèi)阻約6 kΩ; G為小量程電流表;電源電動勢約3V,內(nèi)阻較小,下列電路中正確的是 ( )
導(dǎo)示:測量一段金屬絲的電阻,阻值較小,所以用伏安法測量時,應(yīng)用電流表的外接法,A正確。測電源電動勢與內(nèi)電阻,原理是閉合電路歐姆定律,電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻相差不太大,所以用電流表的外接法,B正確。測定小燈泡的伏安特性曲線,電壓必需從零開始調(diào)節(jié),滑動變阻器就連成分壓式,C錯。用半偏法測小量程電流表內(nèi)電阻,電阻箱應(yīng)與小量程電流表并聯(lián),D錯。故選AB。
本題中涉及到了本單元的四個實驗,從這里我們可以看出,學(xué)好物理的關(guān)鍵在于能真正理解一些最基礎(chǔ)的內(nèi)容,而不在于做多少題目。
知識點四回路中電勢高低的計算
在計算電路中各點的電勢時,應(yīng)事先假定某點電勢為零電勢,然后再求這些點與事先設(shè)定的零電勢點之間的電壓。這種問題的本質(zhì)就是對電路的分析與計算,閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)的電阻、電流、電壓關(guān)系理清楚了有益于解題。解題時應(yīng)注意:無電流的電阻兩端電熱相等。
[例4]如圖所示電路中R1=4Ω、R1=2.5Ω、R3=2Ω、R4=5Ω;電源電動勢E=9 V,內(nèi)阻r=0.5Ω.F點接地.
(1)S斷開時,A、B、C、D各點電勢多大?
(2)S閉合時,A、B、C、D各點電勢多大?
7.數(shù)學(xué)極值問題:不等式的極值、二次三項式的極值等常用來分析變值電阻的功率問題。
6.能量守恒思想:從能量角度看,電路是將其他形式的能(如化學(xué)能)通過電源轉(zhuǎn)化為電能,然后再通過電功轉(zhuǎn)化為其他形式的能(如內(nèi)能、機械能等)的“橋梁”,整個過程能最的總量守恒。
5.圖象法:電阻的U-I圖象、電源的U-I圖象都可反映電阻和電源的性質(zhì)。
4.假設(shè)法:若電路發(fā)生故障,尋找故障發(fā)生在何處時,可將整個電路劃分成若干部分,然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障,運用電路知識進行排除。
3.極限法、特殊值法:當電路中電阻變化時,可取一些有代表性的數(shù)值,或取極限值來進行計算,并進一步推知整個動態(tài)過程電學(xué)量(如U、I等)的變化情況。
2.程序法:在涉及動態(tài)電路的分析時,其基本思路是“部分一整體一部分”(適用于閉合電路中只有一個電阻變化)。
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