人教版物理选修3-1课件：第2章 章末分层突破

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纯电阻电路和非纯电阻电路
1.对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部 转化为内能，W＝Q＝UIt＝UR2t＝Pt.
2．对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热．在 这种情况下，不能用 I2Rt 或UR2t 来计算电功，电功用 W＝UIt 来计算，电热用 Q ＝I2Rt 计算．
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(3)电解槽消耗的电功率 PA＝IAU＝20×95 W＝1 900 W 电解槽内热损耗功率 P 热＝I2Ar′＝202×0.5 W＝200 W 电解槽中电能转化成化学能的功率为 P 化＝PA－P 热＝1 700 W. 【答案】 (1)120 V (2)20 A (3)1 700 W
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图 2-4
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4．半偏法 电路如图 2-5 所示．测电压表内阻时，用图甲；测电流表内阻用图乙．
甲乙 图 2-5
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主要步骤： (1)将电阻箱调为 0，移动滑动变阻器使电表满偏，不再移动其触头． (2)调节电阻箱，使电表示数变为原来的一半，则电阻箱示数等于电表的内阻．
甲
乙
图 2-3
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3.替代法利用“替代法”测量电阻的电路图如图 2-4 所示．图中 R1 为滑动变阻 器，R2 为电阻箱，Rx 为待测电阻， 为电流表，利用该电路，经过如下步骤可以测 得待测电阻 Rx 的阻值：①闭合 S1 和 S3，断开 S2，调节 R1 的阻值，使电流表读数等 于某个数值 I0；②闭合 S1 和 S2，断开 S3，保持 R1 不变，调节 R2，使电流表读数等 于 I0，然后读出 R2 的值，则待测电阻 Rx＝R2.
图 2-1
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(1)电源的电动势； (2)S1、S2 都闭合时，流过电解槽的电流大小； (3)S1、S2 都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率.
【导学号：34522034】
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【解析】 (1)设 S1 闭合、S2 断开时电炉功率为 P1，电炉中电流 I＝ PR1＝
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1电炉为纯电阻用电器，其消耗的电能全部转化为电热. 2电解槽为非纯电阻用电器，其消耗的电能转化为电热和化学能两部分.
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电阻的测量法
1.多用电表法(粗测) 选用多用电表的欧姆挡直接测量即可． 2．伏安法 原理是欧姆定律．用电流表与电压表测出电阻的电流和电压，根据 R＝UI 即 可求得电阻．
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实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实际
电流表 G1 内阻 r1 的实验中，可供选择的器材如下： ①待测电流表 G1(0～5 mA，内阻约 300 Ω) ②电流表 G2(0～10 mA，内阻约 100 Ω) ③定值电阻 R1(300 Ω) ④定值电阻 R2(10 Ω) ⑤滑动变阻器 R3(0～1000 Ω) ⑥滑动变阻器 R4(0～20 Ω) ⑦干电池(1.5 V)
684 19
A＝6 A
电源电动势 E＝I(R＋r)＝120 V.
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(2)设 S1、S2 都闭合时电炉功率为 P2，电炉中电流为
I′＝
PR2＝
475 19
A＝5 A
电源路端电压为 U＝I′R＝5×19 V＝95 V，流经电源的电流为 I1＝E－r U＝
120－95 1
A＝25 A
流过电解槽的电流为 IA＝I1－I′＝20 A.
巩
拓
固
展
层
层
·
·
知
典
识
题
整
链
合
接
章末分层突破
提
升
章
层
末
·
综
能
合
力
测
强
评
化
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[自我校对]
①qt ②UI
③ρSl ④UR
⑤R＋E r ⑥＝
⑦> ⑧IE
⑨I2r
⑩P出 P总
⑪UE
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___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________
(3)①将滑动触头移至最左端
③多次移动滑动触头，记录相应的 G1、G2 读数 I1、I2.
(4)根据欧姆定律：I1r1＝(I2－I1)R1
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如图 2-1 所示，电解槽 A 和电炉 B 并联后接到电源上，电源内阻 r ＝1 Ω，电炉电阻 R＝19 Ω，电解槽电阻 r′＝0.5 Ω.当 S1 闭合、S2 断开时，电炉 消耗功率为 684 W；S1、S2 都闭合时电炉消耗功率为 475 W(电炉电阻可看做不 变)．试求：
⑧开关 S 及导线若干．
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(1)定值电阻应选______，滑动变阻器应选________．(在空格内填写序号) (2)画出实验电路图，再连接实物图乙．
图 2-6
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(3)补全实验步骤： ①按电路图连接电路，________； ②闭合开关 S，移动滑动触头至某一位置，记录 G1、G2 的读数 I1、I2； ③________. ④以 I2 为纵坐标，I1 为横坐标，作出相应图线，如图丙所示． (4)根据 I2-I1 图线的斜率 k 及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 ________．
【导学号：34522035】
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【解析】 (1)根据电路连接特点，G2 的电流为定值电阻和电流表 G1 的总电 流，若定值电阻选 10 Ω，则易使流过 G2 的总电流超过其满偏值，故选③.滑动变 阻器应选⑥.
(2)由题意可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法；同时因待测电阻较小，
故应采用电流表外接法；原理图、实验图见答案．
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(1)电流表内、外接法的选择：测量大电阻选电流表内接法，测量结果偏大； 测量小电阻选电流表外接法，测量结果偏小．
内接法
图 2-2
外接法
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(2)滑动变阻器接法的选择：如图 2-3 所示的两种电路中，滑动变阻器(最大 阻值为 R0)对负载 RL 的电压、电流都起控制调节作用，通常把图甲电路称为限流 式接法，图乙电路称为分压式接法．采用分压式接法负载电压可从零开始调节， 电压调节范围大．