人教版高中物理选修3-1第二章.docx
人教版高中物理选修3-1第二章第1节电源和电流课件2
3. 形成电流的条件 （1）存在自由电荷 金属导体——自由电子
电解液——正、负离子
（2）导体两端存在电压
电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流。
二、恒定电流 1．恒定电场 (1)形成：当电路稳定时，导线中的电场是由 电__源__、导__线__等电路元 件所积累的电荷共同形成的。 (2)特点：任何位置的_电__场__强__度__ 都不随时间产生变化。
解析：电流传导速率等于光 速，而电子定向移动速率是 在电子以较大速率无规则热 运动基础上附加一个很小的 速率，AC不对．B对．自由 电子定向移动时仍在无规则 的热运动，D不对． 答案： B
课堂小结
1、形成电流的条件 （1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压 2、电源的作用：提供持续的电压 3、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 4、电流:表示电流的强弱程度的物理量.
4、一截面积S=1mm2的铜导线,通过的 电 流 I=1A, 已 知 铜 的 密 度 ρ=8.9×103kg/m3, 铜 的 摩 尔 质 量 M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数 NA=6.02×1023mol-1, 电 子 的 电 量 e= －1.6×10-19C,求铜导线中自由电子 定向移动的速率.可认为铜导线中平 均每个铜原子贡献一个自由电子.
正离子电荷量是多少？负 离子电荷量是多少？
总电荷量是多少？
三、电流的微观表达式 推导：一段粗细均匀的导体长为l，两端加一定的电压，自由电荷定 向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由 电荷数为n，每个自由电荷量为q。 总电量 电荷总数
v vv
v
v
l
I
=
人教版高中物理选修3-1电动势.docx
高中物理学习材料第二章 第二节1.关于电源的电动势，下面叙述正确的是( )A ．电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压B ．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化C ．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量D ．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大答案：C2．以下说法中正确的是 ( )A ．在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流B ．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C ．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D ．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加答案：D解析：电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力的做功本领．而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少．D 项对．3．关于电压与电动势的说法中正确的是 ( )A ．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B ．电动势就是两板间的电压C ．电动势公式E ＝W q 中的W 与电压U ＝W q中的W 是一样的，都是电场力做的功D ．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量答案：D4．如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2V ，这表示 ( )A ．电路通过1C 的电荷量，电源把1.2J 其他形式能转化为电能B ．电源在每秒内把1.2J 其他形式能转化为电能C ．该电源比电动势为1.5V 的干电池做功少D ．该电源与电动势为1.5V 的干电池相比，通过1C 电荷量时转化为电能少答案：AD5．一台发电机用0.5A 的电流向外输电，在1min 内有180J 的机械能转化为电能，则发电机的电动势为 ( )A ．6VB ．360VC ．120VD ．12V答案：A解析：E ＝W q ＝W It＝6V6．如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是 ( )A ．该电池的容量为500mA ·hB ．该电池的电动势为3.6VC ．该电池在工作1小时后达到的电流为500mAD ．若电池以10mA 的电流工作，可用50小时答案：ABD解析：电池上的3.6V 表示电动势，500mA ·h 表示电荷容量，可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间，由500mA ·h ＝t ×10mA ，得t ＝50h ，所以A 、B 、D 选项正确．7．有一蓄电池，当移动1C 电荷时非静电力做功是2J ，该蓄电池的电动势是多少？给一小灯泡供电，供电电流是0.2A ，供电10min ，非静电力做功是多少？答案：2V 240J解析：E ＝W q ＝21V ＝2V.非静电力做的功转化成了其他形式的能． W ＝qE ＝IEt ＝0.2×2×10×60J ＝240J.8．移动电话中的锂电池电动势为3.6V ，某次通话时，电流为10mA ，时间为100s ，那么此次通话过程有多少化学能转化为电能？答案：3.6J解析：W ＝qE ，q ＝It所以W ＝EIt ＝3.6×10×10－3×100J ＝3.6J1.对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是 ( )A ．1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势B ．1号干电池的容量比5号干电池的容量大C ．1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大D ．把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I 相同，它们做功的快慢相同答案：BD解析：1号干电池与5号干电池内部的非静电力是相同的，所以电动势相同，但1号干电池的体积大，其容量大．2．干电池的电动势为1.5V ，这表示 ( )A ．电路中每通过1C 的电荷量，电源就把1.5J 的化学能转化为电能B ．干电池在1s 内将1.5J 的化学能转化为电能C ．干电池与外电路断开时，两极间的电势差为1.5VD ．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V 的蓄电池强答案：AC解析：根据电动势的定义可知，A 对，B 错．电源在数值上还等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压，故C 对．由电动势的物理意义可知，电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领越强，故D 错．3．随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额，如图所示的是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是 ( )A ．4.2V 14.58mAB ．4.2V 700mAC ．3.7V 14.58mAD ．3.7V 700mA答案：C解析：这是日常生活中常见的手机电池标注的信息，一般情况下我们都不去留意这些，其实这上面的信息很全面，它清楚地标明了电池的充电量为700mAh ，待机时间为48小时，由此可知待机状态下的平均工作电流I ＝q t ＝700mAh 48h＝14.58mA.这是一块标准电压为3.7V 的电池，这说明它在工作时能提供的电压，即电动势为3.7V.故本题答案选C.4．下图所示的是两个电池外壳的说明文字．左边进口电池的电动势是______V ；右边国产电池最多可放出______mAh 的电荷量，若电池平均工作电流为0.03A ，则最多可使用________h ．图中还提供了哪些信息？你能说明这些信息的物理意义吗？答案：1.2 600 20 略5．铅蓄电池是太阳能供电系统中的重要器件，它的主要功能是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内，以供用电设备使用．某太阳能电池板给一电动势为15V 的铅蓄电池充电时的电流为4A ，充电10h 充满．该铅蓄电池储存了多少电能？答案：2.16×106J解析：W ＝qE ＝EIt ＝15×4×10×3600J ＝2.16×106J.6．由于摩托车等燃油放出的尾气对环境有一定的影响，所以电动自行车已是许多家庭的首选．已知电动自行车的电源是18组蓄电池，当正常行驶时，电路中电流为5A ，在10min内电源做功1.08×105J ，则每组蓄电池的电动势为多少？(串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和)答案：2V解析：由q ＝I ·t 得q ＝5×600C ＝3000C18组蓄电池的总电动势为E ＝W q ＝1.08×1053000V ＝36V 故每组蓄电池的电动势为E18＝2V. 7．根据上题的已知条件，求：(1)在10s 钟内，整个电源中有多少其他形式的能转化为电能？(2)若使用一段时间后发现电路中电流变为3A,5min 内电源做功只有2.16×104J ，则每组蓄电池的电动势变为多少？说明什么问题？答案：(1)1800J (2)1.3V解析：(1)整个电源的电动势E ＝36V ，在10s 内电源移送的电荷量为q ＝I ·t ＝5×10C ＝50C ，由电动势的意义可知W ＝qE ＝50×36J ＝1800J.(2)由q ＝I ·t ＝3×300C ＝900C ，又E ＝W q ＝2.16×104900V ＝24V ，故每组电动势E ′＝E 18＝1.3V.说明长时间使用，电源的电动势会明显下降，应该及时充电．。
高中物理人教版选修3-1第二章串联电路和并联电路
为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应
选
，电压表应选
，并画出电路图。
分析： 先确定测量电路
额定电压Um= PRx 8V ≈2.8V，应选电压表V1
路接通后,四盏灯的电流之比
I1:I2:I3:I4= 7:5:2:7 .
L2
L1
L4
L3
U
五、电流计(表头) 1、作用： 测量微小电流和电压 2. 三个主要参数 ①内阻:电流计内阻Rg ②量程：满偏电流 Ig
③满偏电压Ug Ug Ig Rg
1
2
0
3
mA
3.电路图符号：
G
六、电压表
在表头串联一个阻值较大的电阻 例1:有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流 Ig=1mA。要把它改装为量程为0～3V的电压表， 要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-1
2.4《串联电路和 并联电路》
教学目标
❖ （一）知识与技能 ❖ 1、了解串联和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的
电流和电压特点。 ❖ 2、掌握电组的串并联的计算。 ❖ 3、知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G
（表头）改装而成的。 ❖ 4、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和
满偏电压。 ❖ 5、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分
压电阻和分流电阻的阻值。 ❖ （二）过程与方法 ❖ 知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而
成的。通过分压电阻和分流电阻阻值的计算，培养学生应 用所学物理知识解决实际问题的能力。
❖ （三）情感、态度与价值观 ❖ 通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，
高中物理选修3-1(人教版)_第二章 章末复习课 Word版含答案
第二章章末复习课【知识体系】①qt ②非静电力 ③W q ④U I⑤UIt ⑥UI ⑦I 2Rt ⑧I 2R ⑨U 1＋U 2＋… ⑩R 1＋R 2＋… ⑪P 1＋P 2＋… ⑫I 1＋I 2＋… ⑬1R 1＋1R 2＋… ⑭P 1＋P 2＋… ⑮ρl S⑯I 2Rt ⑰U R ⑱ER ＋r⑲IE ⑳IU ○21I 2r主题一 电路的动态分析1．电路中不论是串联部分还是并联部分，只要有一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻必变大．只要有一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻必变小．2．根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律判定总电流、电压的变化． 3．判定固定支路电流、电压的变化．4．判定变化部分的电流、电压变化，如变化部分是并联回路，那么应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化，最后可变电阻部分的电流、电压就能确定了．【典例1】 (多选)如图所示电路，电源内阻不可忽略，且R 1>r .开关S 闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．R1上消耗的功率增大D．电源输出的功率增大解析：变阻器R0的滑片向下滑动，变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电压表示数减小．并联部分电压U并＝E－I(R1＋r)，I增大，E、R1、r均不变，则U并减小，故电流表示数减小．故A正确，B错误．干路电流I增大，由功率公式P＝I2R分析得知，R1上消耗的功率增大．故C正确．根据推论：当电源的内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，由题意，R1>r，外电路总电阻减小，可知电源输出的功率减小．故D错误．答案：ACD针对训练1．(2016·上海卷)(多选)如图所示电路中，电源内阻忽略不计．闭合电键，电压表示数为U，电流表示数为I.在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中( )A．U先变大后变小B．I先变小后变大C．U与I比值先变大后变小D．U变化量与I变化量比值等于R3解析：根据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故选项A错误；滑片滑动过程中，电阻R1的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增大，故选项B、C正确；由于电压表示数没有变化，故选项D错误．答案：BC主题二电阻的测量1．伏安法测电阻(测灯泡的伏安特性曲线)：当R xR A>R VR x，采用内接法，结果偏大．当R xR A<R VR x，采用外接法，结果偏小．大内偏大，小外偏小．2．仪器选择：先选电压表：依据电源和电表量程．电流表通过计算：电压表量程与被测元件大约阻值之比．3．变阻器：判断分压式和限流式．①待测用电器电阻远大于或远小于滑动变阻器电阻．②实验要求待测用电器电流及其两端电压可以由0开始连续变化(例如测小灯泡的伏安特性曲线)．③实验要求待测用电器电流及其两端电压可变范围较大．④采用限流式接法时，无论如何调节变阻器，电流、电压都大于对应电表的量程．4．电路图和实物连线．【典例2】某同学要测量一段电阻丝的电阻率，电阻丝电阻约为4 Ω，可提供的实验器材有：A．电流表G，内阻R g＝120 Ω，满偏电流I g＝3 mAB．电流表A，内阻约为0.2 Ω，量程为0～0.6 AC．电阻箱(0～9 999 Ω，0.5 A)D．滑动变阻器R(10 Ω，1 A)E．电池组(3 V，0.05 Ω)F．电阻丝R xG．一个开关和若干导线该同学进行了以下操作：(1)如图所示为他设计的实验电路图的一部分，请将电路图补画完整；(2)测量并计算电阻率，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某位置，当电阻箱阻值为R0时，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2.若电阻丝长度用L表示，电阻丝直径用d表示，则电阻率的表达式为p＝__________(用相关字母表示)．解析：(1)该电路为测电阻丝的电阻，结合题目条件可知电路最好为限流电路(滑动变阻器用分压接法也对)，电流表外接，如图所示．(2)由电路图中关系可知电阻率为ρ＝R S L ＝πd 2I 1（R g ＋R 0）4L （I 2－I 1）.答案：见解析针对训练2．在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材：A ．小灯泡“6 V 3 W”B ．直流电源6～8 VC ．电流表(量程3 A ，内阻约0.2 Ω)D ．电流表(量程0.6 A ，内阻约1 Ω)E ．电压表(量程6 V ，内阻约20 k Ω)F ．电压表(量程20 V ，内阻约60 k Ω)G ．滑动变阻器(0～20 Ω，2 A)H ．滑动变阻器(1 k Ω，0.5 A)(1)实验所用到的电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________(填字母代号)．(2)在虚线框内画出最合理的实验原理图．解析：(1)灯泡额定电流I ＝PU＝0.5 A ，电流表应选D ；灯泡额定电压6 V ，电压表应选E ；为方便实验操作，减小误差，滑动变阻器应选G.(2)描绘灯泡伏安特性曲线滑动变阻器应采用分压接法；灯泡正常工作时电阻为R ＝U I＝12 Ω，R R A ＝12，R V R ＝1 666.7，R R A ＝12<R V R＝1 666.7，电流表应采用外接法，实验电路图如下图所示．答案：(1)D E G (2)电路图如图所示统揽考情本章实验是高考的必考点，也是本章的重点难点．实验包括伏安法测伏安特性曲线，测电阻以及测电源的电动势和内阻，往往还会用到电表的改装和多用电表的使用．真题例析(2015·课标全国Ⅰ卷)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω，满偏电流为1 mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA.由题给条件和数据，可求出R1＝________Ω，R2＝________Ω.(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表A对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA.电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 Ω和1 000 Ω；滑动变阻器R 有两种规格，最大阻值分别为750 Ω和3 000 Ω.则R0应选用阻值为______Ω的电阻， R 应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器．(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻．图(b)中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路．则图中的d点应和接线柱________(填“b”或“c”)相连．判断依据是：________．解析：(1)定值电阻和毫安表都是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比，若使用a。
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高中物理学习材料桑水制作磁感应强度【测控导航】知识点题号1.对磁感应强度的理解1、4、52.计算磁感应强度的大小2、3、8、9、103.磁场力6、7巩固基础1.(2012赤峰高二检测)关于磁感应强度,下列说法正确的是( C )A.磁感应强度只是描述磁场的强弱的物理量B.通电导线所受磁场力为零,该处磁感应强度一定为零C.通电导线所受磁场力为零,该处磁感应强度不一定为零D.放置在磁场中1 m的导线,通过1 A的电流,受到的磁场力为1 N时,该处磁感应强度就是1 T解析:磁感应强度是矢量,其大小用来描述磁场的强弱,其方向用来描述磁场的方向,选项A错;通电导线所受的磁场力大小,除与I、L、B 大小有关外,还与放置方向有关,L∥B时,即使B≠0,但F=0,选项B 错,C对;选项D中只有满足L⊥B时才成立,选项D错.2.将一电流元IL放入空间中某点,调整电流元的位置发现最大的磁场力为F m,以下说法正确的是( AD )A.该点的磁感应强度为F mILB.该点的磁感应强度小于F mILC.该点的磁感应强度大于F mILD.该点的磁感应强度与IL无关解析:B=FIL是磁感应强度的定义式,只适用于通电导线与磁场垂直的情况.3.(2013呼伦贝尔高二检测)在磁场中有一根长10 cm的通电导线,导线中的电流为5 A,所受的安培力为5×10-2N,该磁场的磁感应强度的大小可能是( CD )A.0.01 TB.0.05 TC.0.1 TD.0.2 T解析:由题意知,若导线垂直于磁场方向,通电导线电流I=5 A,L=0.1 m,所受磁场力F=5×10-2 N,由公式可得B=FIL =5×10-25×0.1T=0.1 T,若通电导线与磁场不垂直,则B>0.1 T.由此知选项C、D正确.4.下列关于磁感应强度的方向的说法中,正确的是( BD )A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B.小磁针静止时N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向解析:磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场方向,磁场方向也就是小磁针静止时N极所指的方向,但通电导线受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向.故正确选项为B、D.5.以下说法中正确的是( D )A.通电导线在某处所受磁场力为零,那么该处的磁感应强度必定为零B.若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为FILC.如果将一段短导线(有电流)放入某处,测得该处的磁感应强度为B,若撤去该导线,该处的磁感应强度为零D.以上说法均不正确解析:如果通电导线与磁场方向平行,无论磁场多强,导线也不会受磁场力,故选项A错.若通电导线与磁场既不垂直也不平行,那么B也不会等于FIL ,而应比FIL大,若通电导线与磁场方向垂直,但如果L太长,测出的磁感应强度不是某处的磁感应强度,而是导线所在区域的平均磁感应强度,所以选项B错.磁场中某处的磁感应强度是由磁场本身决定的,因此选项C错.定义式B=F是比值定义法,这种定义物理量的方法其实质就是IL一种测量方法,被测量处的磁感应强度与测量方法无关.6.如图所示,通电直导线在蹄形磁铁两极间,受到力F的作用发生偏转,以下说法正确的是( AD )A.这个力F是通过磁场产生的B.这个力F没有反作用力C.这个力F的反作用力作用在通电导线上D.这个力F的反作用力作用于蹄形磁铁上解析:磁场力是磁场本身性质的体现,磁场是一种物质,磁体间或磁体与通电导体间的作用都是通过磁场完成的,但是磁场看不见摸不着并不意味着只有受力物体没有施力物体,没有反作用力.这时我们需找出产生磁场的物体,它才是施力物体,力F的反作用力作用在施力物体上.7.(2012南昌高二检测)某地的地磁场的磁感应强度大约是4.0×10-5 T,一根长为500 m的导线,通入电流为10 A,该导线可能受到的磁场力为( AB )A.0B.0.1 NC.0.3 ND.0.4 N解析:由F=ILB=10×500×4.0×10-5 N=0.2 N.这是导线与磁场方向垂直时受到的最大磁场力,其他放置方向导线受到的磁场力要小于0.2N,平行磁场放置时F=0,故只要小于或等于0.2 N,大于或等于0的力均是有可能的.故正确答案为A 、B. 磁场力F 的大小与B 、I 、L 的大小以及导线方向与磁场方向的夹角有关.但磁场的强弱(B)由磁场本身决定,与磁场中是否放入通电导线、通电导线放入的位置无关.提升能力8.赤道上某处的磁感应强度大小为3×10-4 T,方向指向正北.现在该处加上一个向东的磁场,大小为4×10-4 T,求该处的磁感应强度大小和方向.解析:磁感应强度是矢量,矢量合成遵循平行四边形定则,由图可知合磁场方向与正东方向夹角为θ,则tan θ=3×10-4T 4×10-4 T =34,即θ=37°, 故合磁场方向为东偏北37°,大小B 合=√(3×10-4)2+(4×10-4)2 T=5×10-4 T.答案:5×10-4 T 东偏北37°9.在磁感应强度处处相等的磁场中放一与磁场方向垂直的通电直导线,通入的电流是2.5 A,导线长10 cm,它受到的磁场力为5×10-2 N.问:(1)这个磁场的磁感应强度是多大?(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时,该磁场的磁感应强度是多大?解析:(1)由磁感应强度的定义式得:B=FIL =5×10-2 N2.5A×0.1m=0.2 T.(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的,和导线的长度L、电流I的大小无关,所以该点的磁感应强度是0.2 T.答案:(1)0.2 T (2)0.2 T10.磁感应强度为矢量,它可以分解为几个分量.(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B,与水平方向的夹角为θ,那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大?(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的,那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大?在极地上空地磁场的水平分量是多大?解析:(1)因磁感应强度的大小为B,与水平方向的夹角为θ,所以磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为:B水平=Bcos θ;B竖直=Bsin θ.(2)在赤道上空,θ=0°,故有B竖直=0;在极地上空θ=90°,故有B水平=0.答案:(1)Bcos θBsin θ(2)0 0(1)磁感应强度的合成与分解应遵循矢量的平行四边形定则.(2)地磁场在北半球上空某点磁感应强度B方向向北偏下,可分解为水平向北和竖直向下的两个分量;在南半球上空某点磁感应强度B方向向北偏上,可分解为水平向北和竖直向上的两个分量;而在赤道正上方则为水平向北,无竖直方向上的分量.。
高中物理选修3-1第二章章末知识总结
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二、基本知识点：（一）、电源、电源电动势：1、电源的概念：（1）电源是把其它形式的能转化为电能的一种装置。
（2）电源供电原理：在电源内部非静电力做功，其它形式的能转化为电能，在电源的外部电路，电场力做功，电能转化为其它形式的能。
2、电源的电动势：（1）电源电动势大小等于没有接入电路时两极之间的电压，（电源电动势的大小可用内阻极大的伏特表粗略测出）（2）电动势的符号：E ，国际单位是伏特（符号为V）；是一个标量，但有方向，在电源内部由负极指向正极。
（3）电动势的物理意义：表征电源把其它形式的能转化为电能的本领，电动势是由电源本身的性质决定的，电动势在数值上等于在把其它形式的能转化为电能的时，1C电量所具有的电能的数值。
3、内电压和外电压：（1）闭合电路的组成：内电路：电源内部的电路其电阻称为内电阻，内电阻所降落的电压称为内电压；（2）外电路：电源外部的电路，其两端电压称为外电压或路端电压。
（3）内、外电压的关系：E = U + U' 。
（4）注意：在电路闭合时U < E ；（二）、闭合电路的欧姆定律：1、闭合电路的欧姆定律的内容：（1）闭合电路里的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。
公式：I = ；（2）从闭合电路欧姆定律中，还可导出电路功率的表达式：EI = U I + U'I = IR + Ir 。
（3）、定律的适用条件：外电路为纯电阻电路。
人教版高中物理选修3-1第二章第3节.docx
高中物理学习材料桑水制作第3节 欧姆定律1．对给定的导体，U I 保持不变，对不同的导体，U I 一般不同，比值U I反映了导体对电流的阻碍作用，叫做电阻，用R 表示．导体的电阻取决于导体本身的性质，与导体两端的电压和通过导体的电流无关．2．导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，用公式表示为I ＝U R，这个规律叫欧姆定律，其适用于金属导体导电和电解液导电．3．在直角坐标系中，纵坐标表示电流，横坐标表示电压，这样画出的I —U 图象叫导体的伏安特性曲线．在温度没有显著变化时，金属导体的电阻几乎是恒定的，它的伏安特性曲线是通过坐标原点的倾斜直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件．欧姆定律对气态导体和半导体元件并不适用，在这种情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫非线性元件，它们的伏安特性曲线不是直线．对电阻一定的导体，U —I 图和I —U 图两种图线都是过原点的倾斜直线，但U —I 图象的斜率表示电阻．对于电阻随温度变化的导体(半导体)，是过原点的曲线． 4．根据欧姆定律，下列说法中正确的是( )A ．从关系式U ＝IR 可知，导体两端的电压U 由通过它的电流I 和它的电阻R 共同决定B ．从关系式R ＝U /I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C ．从关系式I ＝U /R 可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比D ．从关系式R ＝U /I 可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值答案 CD解析 U ＝IR 和I ＝U R的意义不同，可以说I 由U 和R 共同决定，但不能说U 由I 和R 共同决定，因为电流产生的条件是导体两端存在电势差，故A 错，C 对；可以利用R ＝U I计算导体的电阻，但R 与U 和I 无关．故B 错，D 对．正确选项为C 、D.5. 甲、乙两个电阻，它们的伏安特性曲线画在一个坐标系中如图1所示，则( )图1A ．甲的电阻是乙的电阻的1/3B ．把两个电阻两端加上相同的电压，通过甲的电流是通过乙的两倍C ．欲使有相同的电流通过两个电阻，加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍D ．甲的电阻是乙的电阻的2倍 答案 AC【概念规律练】知识点一 欧姆定律1．由欧姆定律I ＝U R 导出U ＝IR 和R ＝U I，下列叙述中正确的是( )A ．导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比B ．导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C ．对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值D ．一定的电流流过导体，电阻越大，其电压降越大 答案 BCD解析 导体的电阻是由导体自身的性质决定的，与所加的电压和通过的电流无关．当R 一定时，才有I ∝U ，故A 错，B 、C 、D 正确．2．某电压表的量程是0～15 V ，一导体两端电压为1.6 V 时，通过的电流为2 mA.现在若给此导体通以20 mA 电流，能否用这个电压表去测量导体两端的电压？答案 不能解析 已知：U 1＝1.6 V ，I 1＝2 mA ，所以R ＝U 1I 1＝ 1.62×10－3Ω＝800 Ω.当导体通以电流I 2＝20 mA 时，加在导体两端的电压U 2＝I 2·R ＝20×10－3×800 V ＝16 V. 由计算可知，此时导体两端的电压超出电压表量程，所以不能用这个电压表测量导体两端的电压．点评 在应用欧姆定律解答实际的问题时，要特别注意公式中三个量I 、U 、R ，这三个量具有“同一性”和“同时性”的特性．知识点二 导体的伏安特性曲线3. 如图2所示的图象所对应的两个导体：图2(1)电阻关系R 1∶R 2为____________；(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U 1∶U 2为______； (3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比I 1∶I 2为________． 答案 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3解析 (1)因为在I —U 图象中，电阻等于斜率的倒数，即R ＝ΔUΔI，所以R 1＝10×10－35×10－3 Ω＝2 ΩR 2＝10×10－315×10－3 Ω＝23Ω，故R 1∶R 2＝2∶(23)＝3∶1.(2)由欧姆定律得U 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2，由于I 1＝I 2，则 U 1∶U 2＝R 1∶R 2＝3∶1.(3)由欧姆定律得I 1＝U 1R 1，I 2＝U 2R 2，由于U 1＝U 2，则I 1∶I 2＝R 2∶R 1＝1∶3.点评 对I —U 图象或U —I 图象进行分析比较时，要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么，以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义．如下图甲中，R 2<R 1；而在图乙中R 2>R 1.4. 某导体中的电流随其两端电压的变化，如图3所示，则下列说法中正确的是( )图3A ．加5 V 电压时，导体的电阻约是5 ΩB ．加11 V 电压时，导体的电阻约是1.4 ΩC ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小 答案 AD解析 对某些导电器材，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的U I值仍表示该点所对应的电阻值．本题中给出的导体在加5 V 电压时，U I值为5，所以此时电阻为5 Ω；当电压增大时，U I值增大，即电阻增大，综合判断可知B 、C 项错误．【方法技巧练】一、欧姆定律的应用技巧5．若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A ．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？答案 2.0 A解析 解法一 由欧姆定律得：R ＝U 0I 0＝3U 0/5I 0－0.4，所以I 0＝1.0 A又因为R ＝U I ＝2U 0I 2所以I 2＝2I 0＝2.0 A解法二 由R ＝U 0I 0＝ΔU 1ΔI 1＝2U 0/50.4得I 0＝1.0 A又R ＝U 0I 0＝ΔU 2ΔI 2，其中ΔU 2＝2U 0－U 0所以ΔI 2＝I 0 I 2＝2I 0＝2.0 A解法三 画出导体的I —U 图象，如右图所示，设原来导体两端的电压为U 0时，导体中的电流为I 0.当U ＝3U 05时，I ＝I 0－0.4 A当U ′＝2U 0时，电流为I 2由图知I 0－0.435U 0＝I 0U 0＝0.425U 0＝I 22U 0所以I 0＝1.0 A ，I 2＝2I 0＝2.0 A6．某电路两端电压保持不变，当电路电阻为20 Ω时，其电流强度为0.3 A ，电阻增加到30 Ω 时，其电路中的电流强度要减小多少？电路两端的电压为多大？答案 0.1 A 6 V解析 电路两端电压不变，根据欧姆定律I ＝U R 得0.30.3－ΔI ＝3020，ΔI ＝0.1 AU ＝20×0.3 V ＝6 V.方法总结 ①运用欧姆定律，应注意U 、R 和I 三者是在同一段电路同一时刻的三个物理量．②由I ＝U R 可得：I 1I 2＝U 1U 2，因此在电阻不变的情况下可用比例式求解．二、小灯泡的伏安特性曲线的描绘方法7．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡的规格为“6 V 3 W ”，其他供选择的器材有：A ．电压表(量程6 V ，内阻20 k Ω)B ．电压表(量程20 V ，内阻60 k Ω)C ．电流表(量程3 A ，内阻0.2 Ω)D ．电流表(量程0.6 A ，内阻1 Ω)E ．滑动变阻器R 1(0～1 000 Ω，0.5 A)F ．滑动变阻器R 2(0～20 Ω，2 A)G ．学生电源E (6～8 V)H ．开关S 及导线若干实验中要求电压表示数在0～6 V 范围内变化，读取并记录下12组左右不同的电压值U 和对应的电流值I ，以便绘出伏安特性曲线．在上述器材中，电压表应选用________，电流表应选用__________，变阻器应选用__________，并画出实验原理图．答案 V 1 A 2 R 2 电路图见解析图解析 小灯泡为“6 V 3 W ”，额定电压为6 V ，额定电流为0.5 A ，即允许通过小灯泡的电流最大不超过0.5 A ，最大电压不超过6 V ．在选择电压表和电流表时，本着安全、精确的原则，安全原则即量程要大于所测电流或电压值；精确原则是量程要尽量小，量程越小测量越精确．故电流表应选A 2，电压表应选V 1.滑动变阻器选取时要本着安全、够用、调节方便的原则，“安全”即流过滑动变阻器的最大电流(I ≈E R)应小于允许通过的最大电流；“调节方便”即变阻器的总电阻应接近小灯泡的电阻．本实验中小灯泡在正常工作时的电阻R 灯＝U 2P ＝623Ω＝12 Ω，故应选用R 2. 连接电路时，变阻器采用分压式接法；电流表采用外接法．实验原理图如图所示． 点评 电学实验是历年来高考考查的热点之一，电学实验器材的选取，应本着安全、精确、调节方便的原则．本题中讲述的选取方法很简便，且容易理解，同学们应注意领悟、掌握．1．有甲、乙两导体，甲的电阻是乙的一半，而单位时间内通过导体乙横截面的电荷量是甲的两倍，则以下说法中正确的是( )A ．甲、乙两导体中的电流相同B ．乙导体中的电流是甲导体的2倍C ．甲、乙两导体两端的电压相同D ．乙导体两端的电压是甲的2倍 答案 B解析 由电流的定义式I ＝q t 可知乙的电流是甲的两倍．由I ＝U R得U ＝IR ，可知乙两端的电压是甲两端电压的4倍，所以A 、C 、D 错误．2. 一个阻值为R 的电阻两端加上电压U 后，通过导体截面的电荷量q 与通电时间t 的图象如图4所示．此图线的斜率(即tan θ)等于( )图4A ．UB ．R C.U R D.R U答案 C解析 在q —t 图上斜率表示电流I ＝q t ，而由欧姆定律知I ＝U R，故选项C 正确． 3. 如图5所示为四只电阻的伏安特性曲线，四只电阻并联起来使用时，通过各个电阻的电流分别是I 1、I 2、I 3、I 4，则其大小顺序为( )图5A ．I 2>I 4>I 3>I 1B ．I 4>I 3>I 2>I 1C ．I 1＝I 2＝I 3＝I 4D ．I 1>I 2>I 3>I 4 答案 D解析 由I —U 图象可知，R 1<R 2<R 3<R 4，四只电阻并联时，U 1＝U 2＝U 3＝U 4，由I ＝U R得I 1>I 2>I 3>I 4.4．某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量的数据分别绘制了三种元件的I —U 图象，如图6所示，则下述判断正确的是( )图6A ．只有乙图正确B ．甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大C ．甲、丙不遵从欧姆定律，肯定不可能D ．甲、乙、丙三个图象都可能正确，并不一定有较大误差 答案 D解析 由于三种导电元件可能是线性的，也可能是非线性的，故其I —U 图象可能是直线，也可能是曲线，故D 正确．5．已知用电器A 的电阻是用电器B 的电阻的2倍，加在A 上的电压是加在B 上的电压的一半，那么通过A 和B 的电流I A 和I B 的关系是( )A ．I A ＝2IB B ．I A ＝I B 2C ．I A ＝I BD ．I A ＝I B4答案 D解析 由I ＝U R 得：I A ∶I B ＝U A R A ∶U B R B＝U A R B ∶U B R A＝1∶4即I A ＝14I B ，应选D.6. 如图7是电阻R 的I —U 图线，图中α＝45°，由此得出( )图7A ．通过电阻的电流与两端电压成正比B ．电阻R ＝0.5 ΩC ．因I —U 图线的斜率表示电阻的倒数，故R ＝cot α＝1.0 ΩD ．在R 两端加6.0 V 电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C 答案 AD解析 由于I —U 图线为一直线，所以A 正确．由于R ＝U I 所以R ＝10 V5 A＝2 Ω，故B 不对．由于两坐标单位不同，不能用公式R＝cot α＝1.0 Ω来计算，故C 不对．当U ＝6 V 时，I ＝UR＝3 A ，每秒通过电阻横截面的电荷量由q ＝It 可知是3.0 C ，故D 对． 7．电路中有一段导体，给它加上3 V 的电压时，通过它的电流为2 mA ，可知这段导体的电阻为________ Ω；如果给它两端加2 V 的电压，则通过它的电流为______ mA ；如果在它两端不加电压，它的电阻为________ Ω.答案 1 500 1.33 1 500解析 由欧姆定律I ＝U R 得R ＝U I ＝32×10－3Ω＝1 500 Ω导体的电阻不随所加的电压变化，并与是否通电无关，所以当U ＝2 V 时，I ＝21 500A ＝1.33×10－3A ＝1.33 mA ，在不加电压时，电阻仍为1 500 Ω.8．有两段导体，其电阻分别为R 1和R 2，当R 1两端的电压是R 2两端电压的32时，通过R 1的电流是通过R 2电流的3倍，求两段导体的电阻之比．答案 12解析 设R 2两端的电压为U ，通过R 2的电流为I ，则R 1两端的电压为32U ，通过R 1的电流为3I ，由欧姆定律知R ＝U I ，所以R 1R 2＝3U2×3I U I＝12.9．某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下表所示的几组U 和I 的数据： 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U /V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I /A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 (1)在图8中画出I —U 图象． (2)从图象上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是________________． (3)这表明小灯泡的电阻随温度的升高而________．图8答案 (1)I —U 图象见解析图 (2)开始时不变，后来增大 (3)增大解析 在图中画出图象如图所示，曲线开始呈直线状说明开始电阻几乎不变，后来逐渐靠近U 轴说明电阻增大．10．用图9中所给的实验器材测量一个“12 V 5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3 A、0.6 A两挡，内阻可忽略，电压表有15 V、3 V两挡，内阻很大，对电路无影响．测量时要求加在灯泡两端的电压可持续地从0 V调到12 V.图9图10(1)按要求在实物图上连线(其中部分线路已经连好)．(2)某次测量时电流表的指针位置如图10所示，其读数为________ A.答案(1)如图所示(2)0.36或解析对于“12 V 5 W”的小灯泡其额定电流大约是I＝512A<0.6 A，电流表的量程应选0 A～0.6 A，电压表的量程应选0～15 V．根据测量要求，电压连续地从0 V调到12 V．应接成分压电路，而不应接成限流电路．又因为电流表内阻可忽略，电压表内阻很大对电路无影响，电流表内接或外接都可以．。
最新人教版高中物理选修3-1第二章电动势
电势能 ____________ 的装置．
3 ．电动势用来表示 __________ 把其他形式的能转化为 电源 ________ 电能 本 领 的 物 理 量 ． 用 E 来 表 示 ． 定 义 式 为
W E ＝ 伏特 ． ________ ．其单位是________ q
4 ．电动势由电源中 _______________ 非静电力的特性 决定，跟电源的
体积____________ ，跟外电路____________ ． 无关 无关
5．电源的重要参数有电动势 ______，________ 内阻 ，______ 容量 等．
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一、电源
1．定义：电源是把其他形式的能转化为电能的装置．
例如：干电池和铅蓄电池能够把化学能转化为电能，水
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1 ．在外电路中，正电荷由电源的 ______ 正 极流向 ______ 负 极．在电源的内部靠“非静电力”把正电荷从________ 极搬 负 运到________ 极． 正
栏 2 ．电源是通过非静电力做功把 ____________ 其他形式的 能转化为目 链 接
本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大
答案：B
接入电路时两极间的电压；电动势等于断路时的路端电压；
电动势等于内、外电压之和等． ④电动势越大，表明每移动1 C电荷，电源可把更多的其 他形式的能量转化为电能，而不能表明电源容量大． 2．内阻． 电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻
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叫做电源的内阻．内阻和电动势同为电源的重要参数．
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答案：BD
变式 迁移
2．关于电源的电动势，下列说法中正确的是(
人教版高中物理选修3-1：第二章 专题 游标卡尺及螺旋测微器
固定刻度：
2
01 2
0 可动刻度： 45 46.0×0.01
c．轻拿轻放，防止掉落摔坏。
d．用毕放回盒中，存放中测杆P和测砧A不要接触， 长期不用，要涂油防锈。
4、螺旋测微器的刻度
0.5mm刻度线 0.5mm刻度线的特点
或半刻度线
不标数字
基准线 mm刻度线
mm刻度线的特点 只标0、5、10、15等数字
mm刻度线不一定 在固定刻度下方， 也可以在固定刻 度的上方。可通 过标注的数字来 判断
3、螺旋测微器使用注意事项：
展
a．转动保护旋钮K′不可太快，否则由于惯性会使接触 压力过大使被测物变形，造成测量误差，更不可直接 转动大旋钮去使测杆夹住被测物，这样往往压力过大 使测杆上的精密螺纹变形，损伤量具。
b．被测物表面应光洁，不允许把测杆固定而将被测物 强行卡入或拉出，那会划伤测杆和测砧的经过精密研 磨的端面。
当测砧和测微 可动刻度0刻度线刚好和 螺杆接触时 固定刻度的基准线重合
可动刻度的套筒左边框刚好和 固定刻度的0mm刻度线重合
左手持尺架（C），右手转动粗调旋钮D使测杆 F与测砧A间距稍大于被测物，放入被测物，转 动保护旋钮D′到夹住被测物，直到棘轮发出 声音为止，拨动固定旋钮G使测杆固定后读数。
L 2 m 7 0 .m 1 7 m 2 m .7 m 7 m
游标卡尺的测量原理（二十分度）
0
20mm 1
2主尺
cm
游标
0
19mm 10
20
主尺上的最小分度是1mm，游标上有20个等分度，总
长为主尺上的19mm，则游标上每一个分度为0.95mm，
主尺上一个刻度与游标上的一个刻度相差0.05mm
2017-2018学年高中物理人教版选修3-1文档：第二章+第5讲+Word版含答案
[目标定位] 1.掌握串、并联电路的电流和电压的特点.2.掌握电阻串、并联的计算.3.理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算．一、对串联电路的理解1．串联把几个导体依次首尾相连，接入电路，这样的连接方式叫做串联，如图1所示．图12．串联电路的特点(1)串联电路中各处的电流相等，即：I ＝I 1＝I 2＝I 3.(2)串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即：U ＝U 1＋U 2＋U 3. (3)串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R ＝R 1＋R 2＋R 3.(4)串联电阻具有分压作用：串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即：U 1R 1＝U 2R 2＝U 3R 3＝I . 深度思考(1)若R 1、R 2组成串联电路，R 1不变，R 2增大时，串联的总电阻如何变化？若R 1≪R 2，串联的总电阻接近哪个电阻？(2)若n 个相同的电阻R 串联，总电阻是多大？ 答案 (1)增大 接近R 2 (2)nR例1 电阻R 1、R 2、R 3串联在电路中．已知R 1＝10Ω、R 3＝5Ω，R 1两端的电压为6V ，R 2两端的电压为12V ，则( ) A ．电路中的电流为0.6A B ．电阻R 2的阻值为20Ω C ．三只电阻两端的总电压为21V D ．电阻R 3两端的电压为4V 解析 电路中的电流I ＝U 1R 1＝610A ＝0.6A ，A 对；R 2阻值为R 2＝U 2I ＝120.6Ω＝20Ω，B 对；三只电阻两端的总电压U ＝I (R 1＋R 2＋R 3)＝21V ，C 对； 电阻R 3两端的电压U 3＝IR 3＝0.6×5V ＝3V ，D 错． 答案 ABC1 分析串联电路要抓住电流不变的特点.2 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻；当一个大电阻和一个小电阻串联时，串联电阻接近大电阻.3 串联电路中任一电阻增大，总电阻增大.二、对并联电路的理解1．并联：把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做并联，如图2所示．图22．并联电路的特点(1)并联电路的总电流等于各支路电流之和，即：I ＝I 1＋I 2＋I 3.(2)并联电路的总电压与各支路电压相等，即：U ＝U 1＝U 2＝U 3.(3)并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即：1R ＝1R 1＋1R 2＋1R 3.(4)并联电路具有分流作用：并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即：I 1R 1＝I 2R 2＝I 3R 3＝U .深度思考(1)若R 1、R 2组成并联电路，R 1不变，R 2增大时，并联的总电阻如何变化？若R 1≪R 2，并联的总电阻接近哪个电阻？(2)若n 个相同的电阻R 并联，总电阻是多大？ 答案 (1)增大 接近R 1 (2)R n例2 如图3所示的电路中，R 1＝2Ω，R 2＝3Ω，R 3＝4Ω.图3(1)电路的总电阻是多少？(2)若流过电阻R 1的电流I 1＝3A ，则通过R 2、R 3的电流分别为多少？干路电流为多少？ 解析 (1)根据并联电路的特点 电路中1R 总＝1R 1＋1R 2＋1R 3所以R 总＝1213Ω.(2)由于I 1R 1＝I 2R 2＝I 3R 3，所以I 2＝2AI 3＝1.5A干路电流I ＝I 1＋I 2＋I 3 ＝(3＋2＋1.5) A ＝6.5A.答案 (1)1213Ω (2)2A 1.5A 6.5A1 分析并联电路要抓住电压不变的特点.2 并联电阻小于任一个分电阻；一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻.3 并联电路任一电阻增大时，总电阻也随之增大.针对训练 由四个电阻连接成的电路如图4所示．R 1＝8Ω，R 2＝4Ω，R 3＝6Ω，R 4＝3Ω.图4(1)求a 、d 之间的总电阻；(2)如果把42V 的电压加在a 、d 两端，则通过每个电阻的电流是多少？ 答案 见解析解析 (1)由题图可知R cd ＝R 3R 4R 3＋R 4＝6×36＋3Ω＝2Ω. 故R ad ＝R 1＋R 2＋R cd ＝8Ω＋4Ω＋2Ω＝14Ω. (2)由欧姆定律知I ＝U R ad ＝4214A ＝3A ，即为通过R 1、R 2的电流．设通过R 3、R 4的电流分别为I 3、I 4，则由并联电路电压相等，得I 3R 3＝I 4R 4，又I 3＋I 4＝3A ，解得I 3＝1A ，I 4＝2A ．三、电流表和电压表1．小量程电流表G(表头)的三个参数 (1)电流表的内阻：电流表G 的电阻R g . (2)满偏电流：指针偏转到最大刻度时的电流I g .(3)满偏电压：电流表G 通过满偏电流时，加在它两端的电压U g .由欧姆定律可知U g ＝I g R g . 2．电压表、电流表的改装及其特点由相同的表头改装成两个量程不同的电流表，读数越大的电流表表示流过表头的电流越大吗？什么可以表示流过表头的电流大小？答案 不是．指针偏转角度越大表示流过表头的电流越大．例3 有一电流表G ，内阻R g ＝10Ω，满偏电流I g ＝3mA.(1)要把它改装成量程为0～3V 的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？(2)要把它改装成量程为0～0.6A 的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？解析 (1)由题意知电流表G 的满偏电压U g ＝I g R g ＝0.03V改装成量程为0～3V 的电压表，当达到满偏时，分压电阻R 的分压U R ＝U －U g ＝2.97V 所以分压电阻R ＝U R I g ＝2.970.003Ω＝990Ω改装后电压表的内阻R V ＝R g ＋R ＝1000Ω.(2)改装成量程为0～0.6A 的电流表，当达到满偏时，分流电阻R ′的分流I R ′＝I －I g ＝0.597A 所以分流电阻R ′＝U gI R ′≈0.05Ω 改装后电流表的内阻R A ＝R g R ′R g ＋R ′≈0.05Ω答案 见解析关于电表的改装，要分清改装成电压表时需串联电阻，改装成电流表时需并联电阻，然后再结合电路知识及部分电路欧姆定律加以解决．(1)先明确小量程电流表G 的两个参数：I g 、R g ，并算出满偏电压U g ＝I g R g . (2)用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻．①改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻来分压，如图5所示，其阻值R ＝U I g－R g .图5②改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻来分流，如图6所示，其阻值R ＝I gI －I gR g .图61．(串、并联电路的有关计算)电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，则当R 1与R 2串联后接入电路中时，R 1与R 2两端电压之比U 1∶U 2为( ) A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1 答案 B2．(串、并联电路的有关计算)如图7所示，R 1＝4Ω，R 2＝9Ω，R 3＝18Ω.通电后经R 1、R 2和R 3的电流之比I 1∶I 2∶I 3＝________，R 1、R 2和R 3两端的电压之比U 1∶U 2∶U 3＝________.图7答案3∶2∶1 2∶3∶33．(电表的改装)一量程为100μA的电流表，内阻为100Ω，表盘刻度均匀，现串联一个9900Ω的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程为______V．用它来测量电压时，表盘指针位置如图8所示，此时电压表的读数大小为______V.图8答案 1 0.8解析4. (电表的改装)(多选)如图9甲、乙所示的电路图为电表改装的示意图，G为表头、R为可调电阻，则下列说法正确的是( )图9A．图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大B．图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小C．图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大D．图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小答案BC解析电压表电阻分压，串联；电流表电阻分流，并联．所以题图甲为电流表改装的原理图，题图乙为电压表改装的原理图．并联电路电阻大时分流少，所以R增大时量程减小；串联电路电阻大时分压多，所以R增大时量程增大．综上所述选项B、C正确．题组一串、并联电路的特点及有关计算1．(多选)下列说法中正确的是( )A．一个电阻和一根理想导线并联，总电阻为零B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大D．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小答案ABC解析由并联电路的特点知：并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小，且任一支路的电阻增大时(其他支路不变)，总电阻也增大，所以A、B、C对，D错．2．将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻( )A．很接近R1且略大于R1B．很接近R1且略小于R1C．很接近R2且略大于R2D．很接近R2且略小于R2答案 A3．已知通过三个并联支路的电流之比I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为( )A．6∶3∶2 B．2∶3∶6C．1∶2∶3 D．2∶3∶1答案 A解析三个并联支路的电压相等，根据欧姆定律I＝UR得，电流I与电阻R成反比．电流之比I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则电阻之比R1∶R2∶R3＝6∶3∶2，故选A.4．(多选)如图1所示，图中1、2分别为电阻R1、R2的电流随电压变化的关系图线，则( )图1A．R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域B．R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅲ区域C．R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域D．R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅱ区域答案BC5．如图2所示，变阻器的总电阻为R ，连线电阻不计，当它的滑片P 从左端向右端移动时，A 、B 间的电阻变化情况是( )图2A ．减小B ．增大C ．先减小后增大D ．先增大后减小答案 D解析 当滑片在最左端或者最右端时，A 、B 两点间的电阻均为0，当滑片在中间时，A 、B 间的电阻最大；当滑片在中间时，长度变为原来的二分之一，横截面积变为原来的一倍，则电阻变为原来的四分之一，即电阻由0增大到R 4再减小到0，最大值为R4.故选D.6．(多选)一个T 形电路如图3所示，电路中的电阻R 1＝10Ω，R 2＝120Ω，R 3＝40Ω.另有一电压为100V 的测试电源，则( )图3A ．当c 、d 端短路时，a 、b 之间的等效电阻是40ΩB ．当a 、b 端短路时，c 、d 之间的等效电阻是40ΩC ．当a 、b 两端接通测试电源时，c 、d 两端的电压为80VD ．当c 、d 两端接通测试电源时，a 、b 两端的电压为80V 答案 AC解析 当c 、d 端短路时，等效电路如图甲所示，R 123＝R 1＋R 2R 3R 2＋R 3＝40Ω，同理可知当a 、b 端短路时，R 213＝R 2＋R 1R 3R 1＋R 3＝128Ω，选项A 正确，选项B 错误．当a 、b 两端接通测试电源时，等效电路如图乙所示，根据欧姆定律得I ＝UR 1＋R 3＝10010＋40A ＝2A ，所以U cd ＝IR 3＝80V ．当c 、d 两端接通测试电源时，等效电路如图丙所示，根据欧姆定律得I ′＝U R 2＋R 3＝100120＋40A＝58A ，所以U ab ＝I ′R 3＝25V ，选项C 正确，选项D 错误．题组二 改装电表的原理7．电流表的内阻是R g ＝200Ω，满刻度电流值是I g ＝500μA ，现欲把此电流表改装成量程为1V 的电压表，正确的方法是( ) A ．应串联一个0.1Ω的电阻 B ．应并联一个0.1Ω的电阻 C ．应串联一个1800Ω的电阻 D ．应并联一个1800Ω的电阻 答案 C解析 电流表改装成电压表，应串联电阻．电阻两端的电压U ′＝U －U g ＝1V －200×500×10－6V ＝0.9V ，串联的电阻阻值为R ＝U ′I g＝1800Ω. 8．(多选)如图4所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A 1(0～3A)和电流表A 2(0～0.6A)，把这两个电流表并联接入电路中测量电流．则下列说法中正确的是( )图4A ．A 1的指针半偏时，A 2的指针也半偏B ．A 1的指针还没有满偏，A 2的指针已经满偏C ．A 1的读数为1A 时，A 2的读数为0.6AD ．A 1的读数为1A 时，干路中的电流为1.2A 答案 AD解析 电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，所以两表头也并联，流过两表头的电流相等，A 1的指针半偏时，A 2的指针也半偏．A 正确，B 错误；两电流表的内阻之比为1∶5，则电流之比为5∶1.A 1的读数为1A 时，A 2的读数为0.2A ，干路中的电流为1.2A ．C 错误，D 正确．故选A 、D.9．一个电流表由小量程的电流表G 与电阻R 并联而成．若在使用中发现此电流表读数比准确值稍小些，下列采取的措施正确的是( )A ．在R 上串联一个比R 小得多的电阻B ．在R 上串联一个比R 大得多的电阻C ．在R 上并联一个比R 小得多的电阻D ．在R 上并联一个比R 大得多的电阻 答案 A解析 电流表读数比准确值稍小些，是由于并联的电阻R 阻值偏小，而使流经小量程的电流表的电流偏小，所以应该给电阻R 串联一个阻值比R 小的多的电阻，从而使通过G 的电流变大．10.如图5所示，其中电流表A 的量程为0.6A ，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A ；R 1的阻值等于电流表内阻的12；R 2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( )图5A ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A 答案 C解析 当接线柱1、2接入电路时，R 1与电流表并联，由于R 1＝R A2，可知流过R 1的电流为流过电流表电流的2倍，所以1、2接线柱间的电流为流过电流表电流的3倍，所以每一小格是原来的3倍，即为0.06A ，所以A 、B 错误；当接线柱1、3接入电路时，电流表与R 1并联，然后再与R 2串联，串联电阻对电流无影响，与1、2接入电路的效果一样，所以每一小格表示0.06A ，C 正确，D 错误． 题组三 综合应用11．阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图6所示电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )图6A.25B.12C.35D.23答案 C解析 S 断开时等效电路如图甲所示．图甲电容器两端电压为U 1＝ER ＋23R ×23R ×12＝15E ； S 闭合时等效电路如图乙所示．图乙电容器两端电压为U 2＝ER ＋12R ×12R ＝13E ， 由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确． 12．在如图7所示的电路中，小量程电流表G 的内阻R g ＝100Ω，满偏电流I g ＝1mA ，R 1＝900Ω，R 2＝100999Ω.图7(1)当S 1和S 2均断开时，改装成的表是什么表？量程为多大？(2)当S 1和S 2均闭合时，改装成的表是什么表？量程为多大？ 答案 (1)电压表 1V (2)电流表 1A 解析 (1)S 1和S 2均断开时，电阻R 1与小量程电流表G 串联，可组成较大量程的电压表，电压表的内阻R V ＝R g ＋R 1＝1000Ω.所以电压表两端的电压最高为： U ＝I g R V ＝0.001×1000V ＝1V.即改装成的电压表的量程为1V.(2)S 1和S 2均闭合时，电阻R 1被短路，电阻R 2与小量程电流表G 并联，组成较大量程的电流表．当小量程电流表G 满偏时，通过R 2的电流为：I R 2＝I g R g R 2＝0.001×100100999A ＝0.999A ．故改装成的电流表的量程为I ＝I R 2＋I g ＝0.999A ＋0.001A ＝1A.。
人教版高中物理选修3-1磁场 (2).docx
高中物理学习材料桑水制作磁场1（2010年全国I 卷25）．（18分）如图所示，在a x ≤≤0、20ay ≤≤范围内有垂 直于xy 平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B 。
坐标原点O 处有一个粒子源，在某时刻发射大 量质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy 平面内，与y 轴正方向的夹角分布在0～90°范围内。
已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a a 到2/之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。
求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的 （1）速度的大小；（2）速度方向与y 轴正方向夹角的正弦。
3．两屏幕荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别去垂直于两屏交线的直线为x 和y 轴，交点O 为原点，如图所示。
在y>0，0<x<a 的区域有垂直于纸面向内的匀强磁场，在y>0，x>a 的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为B 。
在O 点出有一小孔，一束质量为m 、带电量为q （q>0）的粒子沿x 轴经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮。
入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。
已知速度最大的粒子在0<x<a 的区域中运动的时间与在x>a 的区域中运动的时间之比为2︰5，在磁场中运动的总时间为7T/12，其中T 为该粒子在磁感应强度为B 的匀强磁场中做圆周运动的周期。
试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）。
4.如图所示，一个质量为m ，带电量为+q 的粒子以速度v 0从O 点沿y 轴正方向射入磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b 处穿过x 轴，速度方向与x 轴正方向的夹角为300.粒子的重力不计，试求:(1)圆形匀强磁场区域的最小面积. (2)粒子在磁场中运动的时间. (3)b 到O 的距离.5.[2012·课标全国卷] 如图，一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)．在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m 、电荷量为q 的粒子沿图中直线在圆上的a 点射入柱形区域，在圆上的b 点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直．圆心O 到直线的距离为35R .现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a 点射入柱形区域，也在b 点离开该区域．若磁感应强度大小为B ，不计重力，求电场强度的大小．bxyOm ,qv 0 30°6.如图所示，磁感应强度大小为B =0.15T ，方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径R =0.10m 的圆形区域内，圆的左端点跟y 轴相切于直角坐标系原点O ，右端跟荧光屏MN 相切于x 轴上的A 点。
人教版高中物理选修3-1第二章第3节欧姆定律
二、欧姆定律的理解
1、研究内容： 导体中的电流跟哪些因素有关系
2、理论和实验根据： 欧姆最早通过实验证明
3、三种表述：
（1）文字表述：导体中的电流I 跟导体两端的电压U成
正比，跟导体的电阻R成反比．
（2）公式表述 I U
R
（3）图像表述
I
R一定
I
U一定
U O
R-1 O
4、适用条件：金属、电解液等纯电阻导电
气体导电、半导体导电及含电动机、电解槽电器不适用
画出导体中的电流随电压变化的曲线
导体 电压（V） 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 U/I A 电流（A） 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 10 B 电流（A） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 5.0
导体 电压（V） 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 U/I A 电流（A） 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 10 B 电流（A） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 5.0
R1 U kI
I kU
I U R
结论：导体中的电流I 跟导体两端的电压U成正比，跟 导体的电阻R成反比．
例、若加在某定值电阻两端的电压变为本来的3/5时，导 体中的电流减小了0.4 A.如果所加电压变为本来的2倍，则 导体题可以有三种解法：
解答一： 依题意和欧姆定律得： R U0 3U0 / 5 I0 I0 0.4
所以 I0＝1.0 A
3 5
U
0
U0
2 5
U
0
2U0 I/A
I2
所以 I0＝1.0 A
I0
I0-0.4
2024-2025版高中物理第二章恒定电流7闭合电路的欧姆定律教案新人教版选修3-1
教学方法/手段/资源：
-讲授法：教师通过详细讲解，帮助学生理解闭合电路的欧姆定律知识点。
-实践活动法：教师设计实践活动，让学生在实践中掌握闭合电路的欧姆定律技能。
-合作学习法：学生通过小组讨论等活动，培养团队合作意识和沟通能力。
作用与目的：
-学生可以尝试阅读一些与电路设计相关的书籍，如《电子电路基础》、《电路设计与仿真》等，提升自己的电路设计能力。
-学生可以参与一些在线的科学讨论组，与其他学生或专业人士交流关于闭合电路的欧姆定律的问题，互相学习和进步。
-学生可以利用课余时间，自己设计一些简单的电路实验，如制作一个简单的串联电路或并联电路，观察电流和电压的变化，验证欧姆定律。
-帮助学生深入理解闭合电路的欧姆定律知识点，掌握相关技能。
-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3.课后拓展应用
教师活动：
-布置作业：教师根据闭合电路的欧姆定律课题，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
-提供拓展资源：教师提供与闭合电路的欧姆定律课题相关的拓展资源，如书籍、网站、视频等，供学生进一步学习。
3.实验法：教师将引导学生参与实验，通过测量电路中的电流、电压、电阻等物理量，让学生亲身感受电流、电压、电阻之间的关系，从而加深对闭合电路的欧姆定律的理解。
教学手段：
1.多媒体设备：教师将利用多媒体设备，如PPT、视频等，展示电路图、实验现象等，让学生更直观的理解闭合电路的欧姆定律，提高学生的学习兴趣。
教师活动：
-发布预习任务：教师通过在线平台或班级微信群，发布预习资料，如PPT、视频、文档等，明确预习目标和要求。
人教版高中物理选修3-1第二章第4节.docx
高中物理学习材料桑水制作第4节 串联电路和并联电路1．串联电路的基本特点是：(1)电路中各处电流相等，即I 1＝I 2＝I 3＝…＝I n .(2)总电压等于各部分电路电压之和，即U ＝U 1＋U 2＋…＋U n . (3)总电阻等于各部分电路电阻之和，即R ＝R 1＋R 2＋…＋R n . 2．并联电路的基本特点是：(1)各电阻两端的电压相等，即U 1＝U 2＝U 3＝…＝U n . (2)总电流等于各支路电流之和，即I ＝I 1＋I 2＋…＋I n .(3)总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即1R ＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n.3．电流表(表头)G 的三个重要参数是I g 、U g 、R g ，这三个参数之间的关系符合欧姆定律，即U g ＝I g R g .4．利用串联电路的分压原理，将电流表G 串联一只适当阻值的电阻R ，就可以改装成一定量程的电压表V ，若改装后的量程为U ，则分压电阻R ＝U I g－R g .5．利用并联电路的分流原理，将电流表G 并联一只适当阻值的电阻R ，就可以改装成一定量程的电流表A ，若改装后的量程为I ，则分流电阻R ＝I g R gI －I g.【概念规律练】知识点一 串并联电路的特点1．电阻R 1、R 2、R 3串联在电路中．已知R 1＝10 Ω、R 3＝5 Ω，R 1两端的电压为6 V ，R 2两端的电压为12 V ，则( )A ．电路中的电流为0.6 AB ．电阻R 2的阻值为20 ΩC ．三只电阻两端的总电压为21 VD ．电阻R 3两端的电压为4 V 答案 ABC解析 电路中电流I ＝U 1R 1＝610 A ＝0.6 A ；R 2阻值为R 2＝U 2I ＝120.6Ω＝20 Ω，三只电阻两端的总电压U ＝I (R 1＋R 2＋R 3)＝21 V ；电阻R 3两端的电压U 3＝IR 3＝0.6×5 V ＝3 V.2．已知通过三个并联支路的电流之比是I 1∶I 2∶I 3＝1∶2∶3，则三个并联支路的电阻之比R 1∶R 2∶R 3为( )A ．1∶2∶3B ．3∶2∶1C ．2∶3∶6D ．6∶3∶2 答案 D解析 由欧姆定律有R ＝U I，在并联电路中，电压相等，所以有R 1∶R 2∶R 3＝1I 1∶1I 2∶1I 3＝11∶12∶13＝6∶3∶2. 3. 如图1所示电路，R 1＝2 Ω，R 2＝3 Ω，R 3＝4 Ω.图1(1)如已知流过电阻R 1的电流I 1＝3 A ，则干路电流多大？ (2)如果已知干路电流I ＝3 A ，流过每个电阻的电流多大？ 答案 (1)6.5 A (2)1.38 A 0.92 A 0.69 A.解析 (1)由I 1、R 1可算出并联电路的电压，即可算出I 2、I 3，总电流I ＝I 1＋I 2＋I 3. 并联电路的电压U ＝I 1R 1＝3×2 V ＝6 V ， 流过电阻R 2、R 3的电流分别为I 2＝U R 2＝63 A ＝2 A ，I 3＝U R 3＝64A ＝1.5 A.所以干路电流为I ＝I 1＋I 2＋I 3＝(3＋2＋1.5) A ＝6.5 A. (2)已知I 1＋I 2＋I 3＝I ① 又由I 1R 1＝I 2R 2，有I 2＝R 1R 2I 1② 由I 1R 1＝I 3R 3，有I 3＝R 1R 3I 1③将②③式同时代入①，有I 1＋R 1R 2I 1＋R 1R 3I 1＝I ，代入已知数据，得I 1≈1.38 A ，再代入②③中， 得I 2≈0.92 A ，I 3≈0.69 A.点评 对第(2)小题应用电流与电阻的反比关系I 1R 1＝I 2R 2＝I 3R 3求解时必须注意，不要把这三个电阻中电流的关系错写成I 1∶I 2∶I 3＝R 3∶R 2∶R 1.知识点二 电压表、电流表的改装4．把电流表改装成电压表时，下列说法正确的是( ) A ．改装的原理是串联电阻有分压作用B ．改装成电压表后，原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了C ．改装后原电流表自身的电阻也增大了D ．改装后使用时，加在原电流表两端的电压的最大值不变 答案 AD解析 电流表改装成电压表的原理是串联电路的分压作用，故A 正确；电流表改装成电压表后R g 、I g 、U g 均不变，故B 、C 错误，D 正确．5．有一个量程为0.5 A 的电流表，与阻值为1 Ω的电阻并联后通入0.6 A 的电流，电流表的示数为0.4 A ，若将该电流表的量程扩大为5 A ，则应________联一个阻值为________ Ω的电阻．答案 并 0.056解析 电流表内阻R g ＝(0.6－0.4)×10.4Ω＝0.5 Ω，当接5 A 量程时，I g ′＝0.5 A ，分流I R ＝(5－0.5) A ＝4.5 A ，所以分流电阻R ＝U g ′/I R ＝I g ′R g I R ＝0.5×0.54.5Ω≈0.056 Ω.点评 (1)小量程的电流表(表头)的三个参量：内阻R g 、满偏电流I g 、满偏电压U g ，它们的关系是U g ＝I g R g .(2)电压表和电流表的改装：当把电流表G 改装成量程为U 的电压表时，应当串联一个电阻R ，该电阻起分压作用，与三个参数间的关系为：U ＝I g (R g ＋R )；当把电流表G 改装成量程为I 的电流表(也叫安培表)时，应当并联一个电阻，该电阻起分流作用，与三个参数间的关系为：I ＝I g ＋I g R gR. 知识点三 串并联电路特点的综合应用6. 如图2所示的电路中，R 1＝8 Ω，R 2＝4 Ω，R 3＝6 Ω，R 4＝3 Ω.图2(1)求电路中的总电阻．(2)当加在电路两端的电压U ＝42 V 时，通过每个电阻的电流是多少？ 答案 (1)14 Ω (2)I 1＝I 2＝3 A ，I 3＝1 A ，I 4＝2 A. 解析 (1)R 3、R 4并联后电阻为R 34，则R 34＝R 3R 4R 3＋R 4＝6×36＋3Ω＝2 Ω，R 1、R 2和R 34串联，电路中的总电阻R ＝R 1＋R 2＋R 34＝14 Ω.(2)根据欧姆定律I ＝U R ，I ＝4214A ＝3 A.由于R 1、R 2串联在干路上．故通过R 1、R 2的电流都是3 A. 设通过R 3、R 4的电流为I 3、I 4，由并联电路的特点．I 3＋I 4＝3 A ，I 3I 4＝R 4R 3，解得I 3＝1 A ，I 4＝2 A.点评 在串并联电路的有关计算中，首先要明确各电阻的串并联关系，然后再结合串并联电路的特点及电流、电压分配规律和欧姆定律列式计算．7．一个T 型电路如图3所示，电路中的电阻R 1＝10 Ω，R 2＝120 Ω，R 3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V ，内阻忽略不计．则( )图3A ．当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40 ΩB ．当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40 ΩC ．当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为80 VD ．当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80 V 答案 AC甲解析 当cd 端短路时等效电路图如图甲，等效电阻R 123＝R 1＋R 2R 3R 2＋R 3＝40 Ω，所以A对．同理，当ab 端短路时，等效电阻R 123＝R 2＋R 1R 3R 1＋R 3＝128 Ω，所以B 错．乙当ab 两端接通测试电源时等效电路图如图乙，根据欧姆定律得：I ＝ER 1＋R 3＝10010＋40A ＝2 A ，所以U cd ＝IR 3＝80 V ，所以C 对．同理，当cd 两端接通测试电源时，根据欧姆定律得：I ＝E R 2＋R 3＝100120＋40 A ＝58A ，所以U ab ＝IR 3＝25 V ，所以D 错．点评 搞清楚cd 端短路时及ab 端接通测试电源时电路的连接形式是解题的关键，为此需画出不同情况下的等效电路图．【方法技巧练】一、用伏安法测电阻8．用电流表和电压表测量电阻R x 的阻值．如图4所示，分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中，按照(a)图时，电流表示数为4.60 mA ，电压表示数为2.50 V ；按照(b)图时，电流表示数为5.00 mA ，电压表示数为2.30 V ，比较这两次结果，正确的是( )图4A ．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 ΩB ．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 ΩC ．电阻的真实值更接近460 Ω，且大于460 ΩD ．电阻的真实值更接近460 Ω，且小于460 Ω 答案 B解析 比较(a)、(b)两图的电压读数，可知ΔU ＝0.20 V ，则ΔU U ＝0.202.50＝0.08；电流变化ΔI ＝0.40 mA ，则ΔI I ＝0.404.60＝0.087，可见ΔI I >ΔUU，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，故应采取内接法，即按照(a)图所示电路测量电阻R x ，R x ＝ 2.5 V4.60×10－3A＝543 Ω，此法测量值偏大，因此选项B 正确． 方法总结 用电流表、电压表测电阻时，连接方式可分为电流表外接法和电流表内接法两种方式：(1)电流表外接法：如图甲所示，由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R ＝U I可知，R 测<R 真，R 越小，电压表分流越小，误差越小，因此这种接法适合测小电阻，正如上一节描绘小灯泡的伏安特性曲线中电流表就采用了这种接法．甲 乙(2)电流表内接法：如图乙所示，由于电流表的分压，导致电压U 的测量值偏大．由R ＝U I得R 测>R 真，R 越大，电流表的分压越小，误差就会越小．因此这种接法适用于测量大电阻．二、滑动变阻器的两种接法9. 如图5所示，滑动变阻器R 1的最大值是200 Ω，R 2＝R 3＝300 Ω，A 、B 两端电压U AB＝8 V.图5(1)当开关S 断开时，移动滑动片P ，R 2两端可获得的电压变化范围是多少？ (2)当S 闭合时，移动滑动片P ，R 2两端可获得的电压变化范围又是多少？ 答案 (1)4.8 V ～8 V (2)3.43 V ～8 V解析 (1)当S 断开时，滑动变阻器R 1为限流式接法，R 3及R 1的下部不接在电路中，当滑动片P 在最上端时，R 2上获得的电压最大，此时R 1接入电路的电阻为零，因此R 2上的最大电压等于U AB ＝8 V ，当滑动片P 在最下端时，R 1的全部与R 2串联，此时R 2上的电压最小，U R 2＝R 2R 1＋R 2U AB ＝4.8 V ，所以R 2上的电压变化范围为4.8 V ～8 V.(2)当S 闭合时，滑动变阻器R 1为分压式接法，当滑动片在最下端时，R 2上的电压最小，此时R 2与R 3并联，再与R 1的全部串联，R 2与R 3的并联电阻R ′＝R 22＝150 Ω，电压为U ′＝R ′R 1＋R ′U AB ＝150200＋150×8 V ＝3.43 V ，当滑动片在最上端时，R 2上的电压最大等于U AB ＝8 V ，所以R 2上的电压范围为3.43 V ～8 V.方法总结1．滑动变阻器两种接法的比较接法 项目限流式 分压式电路组成变阻器 接入电 路特点连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱(图中变阻器Pa 部分短路不起作用)连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈的两端接线柱(图中变阻器Pa 、Pb 都起作用，即从变阻器上分出一部分电压加到待测电阻上)调压范围ER xR x ＋R～E(不计电源内阻)0～E(不计电源内阻)2.选用两种接法的原则(1)负载电阻的阻值R 0远大于变阻器的总电阻R ，须用分压式电路；(2)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式电路； (3)负载电阻的阻值R 0小于变阻器总电阻R 或相差不多，且电压电流变化不要求从零调起时，可采用限流接法；(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总能耗较小．1．下列说法中正确的是( )A ．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零B ．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C ．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大D ．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小 答案 ABC解析 由并联电路的特点知：并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小且任一支路电阻增大时(其他支路不变)，总电阻也增大，所以A 、B 、C 对，D 错．2．电流表的内阻是R g ＝200 Ω，满刻度电流值是I g ＝500 μA ，现欲把这电流表改装成量程为1.0 V 的电压表，正确的方法是( )A ．应串联一个0.1 Ω的电阻B ．应并联一个0.1 Ω的电阻C ．应串联一个1 800 Ω的电阻D ．应并联一个1 800 Ω的电阻 答案 C解析 电流表改电压表，串联电阻．电阻两端的电压U ′＝U －U g ＝1 V －200×500×10－6V ＝0.9 V ，串联的电阻阻值为R ＝U ′/I g ＝1 800 Ω.3. 如图6所示的电路中，电压表和电流表的读数分别为10 V 和0.1 A ，电流表的内阻为0.2 Ω，那么有关待测电阻R x 的下列说法正确的是( )图6A ．R x 的测量值比真实值大B ．R x 的测量值比真实值小C ．R x 的真实值为99.8 ΩD ．R x 的真实值为100.2 Ω 答案 AC解析 因为电流表和R x 直接串联，所以电流表读数I ′等于流过R x 的真实电流I ，电压表并联在电流表和R x 串联电路的两端，故电压表读数U ′大于R x 两端的真实电压U ，所以R x的测量值R x ′＝U ′I ′大于真实值R x ＝U I ，故A 对．R x 的真实值为：R x ＝U I ＝U ′－I ′R AI ′＝10－0.1×0.20.1Ω＝99.8 Ω，故C 对．4．电流表G 的内阻为R g ，用它测量电压时，量程为U ；用它改装成大量程的电流表的内阻是R A ，量程为I ，这几个量的关系是( )A ．R A >R g U I >R gB ．R A >R g >U IC ．R A <R g U I <R gD ．R A <R g ＝UI答案 C5．一个电流表的刻度盘的每1小格代表1 μA ，内阻为R g .如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n μA ，则( )A ．给它串联一个电阻，阻值为nR gB ．给它串联一个电阻，阻值为(n －1)R gC ．给它并联一个电阻，阻值为R g nD ．给它并联一个电阻，阻值为R gn －1答案 D6. 如图7所示，电路两端的电压U 保持不变，电阻R 1、R 2、R 3消耗的电功率一样大，则电阻之比R 1∶R 2∶R 3是( )图7A ．1∶1∶1B ．4∶1∶1C ．1∶4∶4D ．1∶2∶2 答案 C解析 因P 1＝P 2＝P 3，又R 2与R 3并联，U 2＝U 3且P ＝U 2R ，故R 2＝R 3，I 2＝I 3＝12I 1，即I 1∶I 2∶I 3＝2∶1∶1，根据P ＝I 2R 得R 1∶R 2∶R 3＝1I 21∶1I 22∶1I 23＝1∶4∶4.7．在图8中，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R 的电路图，下列说法不正确的是( )图8A ．甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法B ．甲中R 测>R 真，乙中R 测<R 真C ．甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使R ≪R V ，故此法测较小电阻好D ．乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R ≫R A ，故此法测较大电阻好 答案 B8. 如图9示电路，○G 是电流表，R 1、R 2是两个可变电阻，调节可变电阻R 1，可以改变电流表○G 的示数．当MN 间的电压为6 V 时，电流表的指针刚好偏转到最大刻度．将MN 间的电压改为5 V 时，若要电流表○G 的指针仍偏转到最大刻度，下列方法中可行的是( )图9A ．保持R 1不变，增大R 2B ．增大R 1，减少R 2C ．减少R 1，增大R 2D ．保持R 2不变，减少R 1 答案 B9．R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω，R 1允许通过的最大电流为1.5 A ，R 2两端允许加的最大电压为10 V ，若将它们串联，加在电路两端的最大电压可以是( )A ．45 VB ．5 VC ．25 VD ．15 V 答案 D10．已知电流表的内阻R g ＝120 Ω，满偏电流I g ＝3 mA ，要把它改装成量程是6 V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A 的电流表，应并联多大的电阻？答案 1 880 Ω 0.12 Ω 解析 量程为6 V 的意思是当电压表(电流表串联电阻后的整体)两端电压为6 V 时，通过电流表的电流为满偏电流，指针指向最大刻度处，我们在最大刻度处标以6 V.依以上分析，设串联电阻的阻值为R ，则 U g ＝I g R g ＝3×10－3×120 V ＝0.36 V ，U R ＝U －U g ＝6 V －0.36 V ＝5.64 V.根据串联电路中的电压分配关系可得R ＝U R U g R g ＝5.640.36×120 Ω≈1 880 Ω.即应串联1 880 Ω的电阻，改装后，电压表内阻 R V ＝1 880 Ω＋120 Ω＝2 000 Ω. 量程为3 A 的意思是通过电流表(表头并联电阻后的整体)的电流为3 A 时，通过表头的电流为满偏电流，指针指向满刻度处，在此处标以3 A.设应并联电阻阻值为 R ，则其分担的电流为 I R ＝I －I g ＝3 A －3×10－3 A ＝2.997 A. 根据并联电路中的电流分配关系可得 R ＝I g I R R g ＝0.0032.997×120 Ω≈0.12 Ω. 即应并联0.12 Ω的电阻，改装后，电流表的内阻R A ＝R g R R g ＋R ＝120 Ω×0.12 Ω120 Ω＋0.12 Ω≈0.12Ω.。
人教版高中物理选修3-1第二章第2节.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第2节电动势1．在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功越多，电荷的电势能增加得就越多；非静电力做的功越少，则电荷的电势能增加得就越少．物理学中用电动势表明电源的这种特性．2．电动势在数值上等于非静电力把单位正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．3．在电源内部非静电力移送电荷做的功W与被移送电荷的电荷量q的比值，叫做电源的电动势．它的单位是伏特，用V表示．电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关．4．蓄电池的电动势是2 V，说明电池内非静电力每移动1 C的正电荷做功2_J，其电势能增加(填“增加”或“减小”)，是化学能转化为电能的过程．5．关于电源与电路，下列说法正确的是()A．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流也由电源正极流向负极B．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流由电源负极流向正极C．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中电场力对电荷也做正功D．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中非静电力对电荷做正功答案BD解析电路中电流是由正电荷的定向移动形成的，外电路中，正电荷在导线中电场的作用下，从高电势端向低电势端运动，即从电源正极向电源负极运动，此过程电场力对电荷做正功．根据稳定电流的闭合性和电荷守恒定律，在内电路中，正电荷只能从电源负极向正极运动，即电流从电源负极流向正极，此过程中，电荷运动方向与电场力的方向相反，电场力对电荷做负功. 要使正电荷从电源负极移向电源正极，必须有除电场力以外的非静电力做功，使其他形式的能转化为电荷的电势能，所以B、D正确．【概念规律练】知识点一电动势的概念1．关于电动势，下列说法中正确的是()A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多答案AC解析电源是将其他形式的能转化为电能的装置，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能就增加，因此选项A正确．电动势是反映电源内部其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，电动势在数值上等于移送单位正电荷做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，被移送的电荷量越多，所以选项C正确．点评 电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领，在数值上等于把单位正电荷从电源负极移送到正极时，非静电力所做的功．2．关于电源的电动势，下列说法正确的是( )A ．在某电池的电路中每通过2 C 的电荷量，电池提供的电能是4 J ，那么这个电池的电动势是0.5 VB ．电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多C ．电源接入电路后，其两端的电压越大，电源的电动势也越大D ．无论电源接入何种电路，其电动势是不变的答案 D解析 由电动势的定义可知，当通过单位电荷时转化的电能为2 J ，即电源的电动势为2 V ，故A 错误；电源所能提供的电能与电动势无关，它是由电源中贮存的可转化能量的多少决定的，故B 错误；电源的电动势与外电路无关，故C 错误．知识点二 电动势E ＝W q的理解和计算 3．有关电压与电动势的说法中正确的是( )A ．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B ．电动势是电源两极间的电压C ．电动势公式E ＝W q 中W 与电压U ＝W q中的W 是一样的，都是电场力做的功 D ．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量答案 D解析 电压与电动势是两个不同的概念，其中电动势公式E ＝W q中W 是非静电力做的功，而电压U ＝W q中W 则是电场力做的功，电动势的大小等于电路内、外电压之和． 点评 电动势E ＝W q.W 表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能(或其他形式的能)，E 表示移动单位正电荷消耗的化学能(或其他形式的能)，反映电源把其他形式的能转化为电能的本领．电势差U ＝W q.W 表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能，U 表示移动单位正电荷消耗的电势能，反映把电势能转化为其他形式能的本领．4．由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组，对一电阻供电．电路中的电流为2 A ，在10 s 内电源做功为180 J ，则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？答案 9 V 串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和解析 由E ＝W q及q ＝It 得 E ＝W It ＝1802×10V ＝9 V ＝1.5×6 V 故可得出，串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和．知识点三 内外电路中的能量转化5．铅蓄电池的电动势为2 V ，一节干电池的电动势为1.5 V ，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路中的电流分别为0.1 A 和0.2 A ．试求两个电路都工作20 s 时间，电源所消耗的化学能分别为______和________，________把化学能转化为电能的本领更大．答案 4 J 6 J 铅蓄电池解析 对于铅蓄电池的电路，20 s 时间内通过的电荷量为q 1＝I 1t ＝2 C ，对于干电池的电路，20 s 时间内通过的电荷量为q 2＝I 2t ＝4 C.由电动势的定义式E ＝W q得电源消耗的化学能分别为W 1＝q 1E 1＝4 J ，W 2＝q 2E 2＝6 J. 因为E 1>E 2，故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大．6．将电动势为3.0 V 的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V ．当电路中有6 C的电荷流过时，求：(1)有多少其他形式的能转化为电能；(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能；(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能．答案(1)18 J(2)14.4 J(3)3.6 J解析由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送1 C电荷，有3 J其他形式的能转化为电能．也可认为在电源中，非静电力移送电荷做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；在电路中，静电力移送电荷做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．(1)W＝Eq＝3×6 J＝18 J，电源中共有18 J其他形式的能转化为电能．(2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J，外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能．(3)内电压U2＝E－U1＝3 V－2.4 V＝0.6 V，所以W2＝U2q＝0.6×6 J＝3.6 J，内电路中共有3.6 J电能转化为其他形式的能．也可由能量守恒求出：W2＝W－W1＝3.6 J.点评非静电力只在电源内部对电荷做功，将其他形式的能转化为电能，但静电力在整个闭合电路上都要做功，将电能转化为其他形式的能，不能只认为静电力只在外电路做功．因电源有内阻，在内电路上部分电能转化为内能，这要通过静电力做功来实现转化．【方法技巧练】实际问题中有关电动势问题的分析方法7．电池容量就是电池放电时输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 A·h”的字样，则表示()A．该电池在工作1 h 后达到的电流为15 AB．该电池在工作15 h 后达到的电流为15 AC．电池以1.5 A 的电流工作，可用10 hD．电池以15 A 的电流工作，可用15 h答案 C解析此字样在很多充电电池上都有标注，它表示电池的蓄存电荷量的情况，通过它我们可以知道电池在一定的放电电流下使用的时间，放电电流为1.5 A时，15 A·h＝1.5 A×10 h，故C项正确8．如图1所示的是两个电池外壳的说明文字．图中所述进口电池的电动势是____ V；所述国产电池最多可放出________ mAh的电荷量，若电池平均工作电流为0.03 A，则最多可使用______ h．图中还提供了哪些信息：________________________________________________________________________.图1答案 1.260020充电时间及充电电流等解析进口电池的电动势是1.2 V，国产电池最多可放出600 mAh的电荷量．由t＝600 mAh＝20 h知最多可使用20 h．图中还提供了充电时间及充电电流等．0.03 A×103方法总结电池的参数有电动势、内阻，还有电池的容量等．当电源放电时，满足q＝It.另外对于电池的铭牌，要从上面获得相关的信息，如电动势、电池容量等．1．关于电源，下列说法中正确的是()A．当电池用旧之后，电源的电动势减小，内阻增大B．当电池用旧之后，电源电动势和内阻都不变C．当电池用旧之后，电动势基本不变，内阻增大D．以上说法都不对答案 C解析 电池用旧之后，电动势不变，但是内电阻变的很大2．关于电源电动势，下面说法不正确的是( )A ．电源两极间电压总等于电动势B ．电动势越大的电源，将其他能转化为电能的本领越大C ．电路接通后，电源的电压小于它的电动势D ．电动势只由电源性质决定，与外电路无关答案 A3．关于电源的说法正确的是( )A ．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场B ．在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C ．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D ．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能答案 BCD解析 无论电源内部还是外部电场都是由正极指向负极，故A 错．在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B 、C 、D 正确．4．关于电动势E ，下列说法中正确的是( )A ．电动势E 的大小，与非静电力做的功W 的大小成正比，与移送电荷量q 的大小成反比B ．电动势E 是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C ．电动势E 的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样D ．电动势E 是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量答案 BD解析 电源的电动势只与电源本身性质有关，与电源的体积和外电路无关，尽管E ＝W q，但E 与W 和q 无关，A 错，B 对；由电动势以及电压的物理意义可知C 错，D 对．5. 如图2所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2 V ，这表示( )图2A ．电路通过1 C 的电荷量，电源把1.2 J 其他形式的能转化为电能B ．电源在每秒内把1.2 J 其他形式的能转化为电能C ．该电源比电动势为1.5 V 的干电池做功少D ．该电源与电动势为1.5 V 的干电池相比，通过1 C 电荷量时其他形式的能转化为电能的量少答案 AD6．以下有关电动势的说法中正确的是( )A ．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B ．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压C ．非静电力做的功越多，电动势就越大D ．E ＝W q只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的答案 D解析 电动势与电压的单位虽然相同，但它不是电源两极间的电压，二者不是一个概念．E ＝W q，E 与W 及q 无关． 7．一台发电机用0.5 A 电流向外输电，在1 min 内将180 J 的机械能转化为电能，则发电机的电动势为( )A ．6 VB ．360 VC ．120 VD ．12 V答案 A解析 q ＝ItE ＝W q ＝W It ＝1800.5×60V ＝6 V. 8．随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额．如图3所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知该电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是( )图3A ．4.2 V 14.58 mAB ．4.2 V 700 mAC ．3.7 V 14.58 mAD ．3.7 V 700 mA答案 C解析 这是日常生活中常见的手机电池标注的信息，一般情况下，我们都不会注意这些，其实这上面的信息很全面，它清楚地标明了电池的充电量为700 mA·h ，待机时间为48 h ，由此可知待机状态下的平均工作电流I ＝q t ＝700 mA·h 48 h＝14.58 mA.这是一块标准电压为3.7 V 的电池，这说明它在工作时能提供的电压，即电动势为3.7 V ．故正确选项为C.9．某品牌的MP3使用的电源是一节7号干电池，当它正常工作时，工作电流为0.3 A ．某同学在使用该MP3时，若他用了10 s ，则这段时间内电池将多少化学能转化为电能？答案 4.5 J解析 已知工作电流I ＝0.3 A,10 s 时间内通过导体横截面的电荷量q ＝It ＝0.3×10 C ＝3 C.7号干电池电动势为1.5 V ．则根据能量守恒定律，电池将化学能转化为电能的量等于非静电力移动正电荷所做的功：W ＝qE ＝3×1.5 J ＝4.5 J.10．铅蓄电池是太阳能供电系统的重要器件，它的主要功能是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内，以供用电设备使用．某太阳能电池板给一电动势为15 V 的铅蓄电池充电时的电流为4 A ，充电10小时充满．该铅蓄电池储存了多少电能？答案 2.16×106 J解析 10小时通过的电荷量：q ＝It .非静电力做功：W ＝qE ＝ItE .所以铅蓄电池储存的电能E 电＝W ＝ItE ＝2.16×106 J.。
人教版高中物理选修3-1第1章、第2章综合能力测试B.docx
高中物理学习材料桑水制作第一章、第二章综合能力测试B本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．生活中应树立安全用电的意识，掌握安全用电的基本技能．晚上小明开灯看书，开关接通后灯不亮，发现灯泡完好无损，用测电笔分别检测灯头上的两个接线柱，测电笔均显示有电(如下图)．这一线路故障的原因是( )A．火线断路B．开关断路C．零线断路D．零线短路答案：C解析：在单相供电范围内发生零线断路，故障范围内的电灯不亮．其他电器不能使用，这时用氖灯验电笔验电，火线、零线都亮；用数字验电笔验电，火线和零线都显示相电压则可判定该单相供电范围内零线断路．2．(2009·海门模拟)如图所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G 为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针向左偏转，则( )A．导体芯A所带电量在增加，液体的深度h在增大B．导体芯A所带电量在减小，液体的深度h在增大C．导体芯A所带电量在增加，液体的深度h在减小D．导体芯A所带电量在减小，液体的深度h在减小答案：D解析：电流计指针向左偏转，说明流过电流计G 的电流由左→右，则导体芯A 所带电量在减小，由Q ＝CU 可知，芯A 与液体形成的电容器的电容减小，则液体的深度h 在减小，故D 正确．3．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV ，短路电流为40mA ，若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是 ( )A ．0.10VB ．0.20VC ．0.30VD ．0.40V答案：D解析：电源没有接入外电路时，路端电压值等于电动势，所以电动势E ＝800mV由闭合电路欧姆定律得短路电流I 短＝E r 所以电源内阻r ＝E I 短＝800×10－340×10－3Ω＝20Ω 该电源与20Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I ＝E R ＋r ＝80020＋20mA ＝20mA 所以路端电压U ＝IR ＝400mV ＝0.4V ，D 正确．4．(2009·合肥模拟)在光滑绝缘的水平地面上放置四个相同的金属小球，小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上，小球D 位于三角形的中心，如图所示．现让小球A 、B 、C 带等量的正电荷Q ，让小球D 带负电荷q ，使四个小球均处于静止状态，则Q 与q 的比值为( )A.13B.33C ．3 D. 3答案：D解析：由库仑定律和力的平衡知识可得：kQQ l 2·cos30°×2＝kQq ⎝ ⎛⎭⎪⎫l 32，解得：Q q ＝3，故D 正确． 5．如图所示，在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷＋Q ，在x 轴上C点有点电荷－Q ，且CO ＝OD ，∠ADO ＝60°.下列判断正确的是 ( )A ．O 点电场强度为零B ．D 点电场强度为零C ．若将点电荷＋q 从O 移向C ，电势能增大D ．若将点电荷－q 从O 移向C ，电势能增大答案：BD解析：A 、B 两个＋Q 在O 点的场强矢量和为0，所以O 点的场强等于C 点在O 点产生的场强(不为零)，A选项错误；A、B、C三点电荷在D点产生的场强如图所示，大小相等，设E A＝E B＝E C＝E，E A、E B的矢量和沿x轴正方向，大小也等于E，E C方向沿x轴负方向，故三个场强的矢量和为0，B选项正确；在x<0的区间，合场强方向沿x轴负方向，所以将正电荷从O移向C，电场力做正功，电势能减小，将负电荷从O移向C，电场力做负功，电势能增加，C选项错误，D选项正确．本题正确选项BD.6．如下图所示的4个电路中，灯泡L1、L2额定电压都是110V，额定功率P1＝60W，P2＝40W.将它们接到220V的电路中，通过调节滑动变阻器，能使两个灯泡都正常发光的是( )答案：BD7．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动答案：D解析：在0～t1内，I恒定，压敏电阻阻值不变，由小球的受力不变可知，小车可能做匀速或匀加速直线运动，在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B均错．在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C错，D对．8．(2009·福建外国语学校模拟)如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m，带电量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是( )A ．若将S 断开，则油滴将做自由落体运动，G 表中无电流B ．若将A 向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G 表中有b →a 的电流C ．若将A 向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G 表中有b →a 的电流D ．若将A 向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G 表中有b →a 的电流答案：BC解析：将S 断开，电容器电量不变，板间场强不变，故油滴仍处于静止状态，A 错误；若S 闭合，将A 板左移，由E ＝U d 可知，E 不变，油滴仍静止，但因C 变小，电容器极板电量变小，因此有由b →a 的电流，B 正确；将A 板上移，由E ＝U d可知，E 变小，油滴应向下加速运动，因C 变小，电容器要放电，因此有由b →a 的电流流过G ，C 正确；当A 板下移时，板间电场强度增大，油滴受的电场力增加，油滴向上加速运动，但因C 增大，电容器要充电，因此有由a →b 的电流流过G ，故D 错误．9．(2009·镇江模拟)如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω.电流表和电压表均为理想电表，只接通S 1时，电流表示数为10A.电压表示数为12V ，再接通S 2，启动电动机工作时，电流表示数变为8A ，则此时通过启动电动机的电流是( )A ．2AB ．8AC ．50AD ．58A答案：C解析：只接通S 1时，由闭合电路欧姆定律得：E ＝U ＋Ir ＝12V ＋10×0.05V ＝12.5V ，R 灯＝U I ＝1210Ω＝1.2Ω，再接通S 2后，流过电动机的电流为：I 电动机＝E －I ′R 灯r－I ′＝12.5－8×1.20.05A －8A ＝50A ，故选项C 正确． 10．如下图所示，图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R 1＝20k Ω，R 2＝10k Ω，R 3＝40k Ω，R t 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，当a 、b 端电压U ab ＜0时，电压鉴别器会令开关S 接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当U ab ＞0时，电压鉴别器使S 断开，停止加热．则恒温箱内的温度大约恒定在 ( )A ．10℃B ．35℃C ．50℃D ．60℃答案：B解析：当R 3·R 2＝R t ·R 1，即R t ＝20k Ω时U ab ＝0，此时t ＝35℃第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共4小题，共22分．把答案直接填在横线上)11．(4分)某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量．如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于O 点，O 点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度α的量角器，M 、N 是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场)．另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干．该小组的实验步骤如下，请你帮助该小组完成：(1)用天平测出小球的质量m ，按上图所示进行器材的安装，并用刻度尺测出M 、N 板之间的距离d ，使小球带上一定的电量．(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图，电源、开关已经画出)．(3)闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ.(4)以电压U 为纵坐标，以________为横坐标作出过原点的直线，求出直线的斜率k .(5)小球的带电量q ＝________.(用m 、d 、k 等物理量表示)答案：(2)如图(a) (4)tan θ (5)mgd k解析：带电小球的受力如图(b)，根据平衡条件有tan θ＝F mg ，又有F ＝qE ＝q U d ，联立解得，U ＝mgd qtan θ＝k tan θ，所以应以tan θ为横坐标． 12．(5分)根据要求填空：(1)图甲为多用电表的示意图，其中S 、K 、T 为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20Ω～30Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：①调节可调部件________，使电表指针停在________位置；②调节可调部件K ，使它的尖端指向________位置；③将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件________，使电表指针指向________位置．(2)在用多用电表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω.答案：(1)①S A 、V 的零位 ②×1Ω挡 ③T 右端欧姆挡零位 (2)2.0×104解析：本题主要考查了多用电表的结构，用欧姆挡测电阻的方法．(1)如图甲，①S 为机械调零旋钮，调节指针指示左边A 、V 的零位．②由题设条件知待测电阻约为20Ω～30Ω，选用×1Ω挡，指针可在中间13刻度线． ③测量电阻以前，红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔后，笔尖接触(短接)调节欧姆调零刻钮T ，使指针指在右端欧姆挡刻度线的零位．(2)测另一未知电阻时，由图乙看出选挡旋钮K 在欧姆挡×k 位置，指针示数为20整，可知该电阻值为20.0×1k ＝2.0×104Ω.13．(6分)(2009·东莞高二检测)在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l .用螺旋测微器测出金属丝的直径d ，用电流表和电压表测出金属丝的电阻R x .(1)请写出测金属丝电阻率的表达式：ρ＝________(用上述测量量的字母表示)．(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示，则金属丝长度的测量值为l ＝________cm ，金属丝直径的测量值为d ＝________mm.(3)如图，要用伏安法测量R x 的电阻，已知电压表内阻约几k Ω，电流表内阻约1Ω，若用图甲电路，R x 的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)，若R x 的阻值约为10Ω，应采用________(填“甲”或“乙”)图的电路，误差会较小．答案：(1)πd 2R x 4l(2)36.50(36.48～36.52) 0.797(0.796～0.799)(3)偏小 甲解析：(1)由R x ＝ρl S 与S ＝14πd 2得ρ＝πd 2R x 4l. (2)由刻度尺读得，l ＝36.50cm(36.48～36.52都正确)，螺旋测微器读得d ＝0.797mm(0.796～0.799都正确)．(3)图甲电路中电流表的读数是流过R x 与电压表的电流之和，即测得的电流值偏大，由欧姆定律R ＝U I知，测得的电阻偏小，由于R x ＝10Ω，远小于电压表内阻，故应用电流表外接法，因此用甲图．14．(7分)(2009·淮安模拟)某课题小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等元件．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R 0(约为2k Ω)，二是手机中常用的锂电池(电动势E 标称值为3.7V ，允许最大放电电流为100mA)，在操作台上还准备了如下实验器材： A ．电压表V(量程4V ，电阻R V 约为4.0k Ω) B ．电流表A 1(量程100mA ，电阻R A1约5Ω) C ．电流表A 2(量程2mA ，电阻R A2约50Ω)D ．滑动变阻器R 1(0～40Ω，额定电流1A)E ．电阻箱R 2(0～999.9Ω)F ．开关一只、导线若干(1)为了测定电阻R 0的阻值，小组的一位成员设计了如图所示的电路图，所选取的相应器材(电源用待测的锂电池)均标在图上，其设计或器材选取中有不妥之处，你认为应如何调整？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)在实际操作过程中，发现滑动变阻器R 1，电流表A 1已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E 和内电阻r .②为了便于分析，一般采用线性图象处理实验数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式________________________________________________________________________.答案：(1)用A 2替换A 1(2)①电路图见解析 ②1U ＝1E ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋r R 2 解析：(1)流过R 0的最大电流约为I max ＝E R 0＝3.72000A ＝1.85×10－3A ＝1.85mA ≪100mA.因此使用电流表A 1时，电表示数太小，误差太大，故应调换为A 2.(2)①电路如图所示；②根据闭合电路欧姆定律得：E ＝U ＋U R 2r ，整理得：1U ＝1E ＋r E ·1R 2＝1E ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋r R 2. 三、论述·计算题(共5小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(7分)一台国产XQB30－13型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表．试根据表中提供的数据计算：(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流是多大？(2)如洗衣、脱水的累计时间为40min ，则洗衣机耗电多少度？答案：1.64A ；0.24度解析：根据额定功率等于额定电压与额定电流的乘积及电功等于电功率与时间的乘积可解本题．(1)额定电压为U ＝220V ，而额定功率P ＝360W ，所以I ＝P U ＝360220A ＝1.64A (2)因为P ＝360W ，t ＝40×60s ＝2400s所以W ＝Pt ＝360×2400J ＝0.24kW ·h ＝0.24度16．(7分)如下图所示，在水平向右的匀强电场中，有一光滑绝缘导轨，导轨由水平部分和与它连接的位于竖直平面的半圆环ABC 构成．现距环最低点A 为L 的O 处有一质量为m 的带正电的小球，小球从静止开始沿水平轨道进入圆环．若小球所受电场力与其重力大小相等，圆弧轨道的半径为R ，则L 必须满足什么条件才能使小球在圆环上运动时不脱离圆环？答案：L ≥52R 解析：设小球刚好不脱离圆环运动到C 点时速度为V c ，则在C 点有：mg ＝m V 2c R，① 小球由A 沿圆弧轨道运动到C ，设在A 点时速度为V A ，由动能定理有：－mg ·2R ＝12mV 2c －12mV 2A ，② 小球由O 点运动到A 点过程中，由动能定理有：qEL ＝12mV 2A －0③联立①、②、③式解得L ＝52R . 所以必须当L ≥52R 时才能使小球在圆环上运动时不脱离圆环． 17．(7分)(2009·上海模拟)在如图所示的电路中，R 1是由某金属氧化物制成的导体棒，实验证明通过它的电流I 和它两端电压U 遵循I ＝kU 3的规律(式中k ＝0.02A/V 3)，R 2是普通电阻，阻值为24Ω，遵循欧姆定律，电源电动势E ＝6V ，闭合开关S 后，电流表的示数为0.16A.求：(1)R 1两端的电压；(2)电源的内电阻r ；(3)R 1、R 2和r 消耗的电功率P 1、P 2和P r .答案：(1)2V (2)1Ω (3)0.32W 0.61W 0.026W解析：(1)由I ＝kU 3得U ＝3I k ＝30.160.02V ＝2V (2)根据闭合电路的欧姆定律有E ＝U ＋IR 2＋Irr ＝E －U －IR 2I ＝E －U I －R 2＝6－20.16Ω－24Ω＝1Ω (3)P 1＝IU ＝0.16×2W ＝0.32WP 2＝I 2R 2＝0.162×24W ＝0.61WP r ＝I 2r ＝0.162×1W ＝0.026W18．(8分)(2009·湖南三十二校)在场强为E ＝100V/m 的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h ＝0.8m 处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内，如图所示．放射物以v 0＝200m/s 的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量为m ＝2×10－15kg 、电荷量为q ＝＋10－12C 的带电粒子．粒子最后落在金属板上．不计粒子重力，试求：(1)粒子下落过程中电场力做的功；(2)粒子打在金属板上时的动能；(3)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小．(结果保留两位有效数字)答案：(1)8×10－11J (2)1.2×10－10J (3)4.0m 2解析：(1)粒子在下落过程中电场力做的功W ＝Eqh ＝100×10－12×0.8J ＝8×10－11J(2)粒子在整个过程中仅有电场力做功，由动能定理得W ＝E k 2－E k 1E k 2＝8×10－11J ＋2×10－15×2002/2J ＝1.2×10－10J(3)粒子落到金属板上的范围是一个圆．设此圆的半径为r ，只有当粒子的初速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上，由运动学公式得h ＝12at 2＝Eq 2mt 2 代入数据求得t ＝5.66×10－3s圆半径r ＝v 0t ＝1.13m圆面积S ＝πr 2＝4.0m 2.19．(9分)(2009·江苏南通)在如图所示的装置中，电源电动势为E ，内阻不计，定值电阻为R 1，滑动变阻器总值为R 2，置于真空中的平行板电容器水平放置，极板间距为d .处在电容器中的油滴A 恰好静止不动，此时滑动变阻器的滑片P 位于中点位置．(1)求此时电容器两极板间的电压；(2)求该油滴的电性以及油滴所带电荷量q 与质量m 的比值；(3)现将滑动变阻器的滑片P 由中点迅速向上滑到某位置，使电容器上的电荷量变化了Q 1，油滴运动时间为t ，再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置，使电容器上的电荷量又变化了Q 2，当油滴又运动了2t 的时间，恰好回到原来的静止位置．设油滴在运动过程中未与极板接触，滑动变阻器滑动所用时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计．求：Q 1与Q 2的比值．答案：(1)ER 22R 1＋R 2 (2)油滴带负电 gd (2R 1＋R 2)ER 2(3)4∶9 解析：(1)电路中的电流I ＝ER 1＋R 22 平行板电容器两端的电压U ＝R 22E R 1＋R 22＝ER 22R 1＋R 2. (2)油滴带负电对油滴受力分析，得F 电－mg ＝0即12ER 2q ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 1＋R 22d ＝mg ，所以q m ＝gd (2R 1＋R 2)ER 2. (3)设电容器的电容为C ，极板原来具有的电荷量为Q ，电容器上的电量变化Q 1后，油滴在电场中向上做初速度为零的匀加速直线运动，t 秒末油滴的速度为v 1、位移为s ，板间的电压U 1＝Q ＋Q 1C根据牛顿第二定律得F 电1－mg ＝ma 1，(Q ＋Q 1)q Cd－mg ＝ma 1 根据运动学公式得s ＝12a 1t 2，v 1＝a 1t 电容器上的电量又变化了Q 2后，油滴在电场中向上做匀减速直线运动，2t 秒末位移为－s .极板间的电压为U 2＝Q ＋Q 1－Q 2C根据牛顿第二定律得mg －F 电2＝ma 2，mg －(Q ＋Q 1－Q 2)q Cd＝ma 2 根据运动学公式得－s ＝2v 1t －12a 2(2t )2—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————桑水 解得：Q 1Q 2＝49.。
高中物理人教版选修3-1 第二章 第七节 闭合电路欧姆定律
②沿电流方向存在电势“跃升”
闭合电路的电势变化情况
如果电源是一个化学电池，在电源的正负极附近存在着化学反应层。
反应层中非静电力（化学作用）把正电 荷从电势低处移到电势高处，在这两个 反应层中，沿电流方向电势升高。
在正负极之间，电源的内阻中也有电流， 沿电流方向电势降低 。
外电路： 电源外部的用电器和 导线等构成外电路
内电路： 电源内部的电 路是内电路
闭合电路的电流方向
在外电路中，电流方向由正极流向负极， 沿电流方向电势降低。
在内电路中，即电源内部，通过非静电力 做功使正电荷由负极移到正极，所以电流 方向为负极流向正极。
内电路与外电路中的电流强度相同
闭合电路的电势变化情况
问题与练习
现有电动势1.5V、内阻1.0欧姆的电池多节，准备用几节这样的电池串联起来对 一个“6.0V 0.6W”的用电器供电，以保证用电器在额定状态下工作。问：最 少要用几节这种电池？电路还需要一个定值电阻做分压用，请计算这个电阻的规 格。 提示：串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和；串联电池组的内阻等 于各个电池的内阻之和。
路端电压与电流的关系
现讨论两种特殊情况 当外电路断开时 I 变为 0，Ir 也变为 0
断路时的路端电压等于电 源电动势
当电源两端短路时 外电阻R = 0
很大
很小
烧坏电源，甚至引起火灾
路端电压与电流的关系
两种特殊情况下的电势降落情况
路端电压与电流的关系
请根据路端电压与电流的关系式U = E - Ir，以U 为纵坐标，I 为横坐标， 作出U 与I 关系的函数图象U-I 图
U=E—Ir U 是 I 的一次函数
人教版高中物理选修3-1第二章 第一节《电源和电流》.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）选修3-1第二章 第一节《电源和电流》课堂检测 （10分钟）1．下列叙述中，产生电流的条件是 （ ）A ．有自由电子B ．导体两端存在电势差C ．任何物体两端存在电压D ．导体两端有恒定电压2．下列说法中正确的有 （ ）A ．导体中电荷运动就形成了电流B ．电流强度的单位是安培C ．电流强度有方向，它是一个矢量D ．一切导体，只要其两端电势差为零，则电流强度就为零3.电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64×10－6m 2的导线，那么电路中的电流是( )A ．0.016μAB ．1.6mAC ．16μAD ．0.16μA4．通过一个导体电流是5A,经过4min 通过该导体一个截面的电量是( )A ．20CB ．50C C ．1200CD ．2000C5．(多选)有一横截面积为S 的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为I 。
设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子电量为e ，此时电子定向移动的速度为v ，则在△t 时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（ ）A ．nvS △tB ．nv △tC ． e t I ∆D ．Set I ∆ 6．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而乙在单位时间内通过导体截面的电荷量是甲的2倍，以下说法中正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．乙导体的电流是甲导体的2倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等二、填空题7.银导线的横截面积S ，通以大小为I 的电流，设银的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏伽德罗常数为N A .若每个银原子可以提供一个自由电子，则银导线每单位长度上的自由电子数的计算式n=________。
8.电子绕核运动可等效为一环形电流.设氢原子中的电子沿半径为r 的圆形轨道运动，已知电子的质量为m ，电子的电量为e ，则其等效电流的大小等于________.课堂检测参考答案1．B 2．B 3. D 4.C 5.AC 6.B 7.M SN A ρ 8.mr 2K e 2π课后巩固提升（40分钟）一、选择题(每小题6分，共60分)1.关于电流的说法中正确的是( )A ．根据I ＝q /t ，可知I 与q 成正比B ．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C ．电流有方向，电流是矢量D ．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位2．电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m 2的导线，那么电路中的电流是(电子带电量为1.6×10－19 C)( ) A ．0.016 μAB ．1.6 mAC ．16 μAD ．0.16 μA3．金属导体内电流增强，是因为( )A ．导体内单位体积的自由电子数增多B ．导体内自由电子定向移动的速率增大C ．导体内电场的传播速率增大D ．导体内自由电子的热运动速率增大4．如果在导体中产生了电流，则下列说法中正确的是( )A ．导体两端的电压为0，导体内部的场强不为0B ．导体两端的电压为0，导体内部的场强为0C ．导体两端的电压不为0，导体内部的场强不为0D ．导体两端的电压不为0，导体内部的场强为05．如图所示，福娃欢欢带正电，福娃贝贝带负电，用导体棒连接的瞬间，就一系列问题两人发生争执，你认为下列说法不正确的是( )A ．福娃欢欢说，电流计指针偏转，有瞬时电流B ．福娃贝贝说，电流计指针不偏转，无电流C ．福娃欢欢说，最终我们是等势体D ．福娃贝贝说，最终导体棒内的电场强度等于零6．关于导体中的恒定电场，下列说法中正确的是( )A ．导体中的电场是由电源两极在空间直接形成的B ．导体中的电场是导体内自由电荷形成的C ．导体中的电场线始终和导线平行D ．导体中的电场分布随电荷的移动而随时间改变7．如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A ．vqB.q v C ．qvSD ．qv /S8．关于电流的方向，下列说法中正确的是( )A ．在电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板9．下列关于电流的叙述正确的是( )A ．只要将导体置于电场中，导体内就有持续的电流B ．电源的作用是使闭合电路中有持续的电流C ．通常导体内没有电流时，就说明导体内的电荷没有移动D ．导体中的电流可以是正、负电荷同时沿相反方向移动而形成的10．半径为R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小三、非选择题(共20分)11．(10分)如图是静电除尘器示意图，A 接高压电源正极，B 接高压电源的负极，AB 之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A 的过程中，遇到烟气的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A 上，排出的烟就成为清洁的了，已知每千克煤粉会吸附m mol 电子，每昼夜能除尘n kg ，计算高压电源的电流强度I ，电子电量设为e ，阿伏加德罗常数为NA ，一昼夜时间为t .12．(10分) 如图所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s 内有1.0×1018个Na ＋和Cl －通过溶液内部的横截面M ，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？课后巩固提升参考答案1．D 依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，显然选项A 是错误的；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项B 也是错误的．电流是标量，故选项C 也不对．2．D 由电流的定义式I ＝q t可知，电流大小与横截面积无关，代入数据可求得电路中的电流为0.16 μA.3．B 对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A 、C 错，导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B 正确，导体内自由电子的热运动速率增大会阻碍电流增强，D 错误。
最新人教版高中物理选修3-1第二章串联电路和并联电路
2．电流表G改装成电压表．
电流表改装成电压表的原理：将电流表的示数根据欧
姆定律Ug＝IgRg换算成电压值，可
直接用于测电压，只是量程Ug
很小．如果给小量程电流表串 联一个分压电阻，就可以用来 度量较大的电压．因此电压表就是一个串联了分压电 阻的电流表，如右图所示．
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3．电流表 G 改装成大量程电流表． (1)电流表改装的原理：给小量程电流表并联一个分流电阻，就 可以用来度量较大的电流，即扩大了电流表的量程，如右图所示． (2)分流电阻的计算： 由并联电路的特点：
3 ．串联和并联的总电阻是串联和并联的等效电阻，电
阻R的作用效果与R1、R2串联使用或并联使用时对电路的效果
相同，即在相同的电压下，有相同的电流，若时间再相等， 应产生相同的热量． 关于电阻并联的总电阻的公式，应注意以下几个方面： (1) 几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之 一．
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捕获的蛇从高空掉下来，刚好落到两条高压线上时，蛇身
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与两条高压线就构成了电流的通路，有电流ห้องสมุดไป่ตู้蛇的身体流
过，因此蛇会触电死亡．有时可能形成短路或部分短路， 由于电压很高，电路中有极强的电流通过，将保险丝烧断， 引发线路故障．
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1．串联电路各处的电流________ 相等 ，并联电路的总电流等 于_________________ 各支路电流之和 ． 2．串联电路两端的总电压等于 ____________________ 各部分电路电压之和 ， 并联电路的总电压与各支路电压________ 相等 ．
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3 ．串联电路的总电阻等于 _______________________ ， 各部分电路电阻之和
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高中物理学习材料物理 新课标人教A 选修3-1 第二章恒定电流单元测试班次 姓名一．选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项,有的小题只有一项符合题目要求,有的小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选或不答的得0分。
)1．如图所示，a 、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是 ( ) A ．a 代表的电阻丝较粗B ．b 代表的电阻丝较粗C ．a 电阻丝的阻值小于b 电阻丝的阻值D ．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 2．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P 甲和P 乙表示，则下列结论中正确的是 ( )A ．P 甲＝P 乙B ．P 甲＝3P 乙C ．P 乙＝3P 甲D ．P 乙>3P 甲 3．如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的 U －I 图象，则下列说法正确的是 ( )A ．电动势E 1＝E 2，发生短路时的电流I 1>I 2B ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1>r 2C ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1<r 2D ．电流相同时，电源1的输出功率大4．如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L 为小电珠。
R 为滑动变 阻器，电源电动势为E ，内阻为r 。
现将开关S 闭合，当滑动变阻器滑片P 向左移动时，下列结论正确的是( ) A ．电流表示数变小，电压表示数变大B ．小电珠L 变亮C ．电容器C 上电荷量减小D ．电源的总功率变大 5．使用多用电表的欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是( ) A ．测量前应检查指针是否停在“Ω”刻度线的“∞”处 B ．每一次换挡，都要重新进行一次调零C ．在外电路，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔D ．测量时，若指针偏转很小(靠近∞附近)，应换倍率更大的挡进行测量6．如图所示，定值电阻R 0=5.0Ω，当电阻箱阻值为R =7.0Ω时，电流表的示数为0.50A 。
那么当电阻箱阻值为R ´=15Ω时，电流表的示数可能是( ) ①0.30A ；②0.38A ；③0.52A ；④0.58A 。
A ．只可能是①②B ．只可能是② UIC ．只可能是③④D ．只可能是③ 7．如图所示，a 、b 分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线。
以下说法正确的是 ( ) A ．电池组的内阻是1Ω B ．电阻的阻值为0.33ΩC ．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4WD ．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W8．如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是40 W ，在不损坏 灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过 ( ) A ．40 W B ．60 W C ．80 W D ．120 W9．为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在。
右图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中R B 是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a 、b 接报警器，当传感器R B 所在处出现断针时，电流表的电流I 、ab 两端的电压U 将( )A ．I 变大，U 变大B ．I 变小，U 变小C ．I 变大，U 变小D ．I 变小，U 变大10图中的两个按钮开关分别装在汽车的两道门上。
只要其中任何的要求，在电路图的虚线框内应是何种电路？（ ）A ．与门B ．或门C ．非门D ．与非门二、填空题（每小题6分，共30分）11．如图所示为两个电阻的U －I 图象，两电阻阻值之比R 1∶R 2为_____________，给它们两端加相同的电压，则通过的电流之比I 1∶I 2为_________。
12．一只量程为15V 的电压表，串联一个3k Ω的电阻后，再去测量实际电压为15V 的路端电压时，电压表示数为12V ，那么这只电压表的内阻是 k Ω。
用这串联着3k Ω电阻的电压表测量某段电路两端电压时，如果电压表的示数为4V ，则这段电路的电压实际为 V 。
13．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材：A ．小灯泡(3.8 V,1.5 W)B ．直流电源(电动势4.5 V ，内阻约0.4 Ω)C ．电流表(量程0～500 mA ，内阻约0.5 Ω)D ．电压表(量程0～5 V ，内阻约5000 Ω)E ．滑动变阻器R 1(0～5 Ω，额定电流2 A)F ．滑动变阻器R 2(0～50 Ω，额定电流1 A)G ．开关一个，导线若干如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应选择如图所示的四个电路中的________，应选用的滑动变阻器是_______。
14．欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:/V2A.电池组（3 V,内阻1Ω）B.电流表（0～3 A,内阻0.0125Ω）C.电流表（0～0.6 A,内阻0.125Ω）D.电压表（0～3 V,内阻3 k Ω）E.电压表（0～15 V,内阻15 k Ω）F.滑动变阻器（0～20Ω,额定电流1 A ）G.滑动变阻器（0～2 000Ω,额定电流0.3 A ）H.开关、导线（1）上述器材中应选用的是 ；（填写各器材的字母代号） （2）实验电路应采用电流表 接法；（填“内”或“外”）（3）设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中I = A ，U = V 。
（4）为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5 A 范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻R x 的原理电路图,然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路。
三、计算题（4小题，共30分。
要求写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案而未写出演算过程的不能得分，有数值计算的题，答案必须写出数值和单位。
） 15．如图所示的电路中，电源电动势E =6.0V ，其内阻可忽略不计。
电阻的阻值分别为Ω=Ω=k 8.4R k 4.2R 21、，电容器的电容F 7.4C μ=。
闭合开关S ，待电流稳定后，用电压表测1R 两端电压，其稳定值为V 50.1。
（1）该电压表的内阻为多大？ （2）由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少？16．如图所示,电阻R 1=8Ω，电动机绕组电阻R 0=2Ω，当开关S 率是2.88 W ；当开关S 闭合时,电阻R 1消耗的电功率是2 W 开关S 闭合时,电动机输出的机械功率。
17．如右图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d =40 cm.电源电动势E =24V ，内电阻r =1Ω，电阻R =15Ω。
闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射入板间。
若小球带电荷量为q =1×10-2C ，质量为m =2×10-2kg ，不考虑空气阻力。
那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A 板？此时电源的输出功率是多大？(取g =10 m/s 2)18．材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+αt )，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t =0℃时的电阻率。
在一定的温度范围内α是与温度无关的常量。
金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数。
利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。
已知：在0℃时，铜的电阻率为1.7×10-8Ω•m ，碳的电阻率为3.5×10-5Ω•m ；在0℃附近，铜的电阻温度系数为 3.9×10-3℃-1，碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1。
将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m 的导体，要求其电阻在0℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度（忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化）。
高二物理假日作业（二）答案11. 4∶1；1∶4 12. 12；513. 丙 R 1(或E )14. （1）A 、C 、D 、F 、H （2）外 （3）0.48 2.20（4）见右图 15.（1）设电压表的内阻为V R ，测得1R 两端电压为1U ，1R 与V R 并联后的总电阻为R ，则有1V R 1R 1R 1+=…① 由串联电路的规律得：112U E U R R -= …② 联立①②得1211121V U )R R (E R U R R R +-=代入数据得Ω=k 8.4R V（2）电压表接入前，电容器上的电压C U 等于电阻2R 上的电压，1R 两端的电压为1R U ，则12R C R RU U 1= 又1R C U U E += 接入电压表后，电容器上的电压为1C U E U -=' 由于电压表的接入，电容器带电量增加了)U U (C Q C C -'=∆ 联立以上各式得)U R R ER (C Q 1211-+=∆ 代入数据可得C 1035.2Q 6-⨯=∆16. 解析：S 断开时,R 1的电功率P 1=(r R E +1)2R 1=(r+86)2×8 W =2.88 W 得r =2ΩS 闭合后,R 1电压U 1=82⨯ V =4 V流过R 1的电流I 1=8411=R U A =0.5 A S 闭合后总电流I =2461-=-r U E A=1 A 流过电动机的电流I 2=I -I 1=0.5 A电动机输出功率P 出=I 2U 1-I 22R 0=(0.5×4-0.52×2) W=1.5 W.17. 小球进入板间后，受重力和电场力，且到A 板时速度为零．设两板间电压为U AB ，由动能定理得－mgd －qU AB ＝0－12mv 2所以滑动变阻器两端电压U 滑＝U AB ＝8 V设通过滑动变阻器的电流为I ，由欧姆定律得 I ＝E －U 滑R ＋r＝1 A滑动变阻器接入电路的电阻R 滑＝U 滑I＝8 Ω 电源的输出功率P 出＝I 2(R ＋R 滑)＝23 W.18. 【解析】设所需碳棒的长度为L 1，电阻率为ρ1，电阻恒温系数为α1；铜棒的长度为L 2，电阻率为ρ2，电阻恒温系数为α2。
根据题意有ρ1=ρ10（l +α1t ) ① ρ2=ρ20（l +α2t ) ②式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在0℃时的电阻率。
设碳棒的电阻为R 1，铜棒的电阻为R 2，有111L R S ρ= ③ 222LR S ρ= ④式中S 为碳棒与铜棒的横截面积。
碳棒和铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为 R =R 1+R 2 ⑤ L 0=L 1+L 2 ⑥ 式中L 0=1.0m联立以上各式得：10112022121020L L L L R t S S Sραραρρ+=++ ⑦ 要使电阻R 不随温度t 变化，⑦式中t 的系数必须为零。