高中物理电学实验经典模型总结 本文关键词:电学,模型,高中物理,实验,经典
高中物理电学实验经典模型总结 本文简介:电学实验经典模型总结实验设计的基本思路明确目的→选择方案→选定器材→拟定步骤数据处理→→误差分析(一)电学实验中所用到的基本知识在近年的电学实验中,电阻的测量(包括变形如电表内阻的测量)、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为:。由此可见,对于电路中电压U及电流I的测量是
高中物理电学实验经典模型总结 本文内容:
电学实验经典模型总结
实验设计的基本思路
明确目的
→
选择方案
→
选定器材
→
拟定步骤
数据处理
→
→
误差分析
(一)电学实验中所用到的基本知识
在近年的电学实验中,电阻的测量(包括变形如电表内阻的测量)、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为:。由此可见,对于电路中电压U及电流I的测量是实验的关键所在,但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样,在此往往也是高考试题的着力点之处。因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法,做到以不变应万变。
1.电路设计原则:正确地选择仪器和设计电路的问题,有一定的灵活性,解决时应掌握和遵循一些基本的原则,即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则,兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑,灵活运用。
⑴正确性:实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。
⑵安全性:实验方案的实施要安全可靠,实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率,电源也有最大允许电流,不能烧坏仪器。
⑶方便性:实验应当便于操作,便于读数,便于进行数据处理。
⑷精确性:在实验方案、仪器、仪器量程的选择上,应使实验误差尽可能的小。
2.电学实验仪器的选择:
⑴根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,然后合理选择量程,务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度的1/3),以减少测读误差。
⑵根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器,注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值,对大阻值的变阻器,如果是滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采用。
⑶应根据实验的基本要求来选择仪器,对于这种情况,只有熟悉实验原理,才能作出恰当的选择。总之,最优选择的原则是:方法误差尽可能小;间接测定值尽可能有较多的有效数字位数,直接测定值的测量使误差尽可能小,且不超过仪表的量程;实现较大范围的灵敏调节;在大功率装置(电路)中尽可能节省能量;在小功率电路里,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的准确度。
3.测量电路的选择
1.伏安法测电阻
(1)原理:部分电路的欧姆定律。(2)电流表外接法,如图4所示。
误差分析:
V
A
R待
图4
产生误差的原因:电压表V分流。适用于测小阻值电阻,即Rx远小于Rv时。
R待
A
V
图5
](3)电流表内接法,如图5所示。
误差分析:
产生误差的原因:电流表A分压。
a
V
A
R待
b
图6
适用于测大阻值电阻,即Rx远大于RA时。
(4)内、外接法的选用原则
①计算临界电阻:
若Rx>R0,待测电阻为大电阻,用内接法
若Rx 即大电阻,内接法;小电阻,外接法。大内小外。 方法二:在、均不知的情况下,可采用试触法。如图所示,分别将a端与b、c接触,如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显,说明电压表分流作用大,应采用内接法;如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显,说明电流表分压作用大,应采用外接法。 a b c 甲 乙 ⑵滑动变阻器的分压、限流接法: 为了改变测量电路(待测电阻)两端的电压(或通过测量电路的电流),常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路,滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式:如图(甲)为滑动变阻器的限流式接法,为待测电阻。它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联。对待测电阻供电电压的最大调节范围是:(是待测电阻,R是滑动变阻器的总电阻,不计电源内阻)。如图(乙)是滑动变阻器的分压式接法。接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路,而被测电路与滑动变阻器的一部分电阻并联,该接法对待测电阻供电电压的调节范围是:(不计电源内阻时)。 选取接法的原则: ①要求负载上电压或电流变化范围大,且从零开始连续可调,须用分压式接法。 ②负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R时,须用分压式接法,此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。 ③采用限流电路时,电路中的最小电流(电压)仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流(电压)时,应采用变阻器的分压式接法。 ④负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大,并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调,可用限流式接法。 ⑤两种电路均可使用时应优先用限流式接法,因为限流电路结构简单,总功率较小。 例1、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:待测电阻Rx(约100 Ω);直流电流表(量程0~10 mA、内阻50 Ω);直流电压表(量程0~3 V、内阻5 kΩ);直流电源(输出电压4 V、内阻不计);滑动变阻器(0~15 Ω、允许最大电流1 A);开关1个,导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图. 【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法,各仪器的量程和电阻都已经给出,只需计算两种接法哪种合适。 图10-5 【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式,即电流表的内接法和外接法,由于Rx<,故电流表应采用外接法.在控制电路中,若采用变阻器的限流接法,当滑动变阻器阻值调至最大,通过负载的电流最小,Imin==24 mA>10 mA,此时电流仍超过电流表的量程,故滑动变阻器必须采用分压接法.如图10-5所示. 【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全,这是电学实验的首要原则 ,限流接法虽然简洁方便,但必须要能够控制电路不超过电流的额定值,同时,能够保证可获取一定的电压、电流范围,该题中,即便控制电流最小值不超过电流表的量程,因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小,电流、电压变化范围太小,仍不能用限流接法。 4.实物图的连接:实物图连线应掌握基本方法和注意事项。 ⑴注意事项: ①连接电表应注意量程选用正确,正、负接线柱不要接错。 ②各导线都应接在接线柱上,不应在导线中间出现分叉。 ③对于滑动变阻器的连接,要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻,在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上。 ⑵基本方法: ①画出实验电路图。 ②分析各元件连接方式,明确电流表与电压表的量程。 ③画线连接各元件。(用铅笔画线,以便改错)连线方式应是单线连接,连线顺序应先画串联电路,再画并联电路。 一般先从电源正极开始,到电键,再到滑动变阻器等。按顺序以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来;然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去。连接完毕,应进行检查,检查电路也应按照连线的方法和顺序。 (二)定值电阻的测量方法 1.欧姆表测量:最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测,为下一步的测量提供一个参考依据。用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。 2.替代法:替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高,不需要计算,方法简单,但必须有可调的标准电阻(一般给定的仪器中要有电阻箱)。 例2、在某校开展的科技活动中,为了要测出一个未知电阻的阻值Rx,现有如下器材:读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。 ⑴画出实验电路图,并在图上标出你所选用器材的代码。 ⑵写出主要的实验操作步骤。 【解析】⑴实验电路如右图所示。 ⑵①将S2与Rx相接,记下电流表指针所指位置。②将S2与R1相接,保持R2不变,调节R1的阻值,使电流表的指针指在原位置上,记下R1的值,则Rx=R1。 3.伏安法:伏安法的测量依据是欧姆定律(包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律),需要的基本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表(或给定的电表不能满足要求时),可以用标准电阻(电阻箱或一个定值电阻)代替;当电表的内阻已知时,根据欧姆定律I=U/R电压表同时可以当电流表使用,同样电流表也可以当电压表用。 4.伏安法拓展:某些问题中,因实验器材不具备(缺电流表或电压表),或因实验条件限制,或因实验精度不允许而不能用“伏安法”。这时我们就得依据问题的具体条件和要求重新选择实验原理,用“伏安法”的替代形式——“比较法”来设计实验方案。 ⑴利用已知内阻的电压表:利用“伏伏”法测定值电阻的阻值 例3、用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω): 电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V; 电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω; 电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω; 滑动变阻器R,最大阻值约为100Ω; 单刀单掷开关K,导线若干。 测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。 【解析】如图所示 ⑵利用已知内阻的电流表:利用“安安”法测定值电阻的阻值 例4用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材(代号)与规格如下: 电流表A1(量程250mA,内阻r1为5Ω);标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω); 待测电阻R1(阻值约为100Ω);滑动变阻器R2(最大阻值10Ω); 电源E(电动势约为10V,内阻r 约为1Ω);单刀单掷开关S,导线若干。 ⑴要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号. ⑵需要直接测量的物理量是_______,用测的量表示待测电阻R1的计算公式是R1=________。 【解析】⑴实验电路图如图所示。 ⑵两电流表A1、 A2的读数为I1、I2和电流表A1的内阻为r1,待测电阻R1的阻值的计算公式是: ⑶电压表、电流表混合用 例5有一电阻Rx,其阻值在100~200Ω之间,额定功率为0.25W。要用伏安法较准确地测量它的阻值,实验器材有: 安培表A1,量程为50mA,RA1=100Ω 安培表A2,量程为1A,RA2=20Ω 电压表V1,量程为5V,RV1=10kΩ 电压表V2,量程为15V, RV2=30kΩ 变阻器R1,变阻范围0~20Ω ,2A 变阻器R2,变阻范围0~1000Ω,1A 9V电源,电键,导线。 ⑴实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是: 。 ⑵画出所用实验电路图。 【解析】⑴允许通过电阻中电流可能的最大值由:得,。因为电阻可能为200Ω,所以通过被测电阻的电流的最大值可能是35mA,应用电流表的示数来控制通过电阻的电流,因此,电流表应选A1。又因为,所以 。因为电阻可能为100Ω,所以允许加在电阻两端的电压的最大值可能是5V,应用电压表的示数来控制加在电阻两端的电压,因此电压表应选V1。因为R1< R2,且2A>35mA,所以应选变阻器R1。因为R1<Rx 所以滑动变阻器连接方式应选用分压电路。因为<,所以应选用外接电路。 ⑵实验所用电路如图所示 (三)电表内阻的测量方法 1.互测法: ⑴电流表、电压表各一只,可以测量它们的内阻: V A V A V1 V2 A2 A1 ⑵两只同种电表,若知道一只的内阻,就可以测另一只的内阻: ⑶两只同种电表内阻都未知,则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻: V2 V1 R R A1 A2 2.替代法: R 2 1 S V1 V R 2 1 S A1 A 3、半值法(半偏法)。 图10-15 半值法是上面比例法的一个特例,测电流表内阻和测电压表内阻都可以用半值法,电路图如图10-15所示。 甲图实验时先断开开关S’,闭合S,调整滑动变阻器R01(限流法连接),使电流表A满度(即指针指满刻度处);再闭合S’,调整电阻箱R1,使电流表A的指针恰好指到半满度处,读出此时电阻箱的阻值R,则电流表A的电阻rA=R。(测量结果偏小) 乙图实验时先闭合开关S’及S,调整滑动变阻器R02(分压法连接),使电压表V满度;再断开S’,调整电阻箱R2,使电压表V的指针恰好指到半满度处,读出此时电阻箱的阻值R,则电压表V的电阻rV=R。(测量结果偏大) 例6(2000年全国)从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。 ⑴在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。 器材(代号) 规 格 电流表(A1) 量程10mA,内阻r1待测(约40Ω) 电流表(A2) 量程500μA,内阻r2=750Ω 电压表(V) 量程10V,内阻r3=10Ω 电阻(R1) 阻值约100Ω,作保护电阻用 滑动变阻器(R) 总阻值约50Ω 电池(E) 电动势1.5V,内阻很小 导线若干,电键K ⑵若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1=____________,式中各符号的意义是____________。 【解析】⑴如图所示。 ⑵,I1表示通过电流表A1的电流,I2表示通过电流表A2的电流, r2表示电流表A2的内阻。 【备考提示】在很多情况下,电压表和电流表(已知内阻)的功用可以互换。有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分电路欧姆定律的变形运用。在处理时,一定要明确原理,灵活运用。 V mA V 例7 (2006年全国Ⅰ、Ⅲ)现要测量某一电压表 的内阻。给定的器材有:待测电压表 (量程2V,内阻约4kΩ);电流表 (量程1.2mA,内阻约500Ω);直流电源E(电动势约2.4V,内阻不计);固定电阻3个:R1=4000Ω,R2=10000Ω,R3=15000Ω;电键S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。 ⑴试从3个固定电阻中选用1个,与其它器材一起组成测量电路,并在虚线框内画出测量电路的原理图。(要求电路中各器材用题中给定的符号标出。) R1 S E V mA ⑵电路接通后,若电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表内阻RV =_________。 【解析】⑴实验电路如图所示,若选用电阻R1,则并联电阻=2000Ω,电压表读数 U=·R=×2000=1.92>1V,电流表读数I===0.00096A=0.96mA>0.6mA,R1符合要求,同理可得R2、R3不符合要求,故选R1。 ⑵电路接通后,通过R1的电流I1=,则通过电压表的电流为I2=I-I1=I-,所以电压表的内阻RV== 【备考提示】本题涉及实验器材选取和电路设计等,对考生的分析综合能力提出了较高要求,解答此类试题必须根据测量要求和所提供的器材,由仪表的选择原则和基本规律为分析的入手点。 【变式题】 例8(2006年全国Ⅱ)现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡(图中用表示)的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1V~4V。 A2 A1 V 现有器材:直流电源E(电动势4.5V,内阻不计),电压表 (量程4.5V,内阻约为4×104Ω),电流表 (量程250mA,内阻约为2Ω),电流表 (量程500mA,内阻约为1Ω),滑动变阻器R(最大阻值约为30Ω),电键S,导线若干。 如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是 ,下面两个电路应该选用的是 。 A2 【解析】在测量小灯泡的伏安曲线时,由于题目要求电压范围为0.1V~4V,因此滑动变阻器采用分压式接法。根据估算通过小灯泡的额定电流为I=0.4A,因此电流表应该选用 。在伏安法测量过程中,由于 临界电阻大于小灯泡电阻,因此应该选择电流表外接法即选择甲电路进行测量。 测电动势和内阻 (1)测量电路如图 (2)测量方法 第一、计算方法 测两组端电压U和电流I值,然后通过以下式子求解。 E=U1+I1r E=U2+I2r 第二、作U——I图象方法 通过调节滑动变阻器,取得多组(U,I)值,然后在坐标中描点,连成直线 用图象处理问题,须注意以下几点: ①连直线的方法:让尽可能多的点在直线上,直线两则分布的点的个数大致均匀偏离直线较远的点舍去。 ②纵轴截距的含义:电动势E ③横轴截距的含义:短路电流I0 ④斜率的含义:电阻。求解方法:r=或用直线上任意两点求解斜率的绝对值。 (3)实验误差分析 (1)偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U—I图象时描点不很准确。 (2)系统误差:系统误差来源于未计电压表分流,近似地将电流表的示数看作干路电流。实际上电流表的示数比干路电流略小。如果由实验得到的数据作出图中实线(a)所示的图象,那么考虑到电压表的分流后,得到的U—I图象应是图中的虚线(b),由此可见,按图所示的实验电路测出的电源电动势,电源内电阻。 说明:①外电路短路时,电流表的示数(即干路电流的测量值)等于干路电流的真实值,所以图中(a)、(b)两图线交于短路电流处。②当路端电压(即电压表示数)为时,由于电流表示数小于干路电流,所以(a)、(b)两图线出现了图中所示的差异。 (4)特殊方法 (一)即计算法:画出各种电路图 (一个电流表和两个定值电阻) (一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器) (一个电压表和两个定值电阻) 例9、用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有: (a) 电流表(量程0.6A、3A); (b) 电压表(量程3V、15V) (c) 定值电阻(阻值1、额定功率5W) (d) 定值电阻(阻值10,额定功率10W) (e) 滑动变阻器(阴值范围0--10、额定电流2A) (f) 滑动变阻器(阻值范围0-100、额定电流1A) 那么 (1)要正确完成实验,电压表的量程应选择 V,电流表的量程应选择 A; R0应选择 的定值电阻,R应选择阻值范围是 的滑动变阻器。 (2)引起该实验系统误差的主要原因是 。 II.答案: (1)3,0.6,1,0~10。(2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。 解析:由于电源是一节干电池(1.5V),所选量程为3V的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几Ω左右,加上保护电阻,最大电流在0.5A左右,所以选量程为0.6A的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0~10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。 关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的,一般具有倾向性,总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,造成E测 例10、某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻,实验室中有如下器材: A.待测干电池 B.电流表G(0~3mA,内电阻r1=20Ω) C.电流表A(0~0.6A,内电阻r2=0.20)D.滑动变阻器甲(最大阻值10Ω) E.滑动变阻器乙(最大阻值100Ω) F.定值电阻R1=100Ω G.定值电阻R2=500Ω H.定值电阻R3=1.5kΩ 开关、导线。 由于没有电压表,为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量。 ①为了方便并能较准确测量,滑动变阻器应选 ,定值电阻应选用 。(填写定值电阻前的序号) ②若某次测量中电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2;改变滑动变阻器的位置后,电流表G的示数为I1′,电流表A的示数为I2′。则可知此电源的内电阻测量值为r= ,电动势测量值为E= 。 【解析】 干电池的电动势和内阻的测量,一般需要电流表和电压表。由于题中没有电压表,故需要将电流表G改装为电压表,且改装后电压表的量程应该达到1.5V,则总电阻为,故定值电阻应选用的序号为G的电阻,而滑动变阻器应选用阻值较小的D; ②在两次测量过程中,通过电源的电流是两只电表的电流之和,则根据全电路欧姆定律有 , 解之,得,
篇2:20XX中考初中物理电学知识点总结
2018中考初中物理电学知识点总结 本文关键词:电学,知识点,中考,物理,初中
2018中考初中物理电学知识点总结 本文简介:2018中考初中物理电学知识点总结1、电路:把电源、用电器、开关、导线连接起来组成的电流的路径。电路图:用统一规定的符号表示电路连接情况的图2、通路:处处接通的电路;开路:断开的电路;短路:将导线直接连接在用电器或电源两端的电路。3、电流的形成:电荷的定向移动形成电流.(任何电荷的定向移动都会形成电
2018中考初中物理电学知识点总结 本文内容:
2018中考初中物理电学知识点总结
1、电路:把电源、用电器、开关、导线连接起来组成的电流的路径。电路图:用统一规定的符号表示电路连接情况的图
2、通路:处处接通的电路;开路:断开的电路;短路:将导线直接连接在用电器或电源两端的电
路。
3、电流的形成:电荷的定向移动形成电流.(任何电荷的定向移动都会形成电流)
4、电流的方向:从电源正极流向负极.
5、电源:能提供持续电流(或电压)的装置.
6、电源是把其他形式的能转化为电能.如干电池是把化学能转化为电能.发电机则由机械能转化为
电能.
7、在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。
电路的几种状态:
①、串联电路:
把元件逐个顺次连接起来组成的电路叫串联电路。
特点:
电流只有一条通道,通过第一个元件的电流一定大小不变地通过第二个元件,只要电路中有一处断开,整个电路都断开。
②、并联电路:
把元件并列地连接在电路两点间组成的电路叫并联电路。
特点:
电流有两条或多条通道,各元件可独立工作。干路开关控制整个电路;支路开关只控制本支路上用电器。
8、有持续电流的条件:必须有电源和电路闭合.
9、导体:容易导电的物体叫导体.如:金属,人体,大地,盐水溶液等.导体导电的原因:导体中有自由
移动的电荷;
10、绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等.
原因:缺少自由移动的
电荷
11、电流表的使用规则:①电流表要串联在电路中;②电流要从“+“接线柱流入,从“-“接线柱流出;③被测电流不要超过电流表的量程;④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上.
实验室中常用的电流表有两个量程:①0~0.6安,每小格表示的电流值是0.02安;②0~3安,每小格表示的电流值是0.1安.
12、电压(U)是使电路中形成电流的原因,国际单位:伏特(V);
常用:千伏(KV),毫伏(mV).
1千伏=1000伏=1000000毫伏.
13、电压表的使用规则:①电压表要并联在电路中;②电流要从“+“接线柱流入,从“-“接线柱流出;③被测电压不要超过电压表的量程;
实验室常用电压表有两个量程:①0~3伏,每小格表示的电压值是0.1伏;
②0~15伏,每小格
表示的电压值是0.5伏.
14、熟记的电压值:①1节干电池的电压1.5伏;②1节铅蓄电池电压是2伏;③家庭照明电压为220伏;④安全电压是:不高于36伏;⑤工业电压380伏.
15、电阻(R):表示导体对电流的阻碍作用.国际单位:欧姆(Ω);
常用:兆欧(MΩ),千欧(KΩ);1兆欧=1000千欧;
1千欧=1000欧.
16、决定电阻大小的因素:材料,长度,横截面积和温度;导体本身的电阻大小与电压大小和电流无关
17、滑动变阻器:
A.
原理:改变电阻线在电路中的长度来改变电阻的.
B.
作用:通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压.
C.
正确使用:a,应串联在电路中使用;b,接线要“一上一下“;c,闭合开关前应把阻值调至最大的地方.
18、欧姆定律: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
公式:I=U/R
公式变形R=U/I
U=IR.
公式中单位:I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω).
19、电功的单位:焦耳,简称焦,符号J;日常生活中常用千瓦时为电功的单位,俗称“度”符号kw.h
1度=1kw.h=1000w×3600s=3.6×106J
20.电能表是测量一段时间内消耗的电能(功)多少的仪器。A、“220V”是指这个电能表应该在220V的电路中使用;B、“10(20)A”指这个电能表长时间工作允许通过的最大电流为10安,在短时间内最大电流不超过20安;C、“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用;D、“600revs/KWh”指这个电能表的每消耗一千瓦时的电能,转盘转过600转。
21.电功公式:W=Pt=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒).
22、电功率(P):表示电流做功的快慢的物理量.国际单位:瓦特(W);常用:千瓦(KW)电功率的计算公式:P=W/t=UI
23.额定电压(U0):用电器正常工作的电压.
额定功率(P0):用电器在额定电压下的功率.
实际电压(U):实际加在用电器两端的电压.
实际功率(P):用电器在实际电压下的功率.
当U
>
U0时,则P
>
P0
;灯很亮,易烧坏.
当U
<
U0时,则P
<
P0
;灯很暗,当U
=
U0时,则P
=
P0
;正常发光.
24.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,表达式为.
Q=I2Rt公式中单位:I→安(A);R→欧(Ω);t→秒(s)
25.家庭电路由:进户线(火线和零线)→电能表→总开关→保险盒→用电器等组成.
26.所有家用电器和插座都是并联的.而用电器要与它的开关串联接火线.
27.保险丝:是用电阻率大,熔点低的铅锑合金制成.它的作用是当电路中有过大的电流时,它升温达到熔点而熔断,自动切断电路,起到保险的作用.保险丝的特点:电阻大;熔点低
28.引起电路电流过大的两个原因:一是电路发生短路;二是用电器总功率过大.
29.安全用电的原则是:①不接触低压带电体;②不靠近高压带电体
30.磁性:物体吸引铁,镍,钴等金属物质的性质.
31.磁体:具有磁性的物体叫磁体.它有指向性:指南北.
32.磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极.任何磁体都有两个磁极,一个是北极(N极);另一个
是南极(S极)
33.磁极间的相互作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引.
34.磁化:使原来没有磁性的物体带上磁性的过程.
35.磁体周围存在着磁场,磁极间的相互作用就是通过磁场发生的.
36.磁场的基本性质:对入其中的磁体产生磁力的作用.
37.磁场的方向:小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向.
38.磁感线:描述磁场的强弱,方向的假想曲线.不存在且不相交.
在磁体周围,磁感线从磁体的北极出来回到磁体的南极
39.地磁的北极在地理位置的南极附近;而地磁的南极则在地理的北极附近.但并不重合,它们的交角称磁偏角,我国学者沈括最早记述这一现象.
40.奥斯特实验证明:通电导线周围存在磁场.其磁场方向跟电流方向有关
41.安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N极).
42.影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小,铁芯的有无,线圈的匝数
43.电磁铁的特点:①磁性的有无可由电流的通断来控制;②磁性的强弱可由电流的大小和线圈的匝数来调节;③磁极可由电流的方向来改变.
44.电磁继电器:实质上是一个利用电磁铁来控制的开关.它的作用可实现远距离操作,利用低电压,弱电流来控制高电压,强电流.还可实现自动控制.
45.电话基本原理:振动→强弱变化电流→振动.
46.电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流.
应用:发电机
47.产生感应电流的条件:①电路必须闭合;②只是电路的一部分导体做切割磁感线运动.
48.感应电流的方向:跟导体运动方向和磁感线方向有关.
49.磁场对电流的作用:通电导线在磁场中要受到磁力的作用.
是由电能转化为机械能.
应用:电动机.
50.通电导体在磁场中受力方向:跟电流方向和磁感线方向有关.
电
动
机
发
电
机
主要构造
定子和转子
定子和转子
工作原理
通电线圈在磁场中受力而转动
电磁感应现象
能量转化
电能转化为机械能
机械能转化为电能
电
学
特
点
与
原
理
公
式
欧姆定律部分
1.
(欧姆定律:导体中的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比)
2.
I=I1=I2=…=In
(串联电路中电流的特点:电流处处相等)
3.
U=U1+U2++Un
(串联电路中电压的特点:串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和)
4.
I=I1+I2+…+In
(并联电路中电流的特点:干路上的电流等于各支路电流之和)
5.
U=U1=U2=…=Un
(并联电路中电压的特点:各支路两端电压相等。都等于电源电压)
6.
R=R1+R2+…+Rn
(串联电路中电阻的特点:总电阻等于各部分电路电阻之和)
7.
1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn
(并联电路中电阻的特点:总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和)
8.
R并=R/n
(n个相同电阻并联时求总电阻的公式)
9.
R串=nR
(n个相同电阻串联时求总电阻的公式)
10.
(串联电路中电压与电阻的关系:电压之比等于它们所对
应的电阻之比)
11.
(并联电路中电流与电阻的关系:电流之比等于它们所对
应的电阻的反比)
电功、电功率部分
12.
P=UI
(经验式,适合于任何电路)
13.
(定义式,适合于任何电路)
14.
Q=I2Rt
(焦耳定律,适合于任何电路)
15.
P=P1+P2+…+Pn
(适合于任何电路)
16.
W=UIt
(经验式,适合于任何电路)
17.
P=I2R
(复合公式,只适合于纯电阻电路)
18.
(复合公式,只适合于纯电阻电路)
19.
W=Q
(经验式,只适合于纯电阻电路。其中W是电流流过导体所做的功,Q是电流流过导体产生的热)
20.
W=I2Rt
(复合公式,只适合于纯电阻电路)
21.
(复合公式,只适合于纯电阻电路)
22.
(串联电路中电功率与电压、电阻的关系:串联电路中,电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)
23.
(并联电路中电功率与电流、电阻的关系:并联电路中,电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比)
串、并联电路特点对比:
串联
并联
电路图
基本特点
;
;
总电阻
电流
;;;
电压
;;
电功
;
;
电功率
;
;;;
篇3:初三物理电学压轴题总结归类
初三物理电学压轴题总结归类 本文关键词:电学,归类,物理
初三物理电学压轴题总结归类 本文简介:初三物理电学压轴题总结归类解题思路:1画等效电路图注:有导线和电阻同时存在的情况下,走导线不走电阻;找电压表的起点和终点,电流流过谁,测的就是谁的电压;2找题中的比值条件,通常都是电流、电压、电功率之比,我们将每一个比值转化为电阻之比;从而可以找到任意电阻之间的关系;3看题中的问题,通常也是求电流、
初三物理电学压轴题总结归类 本文内容:
初三物理电学压轴题总结归类
解题思路:
1
画等效电路图
注:有导线和电阻同时存在的情况下,走导线不走电阻;
找电压表的起点和终点,电流流过谁,测的就是谁的电压;
2
找题中的比值条件,通常都是电流、电压、电功率之比,我们将每一个比值转化为电阻之比;从而可以找到任意电阻之间的关系;
3
看题中的问题,通常也是求电流、电压和电功率,如果可以直接用公式最好,否则将我们所求的物理量与题中的已知物理量相比,得到电阻之比即可;
1、
已知电阻之比,求电流、电压问题;
1.
两个用电器,第一个电阻是R,第二个电阻是2R,把它们串联起来接入电路中,如果第一个电阻两端的电压是4伏,那么第二个电阻两端的电压为:(
)
A、2伏;
B、8伏;
C、4伏;
D、6伏。
2.
现有两个电阻串联在电路中,已知R1:R2=3:2,如果电路两端的电压为15伏,那么,R1两端的电压将是:(
)
A、6伏;
B、5伏;
C、9伏;
D、10伏。
3.
灯泡L1的电阻为200欧,灯泡L2的电阻为400欧,两个灯泡并联后接入电路中,若通过L1的电流强度为0.5安培,则通过L2的电流强度为:(
)
A、0.75安培;
B、0.25安培;
C、2安培;
D、1安培。
2、
已知电流、电压之比,求解电流、电压问题;
1.
如图3所示,电源电压保持不变。当开关S1合、S2断开时,电流表的示数为0.2A;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为O.8A。则电阻R1与R2的比值为()
A、1:3
B、3:l
C、2:3
D、3:2
P
V
A
C
B
2.
电源电压保持不变,,变阻器,当滑片P在C点时,电流表示数为,当滑片P在B点时,电流表示数为。已知:,求滑动变阻器的最大阻值。()
3.
如图所示,R0为定值电阻,电源电压恒定。闭合开关,当滑动变阻器接入电路的电阻值为R/4压表的示数为6V;当滑动变阻器接入电路的阻值为R时,电压表的示数为3V;则前后两次通过R0的电流之比是____________,电源电压是______________V。(2:1
9)
P
V
A
B
4.
电源电压不变,调节滑动变阻器,使它连入电路的电阻时,电压表的示数是10V,电流表的示数是,调节滑动变阻器,使它连入电路的电阻时,电压表的示数是5V,电流表的示数为。
求:(1)(2)电源电压(2:1
20)
V
A
5.
如图所示,电源电压保持不变,。当开关S断开时,电流表的示数为0.24A,电压表的示数为,当开关S闭合时,电流表的示数为0.3A,电压表的示数。已知,求开关S断开时,电阻两端的电压。(3)
3、
已知电流、电压、电功率之比,求解电流、电压、电功率问题;
39
(2013北京中考)
如图18所示,电源两端电压不变。当闭合开关S、S1和S3,断开开关S2,滑动变阻器的滑片P滑至某一位置时,电压表的示数为U1,电阻R1的电功率P1=8W,电流表的示数为I1;当闭合开关S和S2,断开开关S1和S3,滑片P滑至另一位置时,电压表的示数为U2,电阻R1与滑动变阻器的总功率P2=3.5W,电流表的示数为I2;当闭合开关S,断开开关S1、S2和S3,滑片P滑到B端时,电阻R2的电功率为P3,电流表的示数为I3。已知:。
求:(1)电流I1与I2之比;
(2)电功率P3。
38.
(2012北京中考)如图17所示,电源两端电压不变,当只闭合开关时,电流表的示数为,电压表的示数为,电阻的电功率为,当开关、、都闭合时,电流表的示数为,电压表的示数为;当只闭合开关时,电阻的电功率为,已知:
,求:
(1)电阻与之比:
(2)电阻的电功率。
38.(2011北京中考)如图19所示,电源两端电压U保持不变。当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时,电压表的示数为U1,电流表的示数为I1,电阻R1的电功率为P1,电阻RA的电功率为PA;当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时,电压表的示数U2为2V,电流表的示数为I2,电阻RB的电功率为PB;当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P位于最右端时,电阻R2的电功率为8W。已知:R1:R2=2:1,P1:PB=1:10,U1:U2=3:2。求:
(1)电源两端的电压U;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电阻RA的电功率PA。
37.(2010北京中考)图20所示的电路中,电源两端的电压不变。闭合开关S,当滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时,电压表示数为6V,电流表示数为I1,电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P1;当滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时,电压表示数为9V,电流表示数为I2,电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P2。已知:P1等于P2,电阻R1与R2之比为1:2。求:
(1)电阻RA与RB的比值;
(2)电源两端的电压U。
39.(2009北京中考)图22所示的电路中,电源两端电压U保持不变。当只闭合开关S1时,电压表的示数为U1,电流表的示数I1为1A,电阻R1消耗的电功率P1为4W,电阻R2消耗的电功率为P2。当开关S1、S2都闭合时,电压表的示数为U2,电流表的示数为I2,电阻R2消耗的电功率为P2′。已知P2:P2′=1:4,U1:U2=2:1。求:
(1)
电流表的示数I2为多少安?
(2)
电源两端的电压U为多少伏?
(3)
当开关S1、S2都闭合时,通电5min,电阻R2产生的热量为多少焦?
38.(2013海淀一模)如图19所示,电源两端电压保持不变,R1、R2为定值电阻,开关S3始终闭合。闭合开关S1、断开开关S2,滑动变阻器的滑片置于某位置M时(图中未标出),滑动变阻器的阻值为RM,电流表的示数为I1,滑动变阻器的电功率PM为0.4W。保持开关S1闭合、开关S2断开,将滑动变阻器的滑片置于某位置N时(图中未标出),变阻器的阻值为RN,电流表的示数为I2,电压表的示数为U1,滑动变阻器的电功率PN仍为0.4W。断开开关S1、闭合开关S2,滑动变阻器的滑片仍置于位置N时,电压表的示数变为U2。已知I1:I2=2:1,U1:U2=7:9。求:
(1)滑动变阻器接入电路的阻值RM与RN之比;
(2)定值电阻R1与R2的阻值之比;
(3)改变开关状态和调节滑动变阻器的阻值,使电路的电功率最大,求出电路的最大电功率。
图19
R1
V
S1
P
R2
S2
S3
[来源:学&科&网]
38(2013东城一模).如图30所示电路,设电源电压不变,灯丝电阻不随温度变化。当只闭合开关S1时,电流表的示数是I1。当只闭合开关S2时,电流表的示数是I2。当开关S1、S2都闭合时,灯L正常发光,电流表的示数为I3。当开关S1
、S2都断开时,电流表的示数是I4,电压表V1、V2示数之比为3:1,此时RL消耗的电功率为0.5W;已知I1:I2
=3:1,
求:(1)
电阻R1:R2;
(2)
电流I3:I4;
(3)
电路总功率的最大值Pm。
37.(2013西城一模)如图27所示电路,电源两端电压不变,灯丝电阻不变。滑动变阻器的最大阻值为R2。开关S1、S2都断开,变阻器的滑片P移至最右端时,灯L恰能正常发光,滑片P移至最左端时,灯L消耗的电功率与它的额定功率之比为4∶9,R2消耗的电功率为P2。当两个开关都闭合,变阻器滑片P移至最左端时,电流表示数为1.5A,R1消耗的电功率为9W。此时电路总功率P总∶P2=18∶1。求:
(1)两个开关都闭合,变阻器的
滑片P移至最左端时,电路
消耗的总功率P总;
(2)灯L的额定电功率PL0。
38.(2013朝阳一模)如图19所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V
0.3A”字样,且灯丝电阻不随温度变化,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的滑片P在使用前位于最右端。当开关S1
、S2都闭合,调节滑片P的位置至a点时,小灯泡的功率为PL,电压表的示数为Ua,滑动变阻器的功率为P2;当开关S1闭合,S2断开时,调节滑片P的位置至b点时,小灯泡正常发光,电压表的示数为Ub,滑动变阻器的功率为P2/。(图中未标明a、b点的位置)
已知:P2∶P2′=25∶18,PL比小灯泡的额定功率小0.55W。(6分)
求:电流表、电压表两次的示数和电源电压。
S1
R1
L
S2
图19
R2
P
38.(2013丰台一模)如图19所示,电源两端电压不变,小灯泡L灯丝电阻保持不变。当开关S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器的滑片P滑至B端时,小灯泡恰好正常发光,电流表的示数为I1,电压表的示数为U1;当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P滑至AB中点时,小灯泡消耗的功率为额定功率的1/4,电流表的示数为I2;当只闭合开关S2时,电流表的示数为I3,电压表的示数为U3,电阻R1的电功率P1为2W,已知:
U1:U3=3:1,
I1:
I2=7:1。求:
图17
(1)电阻R1与R2之比;
(2)小灯泡的额定功率P额
38.(2013海淀二模)图22所示电路中,电源两端电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R。当开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到A端时,电阻R2的电功率为P2,电流表的示数为I1;当开关S、S2闭合,S1断开时(滑片P位置不变),电阻R2的电功率为P2
,电流表的示数为I2,且P2:P2
=16:25;当开关S闭合,S1和S2都断开,滑动变阻器的滑片P移到某点C(图中未画出)时,滑动变阻器接入电路的电阻为RC,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1:U2=1:2,这时R2的电功率为9W,RC的电功率为3W。
(1)求I1与I2的比值;
(2)求RA与RC的比值;
R2
R1
S1
S2
V1
V2
P
B
A
R
S
图22
(3)若通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P,使电路的电功率达到最大,求此时的电功率Pm。
图28
B
R1
V
L
S2
L
S1
R3
R4
R2
C
D
A
A1
A2
39.(2013东城二模)如图28所示的电路图中,把端点A、B接在电压U不变的电源两端,当闭合开关S1,断开开关S2时,电压表的示数为U1,电流表A1的示数为I1。把端点C、D接在电压U不变的电源两端,当断开开关S1,闭合开关S2时,电压表的示数为U2,电流表A2的示数为I2。把端点C、B接在电压U不变的电源两端,当闭合开关S1、S2时,电流表A1的示数为I3,电流表A2的示数为I4。把端点A、D接在电压U不变的电源两端,当断开开关S1、闭合开关S2时,电流表A2的示数为I5。已知:U1∶U2=3∶4,I3∶I4=5∶3,R1=R2,U2=10V。
求:
(1)R1∶R3;
(2)I2∶I5;
(3)电源两端电压U。
图25
R2
R1
V2
V1
S
P
38.(2013西城二模)如图25所示电路,电源两端电压不变。闭合开关S,滑动变阻器滑片移至点M时,变阻器接入电路的电阻为RM,电阻R1消耗的电功率为10W,电压表V1、V2示数分别为U1和U2
,且U1∶U2=1∶2;滑动变阻器滑片移至点N时,变阻器接入电路的电阻为RN,电阻R2消耗的电功率为2W,电压表V2示数为U2¢,且U2∶U2¢=4∶5。求:
(1)滑动变阻器接入电路的电阻RM
与RN之比;
(2)滑片左右移动的过程中,电路
消耗的最大电功率Pmax。
39.(2013朝阳二模)如图21所示电路,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,电源两端电压保持电压不变。当三
个开关都闭合,滑动变阻器的滑片P位于a端时,三个电阻中的电流分别为I1、I2和I3,电流
表的示数Ia,滑动变阻器的功率是P3a;当开关S1闭合,S2、S3断开,滑动变阻器的滑片P位于
c点时,电压表的示数是9V,电流表的示数是Ic,滑动变阻器的功率是P3c;当开关S1闭合,S2、
S3断开,,滑动变阻器的滑片P位于b端时,电压表的示数是8V,电流表的示数是Ib。已知:
A
V
R1
R3
P
S1
S2
S3
R2
a
b
I1∶I2=2∶1,
I1∶I3=3∶1,Ib-Ic=0.1A。
求:(1)定值电阻R1和R2的比值及R2的阻值;
(2)滑动变阻器功率P3a和P3c;
(3)电流表的示数Ia。
图21
38.(2013丰台二模)如图21所示电路,电源两端电压U保持不变,闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R2的滑片P使其接入电路的电阻值为其最大值的一半,电压表V1的示数为U1,电流表的示数I1为0.2A;再调节滑动变阻器R2滑片P至B端,电压表V2的示数为U2,此时电路消耗的总功率为2W;闭合开关S1、S2,电流表的示数I2为0.5A。已知U1:U2=6:5,忽略温度对灯丝电阻的影响。求
:
(1)电压U2:U;
(2)滑动变阻器的最大阻值R2。
图21
R1
S1
P
R2
A
B
L
S1
V1
V2
S2