3.(07江苏大市)现在以下实验器材:电源,电键,导线,滑动变阻器,电流表,电压表(待测元件另给),利用所给器材能完成的物理实验是( )
A.测定电源电动势和电阻
B.测金属丝的电阻率
C.探究电源的输出功率与外电阻R的关系
D.描绘小灯泡的伏安特性曲线
2.(07江苏大市)如图所示,两只相同的白炽灯D1、D2串联后接在电压恒定的电路中。若D1的灯丝断了,经过搭丝后(搭丝后灯泡电阻减小)然后与D2串联,重新接入原来的电路。假设在此过程中。灯丝电阻随温度变化的因素可忽略不计,且每只灯泡两端的电压均未超过其额定电压,则此时每只灯泡所消耗的功率与原来各自的功率相比,有( )
A.D1的功率变大 B.D1的功率变小
C.D2的功率变大 D.D2的功率变小
1.(07江苏大市)在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示.当开关闭合后( )
A.L1电流为L2的2倍
B.L1的电阻为7.5Ω
C.L1消耗的电功率为0.75W
D.L2消耗的电功率为0.375W
8.电路的分析、计算与设计:电路的分析、计算、电路的没计 (实验)是电路知识和各种方法、规律、技巧的有机结合,有利于培养同学们的综合分析能力和知识迁移能力。
知识点一电阻的串并联及功率计算
电路中电阻的串并联、电路的分析与计算是本章的基础内容,它是实验设计、动态电路分析、含容电路分析、故障电路分析等的基础,所以要引起重视.
[例1]两个定值电阻,把它们串联起来,等效电阻是4 Ω,把它们并联起来,等效电阻是lΩ.
(1)这两个电阻的阻值各为多大?
(2)如果把两个电阻串联后接入一个电动势为E、内电阻为r的电源两极间,两电阻消耗的总功率等于P1;如果把两个电阻并联起来,接入同一个电源的两极间,两电阻消耗的总功率等于P2,若要求P1=9 W,且P2≥P1,求满足这一要求的E和r的范围.
解不等式组在物理学中应用虽不是太多,但它对应的物理过程分析、可能出现的物理现象的结论起关键作用。
知识点二全电路中的各种功率
功率分配是电路中能的转化与守恒的具体运用,解题时应理清它们之间的关系。
[例2]如图所示中,发电机的内阻r=0.1Ω,负载电阻R=22Ω,导线电阻rL=0.1Ω,电路中的电流I=10 A.求:
(1)负载两端的电压UR.
(2)外电路上的电压U0.
(3)发电机的电动势.
(4)整个外电路上消耗的功率P外.
(5)负载上消耗的功率.
(6)导线上消耗的功率.
(?)发电机内部消耗的功率.
(8)发电机的功率.
从本题可以看出,在闭合电路中涉及到的功率比较多,但只要理清它们间的关系,搞清楚能量流向,问题还是比较好解决的。
知识点三基本实验原理
在恒定电流一章中,实验是一项重点内容,解决各种实验题,基本实验是解决问题的基础,所以理解实验原理是关键。
[例3](07江苏卷)某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6A,内阻约0.1Ω;电压表的量程为3V,内阻约6 kΩ; G为小量程电流表;电源电动势约3V,内阻较小,下列电路中正确的是 ( )
导示:测量一段金属丝的电阻,阻值较小,所以用伏安法测量时,应用电流表的外接法,A正确。测电源电动势与内电阻,原理是闭合电路欧姆定律,电源内阻与电流表内阻相差不太大,所以用电流表的外接法,B正确。测定小灯泡的伏安特性曲线,电压必需从零开始调节,滑动变阻器就连成分压式,C错。用半偏法测小量程电流表内电阻,电阻箱应与小量程电流表并联,D错。故选AB。
本题中涉及到了本单元的四个实验,从这里我们可以看出,学好物理的关键在于能真正理解一些最基础的内容,而不在于做多少题目。
知识点四回路中电势高低的计算
在计算电路中各点的电势时,应事先假定某点电势为零电势,然后再求这些点与事先设定的零电势点之间的电压。这种问题的本质就是对电路的分析与计算,闭合电路欧姆定律、串并联的电阻、电流、电压关系理清楚了有益于解题。解题时应注意:无电流的电阻两端电热相等。
[例4]如图所示电路中R1=4Ω、R1=2.5Ω、R3=2Ω、R4=5Ω;电源电动势E=9 V,内阻r=0.5Ω.F点接地.
(1)S断开时,A、B、C、D各点电势多大?
(2)S闭合时,A、B、C、D各点电势多大?
7.数学极值问题:不等式的极值、二次三项式的极值等常用来分析变值电阻的功率问题。
6.能量守恒思想:从能量角度看,电路是将其他形式的能(如化学能)通过电源转化为电能,然后再通过电功转化为其他形式的能(如内能、机械能等)的“桥梁”,整个过程能最的总量守恒。
5.图象法:电阻的U-I图象、电源的U-I图象都可反映电阻和电源的性质。
4.假设法:若电路发生故障,寻找故障发生在何处时,可将整个电路划分成若干部分,然后逐一假设某部分电路发生故障,运用电路知识进行排除。
3.极限法、特殊值法:当电路中电阻变化时,可取一些有代表性的数值,或取极限值来进行计算,并进一步推知整个动态过程电学量(如U、I等)的变化情况。
2.程序法:在涉及动态电路的分析时,其基本思路是“部分一整体一部分”(适用于闭合电路中只有一个电阻变化)。
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