今天復(fù)習(xí)電路部分的內(nèi)容。高考對電路的考查一般有兩處,電學(xué)實驗和電磁感應(yīng),電學(xué)實驗為重點,電學(xué)實驗又可歸納為兩類:測電阻、測電池電動勢和內(nèi)阻。題的花樣挺多,但知識點就是一再強(qiáng)調(diào)的三個點:串并聯(lián)電路特點、歐姆定律、閉合電路歐姆定律。看破就沒啥,看不破會把人看傻,懂原理比記題型管用,原理是內(nèi)在的,題型是表象。挑選今天所講的有代表性的題略說一下。 1.某種小燈泡的U-I圖象如圖甲所示,三個完全相同的小燈泡L1、L2、L3連接成如圖乙所示的電路,電源的內(nèi)阻為1.0Ω。現(xiàn)閉合開關(guān)S,理想電壓表V的示數(shù)為4.0V,則 A.三個燈泡的總電阻為10.0Ω B.電源的電動勢為5.6V C.電源消耗的熱功率為3.0W D.電源的效率約為89.3% 三個規(guī)格相同的燈泡,燈泡的電阻隨電壓會發(fā)生變化,U-I圖象不是直線了,一個電壓一個阻值,而且沒有任何可以取巧的辦法,老老實實找對縱坐標(biāo)的電壓值,然后畫線找橫坐標(biāo)電流值,再算電阻。 先從串并聯(lián)角度認(rèn)識電路,右邊象一對雙胞胎,先并聯(lián)再和左邊的燈泡、電源內(nèi)阻串聯(lián),串聯(lián)電路特點,按照各部分阻值大小瓜分電壓。電壓表示數(shù)已知,通過U-I圖象就可知干路電流和左邊燈泡的電阻。 干路電流已知,就可知右邊一對雙胞胎的單個電流,再回到U-I圖象上算電阻。整個電路的電阻、電流都十分清晰了,閉合電路歐姆定律一用,電動勢也就有了。整個電路就透明了,問啥算啥就完了。 以前做過的類似題目比這個要麻煩一點,是一個定值電阻與一對雙胞胎串聯(lián),需要用閉合電路歐姆定律找一個燈泡電壓和電流的關(guān)系式,最后轉(zhuǎn)化為一個新電源的U-I關(guān)系式,然后在右邊圖象里畫線,曲、直線的交點就能解決燈泡的電壓、電流, 總之,還沒有離開“一串兩歐”的電路三件套解決方式,也不可能離開。 2.在如圖甲所示的電路中,將滑動變阻器R2的滑片由a端向b端移動,用兩個理想電表分別測量電壓和電流,得到部分U-I關(guān)系圖象如圖乙所示,則 A.滑動變阻器的總阻值為20Ω B.電源的電動勢為6V C.電源的內(nèi)阻為4Ω D. 當(dāng)R,消耗的總功率最大時,電壓表示數(shù)為4.5V 老套路,象處理力學(xué)問題先進(jìn)行受力分析一樣,電路問題先弄清各元件的串并聯(lián)關(guān)系,這個關(guān)系搞不定,后續(xù)工作不是徒勞,而是做負(fù)功。 圖甲上邊的變阻器被分為了并聯(lián)的兩部分,再和R1、r內(nèi)串聯(lián),電壓表測得是并聯(lián)部分的電壓,電流表測得是a端支路的電流。 根據(jù)串并聯(lián)電路特點,并聯(lián)部分的阻值在劃片從a向b滑動時,先增后減,再根據(jù)閉合電路歐姆定律,電壓表示數(shù)先增后減。圖乙有個電壓最大值,此時并聯(lián)部分電阻阻值最大,這是并聯(lián)電路的規(guī)律和數(shù)學(xué)知識決定了,用了一個數(shù)學(xué)求最值(還是強(qiáng)烈建議求導(dǎo),能導(dǎo)則導(dǎo))。結(jié)合圖乙就把R2的阻值搞定了,再看看圖乙告得另一個電壓值(對應(yīng)兩個電流值,還是因為并聯(lián)電路的原因)。兩組電壓 、電流(需要稍微算一算)已知,R1和R內(nèi)又是定值電阻,再來個“閉歐”,電動勢就解出來了,R1和r內(nèi)的總阻值就知道了,至于是否有眼光把R1和r內(nèi)看成電源內(nèi)阻,真的無所謂。制造一堆名詞,有時候就是制造一種焦慮。 還是“老三樣”,永遠(yuǎn)不走樣! 3.某同學(xué)在實驗室找到一只電壓表。表盤刻度線清晰,刻度值、量程、內(nèi)阻均無法識別,于是該同學(xué)做了用多用電表粗測該電壓表的內(nèi)阻和量程的實驗。實驗步驟如下: (1)給多用電表換上電動勢為9V的新電池; (2)將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔; (3)將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋中“x100Ω”倍率,然后將 ,進(jìn)行歐姆調(diào)零,斷開兩表筆; (4)將多用電表的紅、黑表筆分別與電壓表的 (選填“正、負(fù)”或“負(fù)、正”)接線柱相連,觀察發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)角過小,斷開兩表筆;, (5)將選擇開關(guān)撥到 (選填“x10”或“x1kΩ”)倍率,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,斷開兩表筆; (6)再次將多用電表的紅、黑表筆分別與電壓表的接線柱正確相連,觀察發(fā)現(xiàn)多用電表指針位置如圖甲所示,電壓表指針位置如圖乙所示,斷開兩表筆; (7)本實驗所測電壓表內(nèi)阻約為 電壓表量程為 V(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。 怎看怎象2013年新課標(biāo)卷高考電學(xué)實驗的高仿題,不過已經(jīng)有了粗測的字眼了,算是用了心了,真正用心的地方在題干這里,表盤刻度線清晰,刻度值、量程、內(nèi)阻均無法識別。這句話引發(fā)了我的想象力,這個電壓表好像飽經(jīng)滄桑了,塑料外殼好像也整丟了,竟然到了刻度線清晰,刻度值、量程無法識別,濃濃的人工打磨復(fù)古風(fēng),實驗室找這么一個表也是不容易了,正常電表內(nèi)阻在哪兒標(biāo)記著呢?有一顆發(fā)現(xiàn)樂趣的心,讀理科題也能找見樂趣。 不樂了,說題吧。 歐姆表就是閉合電路歐姆定律的應(yīng)用,歐姆表內(nèi)阻就相當(dāng)于電源內(nèi)阻,滿偏電流就相當(dāng)于短路電流,測量電阻時,用閉合電路歐姆定律導(dǎo)出電流和被測電阻的函數(shù)關(guān)系式一看,把電流刻度轉(zhuǎn)化成被測電阻的刻度就行。理解了這個點,歐姆表的一系列問題就都通通的了。 無聊的紅黑表筆正負(fù)接線柱問題,+極流進(jìn)表里。-極流出,符號化的理解一下,+號像個鉆后,往里鉆,-號像個鉆好的窟窿。紅表筆連+,紅十字就是受咱物理人發(fā)明的電表的啟發(fā)來的,估計是個物理愛好者,而且是個電表控,改行不忘老本行,用個紅+紀(jì)念一下自己曾經(jīng)揮灑過熱血的青春(我胡編的,未考證紅十字的由來,可不敢當(dāng)真) 為什么要換倍率,您想啊,就那么大弧度的一塊表盤,被測電阻能從零測到無窮大,想想也不可能準(zhǔn)確呀,所以說是粗測。粗測也有大粗和小粗之分,為了小粗,盡量讓指針往中間位置打,這個位置相對靠譜。如果從原理上清楚了,就能知道歐姆表偏角大小的內(nèi)涵,這一問也就沒多大意思了,閉合電路歐姆定律三出三進(jìn),殺考生思維于無形?隨他怎殺,就寫一式破解。 (6)、(7)兩問是這個題的拉分小問。實際只是抖了個激靈,歐姆表的刻度盤上文章大,一盤顯示兩電阻,指針指外,中間指內(nèi),中值電阻和歐姆表內(nèi)阻相等,閉歐一推就完事,明明和白白又告了您新電動勢,新的多好呀。內(nèi)(歐姆表內(nèi)阻)外(電壓表電阻)電阻兩分電動勢,電壓表分到的電壓就出來了,再看看電壓表的表盤,量程搞定。 4.某興趣小組要測定電源的電動勢和內(nèi)阻,實驗器材有:電流表G(量程為30mA、內(nèi)阻未知);電阻箱R(0~999. 9Ω);滑動變阻器R1(0~20Ω);滑動變阻器R2(0~1kΩ);開關(guān)、導(dǎo)線若干;電源E(電動勢約10V)。 要完成實驗,首先需測量電流表⑥的內(nèi)阻。測量電流表G內(nèi)阻的實驗電路如圖所示。 ①將下述實驗過程補(bǔ)充完整: a. 選擇器材,滑動變阻器R'應(yīng)該選取 (選填“R1”或“R2”); b. 連接好電路,R'的滑片應(yīng)調(diào)到 (選填“a”或“b”)端; c.斷開S2,閉合S1,調(diào)節(jié)R',使電流表⑥滿偏; d.保持R'不變,閉合S2,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,當(dāng)R=10Ω時,電流表G的示數(shù)為20mA. ②如果認(rèn)為閉合S2前后干路上電流不變,則電流表G的內(nèi)阻R= Ω。 (2)在測出電流表內(nèi)阻R后,測定該電源的電動勢和內(nèi)阻的電路圖如圖甲所示。閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱R,讀取相應(yīng)的電流表示數(shù)I,記錄多組數(shù)據(jù)(R,I),得到如圖乙所示的1/I -R圖線,則電源的電動勢E= V。內(nèi)阻r= Ω 測電流表內(nèi)阻和電池電動勢、內(nèi)阻,組合了,題中套題,套娃題。 測電流表內(nèi)阻時,變阻器選哪個可別先激動,您所困惑的,題目都要告您,這是使你繼續(xù)讀下題去的小零食。”如果認(rèn)為閉合S2前后干路上電流不變”這句話是測電流表內(nèi)阻的題眼,S2閉合和斷開比較,可以認(rèn)為干路電路不變,多么意味深長呀,啥叫可以認(rèn)為?是指變是絕對的,但變得量不值一提,為何能使變得量不值一提呢?又考查到串并聯(lián)電路特點上了,這邊開關(guān)分分合合,對干路電流竟然幾無影響,那說明電路中還有一個大BOSS,VIP級別的大BOSS,這邊小打小鬧就是毛毛雨了,您說選大阻值變阻器還是小阻值變阻器能有這效果。后邊測電動勢、內(nèi)阻,列閉歐方程,數(shù)學(xué)變換一下,看圖象找對應(yīng)量就完事。 懂原理可以少做題,不懂原理更不用多做題,先通過少部分習(xí)題懂原理,懂了原理還瞎胡做啥題呢?不思考原理的做題都是傻做,累的要死,啥也得不到。 |
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