高三物理二輪復(fù)習(xí)講義：專題六 直流電路講義

1、高三物理二輪復(fù)習(xí)講義專題六 直流電路專題【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1能應(yīng)用歐姆定律、閉合電路歐姆定律對有關(guān)電路問題進(jìn)行分析與計(jì)算2能結(jié)合能量守恒定律和電路的規(guī)律分析非純電阻電路的問題【重點(diǎn)例析】l4l質(zhì)子源v1 v2例1來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kv的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1ma的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.6010-19c，這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距l(xiāng)和4l的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1n2=_ ?！咀兪健吭陂L度為l、橫截面積為s，單位體積內(nèi)自由

2、電子數(shù)為n的均勻?qū)w兩端加上電壓u，于是導(dǎo)體中有勻強(qiáng)電場產(chǎn)生，在導(dǎo)體內(nèi)移動的自由電子(-e)受勻強(qiáng)電場作用加速而和做熱運(yùn)動的陽離子碰撞而減速，這樣邊反復(fù)進(jìn)行邊向前移動，可以認(rèn)為阻礙電子運(yùn)動的阻力大小與電子移動的平均速度v成正比，其大小可以表示成kv(k是常數(shù))。(1)電場力和碰撞的阻力相平衡時，導(dǎo)體中電子的速率v成為一定值，這時v為 （ ）a. b. c. d.(2)設(shè)自由電子在導(dǎo)體中以一定速率v運(yùn)動時，該導(dǎo)體中所流過的電流是_。例2如圖所示，當(dāng)滑動變阻器的滑動片p向上端移動時，判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化？【變式】如圖所示,電路中電源的電動勢為e、內(nèi)電阻為r,開關(guān)s閉合后,當(dāng)滑動

3、變阻器的滑片p從滑動變阻器r的中點(diǎn)位置向左滑動時,小燈泡l1、l2、l3的亮度變化情況是（ ）al1燈變亮,l2燈變暗,l3燈變亮bl1燈變暗,l2燈變亮,l3燈變暗cl1、l2兩燈都變亮,l3燈變暗 dl1、l2兩燈都變暗,l3燈變亮例3如圖所示，圖中電源電動勢e=10v，c1=c2=30f，r1=4.0, r2=6.0,電源內(nèi)阻可忽略。先閉合電鍵k，待電路穩(wěn)定后，再將k斷開，則斷開k后流過電阻r1的電量為多少？r1 r3r2【變式】如圖電路中，電源內(nèi)阻不計(jì)，為使電容器的帶電量增大，可采取以下哪些方法（ ） a增大r1 b增大r2 c增大r3 d減小r1srpbamk12例4應(yīng)變式加速度計(jì)作

4、為測物體加速度的儀器，已被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、潛艇、導(dǎo)彈、航天器等裝置的制導(dǎo)中如圖所示是原理圖，支架a、b固定在待測系統(tǒng)上，滑塊穿在a、b間的水平光滑桿上，并用輕彈簧固接于支架a上，其下端的滑動臂可在滑動變阻器上自由滑動，隨著系統(tǒng)沿著水平方向做變速運(yùn)動，滑塊相對于支架發(fā)生位移，并通過電路轉(zhuǎn)換為電信號，從1、2兩接線柱輸出已知滑塊的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k,電源電動勢為e，內(nèi)電阻為r，滑動變阻器總阻值r=4r，有效總長度為l當(dāng)待測系統(tǒng)靜止時，滑動臂p位于滑動變阻器的中點(diǎn)，且1、2兩接線柱輸出的電壓u0=0.4e取ab方向?yàn)閰⒖颊较颍?）寫出待測系統(tǒng)沿a、b方向做變速運(yùn)動時的加速度與1、2兩接線

5、柱間的輸出電壓u的關(guān)系式（2）確定該“加速度計(jì)”的測量范圍【變式】如圖所示是某同學(xué)在科技活動中自制的利用電壓表的示數(shù)來指示物體的質(zhì)量的電子秤原理圖托盤與電阻可忽略的彈簧相連，托盤與彈簧的質(zhì)量均不計(jì)，滑動變阻器的滑動端與彈簧上端連接，當(dāng)托盤中沒有放物體時，電壓表示數(shù)為零設(shè)變阻器總電阻為r，總長度為l，電源電動勢為e，內(nèi)阻為r，限流電阻阻值為r0，彈簧勁度系數(shù)為k，不計(jì)一切摩擦和其它阻力，電壓表為理想電表試推導(dǎo)出電壓表示數(shù)ux與所稱物體的質(zhì)量m的關(guān)系式，并說明表盤上表示質(zhì)量的刻度是否均勻。例5微型吸塵器的直流電動機(jī)內(nèi)阻一定，當(dāng)加上0.3v的電壓時，通過的電流為0.3a，此時電動機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動機(jī)

6、兩端的電壓為2.0v時，電流為0.8a，這時電動機(jī)正常工作，則吸塵器的效率為多少？【變式】抽油煙機(jī)是現(xiàn)代廚衛(wèi)不可缺少的用具，下表是“惠康牌”家用抽油煙機(jī)說明書中的主要技術(shù)參數(shù)表用多用表測量得其中一只電動機(jī)的線圈電阻r=90若保險(xiǎn)絲的熔斷電流是保險(xiǎn)絲允許通過的電流的1.5倍，啟動時電動機(jī)當(dāng)作純電阻處理，則：（1） 這種抽油煙機(jī)保險(xiǎn)絲的熔斷電流不得低于多少?額定電壓(兩電機(jī)、照明燈)ac220v 50hz額定輸入功率2185w抽排風(fēng)量(兩電機(jī)同時工作)15m3/min風(fēng)壓(兩電機(jī)同時工作)300pa照明燈40w排煙管內(nèi)徑150mm（2）兩電動機(jī)每分鐘消耗的電能為多少？ （3）兩電動機(jī)每分鐘所做的有

7、用功是多少？（4）這種油煙機(jī)的機(jī)械效率是多少？（參數(shù)表：如右圖）專題六 直流電路專題（參考答案）【重點(diǎn)例析】例1.【點(diǎn)撥】（1）正確把握電流強(qiáng)度的概念 i=q/t，其中q=ne；（2）理解電流的微觀表達(dá)式i=nesv，當(dāng)電流i一定時，n與v成反比。【解析】由電流的定義式，有，所以每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為個。設(shè)所取質(zhì)子流段長度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個，由 得，由于各處電流相同，所以 ，又 故【點(diǎn)評】靈活應(yīng)用電流的微觀表達(dá)式是解決這類問題的關(guān)鍵?！咀兪健看鸢福?1)據(jù)題意可得kv=ee，其中e=，因此v=；(2)據(jù)電流微觀表達(dá)式i=nesv，可得i=例2【點(diǎn)撥】先正確認(rèn)識電路結(jié)構(gòu)及各電表所測內(nèi)容，然

8、后利用閉合電路歐姆定律判斷主干上的一些物理量的變化，再判斷各支路物理量的變化?！窘馕觥侩姳韆測量r3中的電流，電表v2測量r2和r3并聯(lián)的電壓，電表v1測量路端電壓。p向上滑，r3的有效電阻增大，外電阻r外增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律：干路電流i減小，路端電壓u增大，故v1示數(shù)增大；由i減小，知內(nèi)電壓u/和r1的端電壓ur1減小，由u外增大知r2和r3并聯(lián)的電壓u2增大，故v2示數(shù)增大；由v2示數(shù)增大知通過r2的電流i2增大，而干路電流i減小，所以r3中的電流減小，即a示數(shù)減小?！军c(diǎn)評】對動態(tài)電路的分析，應(yīng)先由局部的變化推出總電流的變化、路端電壓的變化，再由此分析對其它各部分電路產(chǎn)生的影響【變式

9、】答案：a例3【點(diǎn)撥】辨析電路，明確兩電容器在電建k斷開前后兩端的電壓，再確定兩電容器的充放電情況。【解析】當(dāng)k閉合，待電路穩(wěn)定后，電容器c1與r2并聯(lián)、c2被短路，c1、c2分別充得的電量為： c q20=0當(dāng)k斷開，待電路穩(wěn)定后，電容c1和c2分別充得的電量為： q1=c1e=310-4c, q2=c2e=310-4c故斷開k后流過電阻r1的電量為：c【點(diǎn)評】正確認(rèn)識含容電路的電路結(jié)構(gòu)，掌握含容電路的特點(diǎn)電路穩(wěn)定時電容器所在支路相當(dāng)于斷路?！咀兪健拷馕觯河捎谠谥绷麟娐分蟹€(wěn)定后電容器相當(dāng)于斷路，因此r3上無電流，電容器相當(dāng)于和r2并聯(lián)。為使電容器的帶電量增大，根據(jù)qcu，應(yīng)增大電容器c兩端的

10、電壓。分析電路中的電壓分配。只有增大r2或減小r1才能增大r2兩端的電壓（即電容器c兩端的電壓），從而增大電容器c的帶電量。改變r3不能改變電容器的帶電量。答案：bd例4【點(diǎn)撥】閉合電路中電流不變，1、2兩接線柱輸出的電壓指滑動片p左端部分電阻上的電壓。待測系統(tǒng)做變速運(yùn)動時，滑塊在彈簧彈力作用下跟隨做同樣的變速運(yùn)動?！窘馕觥浚?）設(shè)待測系統(tǒng)有向右的加速度a，此時彈簧被壓縮了x ，電壓表示數(shù)為u。.由牛頓第二定律，有： kx=ma 由歐姆定律，有： u0-u=er/ / (r+r) 其中： r/= xr/l=4rx/l 所以 a=5kl (u0-u) / 4me（2）當(dāng)滑塊位于最左端時：u=0，

11、am=5 kl u0 / 4me=kl/2m當(dāng)滑塊位于最右端時：u= er/ (r+r)=0.8e，am/ =- kl / 2m所以加速度計(jì)的測量范圍為：- kl / 2m kl / 2m【點(diǎn)評】這是電路與力學(xué)綜合問題，解決此題的關(guān)鍵是找準(zhǔn)該題的切入點(diǎn)彈簧形變量與電阻變化的關(guān)系，進(jìn)而確定確定形變量與電壓表示數(shù)的關(guān)系?！咀兪健拷馕觯浩胶鈺r mg=kx ，電壓表所測部分電阻值rx=xr/l=mgr/kl 所以 因?yàn)閡x與m成正比，所以刻度盤表示質(zhì)量的刻度均分。例5【點(diǎn)撥】電動機(jī)不轉(zhuǎn)，說明電動機(jī)無機(jī)械能輸出，此時電動機(jī)可視為純電阻元件；電動機(jī)正常工作時，消耗的電能等于轉(zhuǎn)化為機(jī)械能部分和產(chǎn)生的熱能之和?！窘馕觥吭O(shè)電動機(jī)內(nèi)阻為r，當(dāng)加u1=0.3v電壓時，它消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能， 則 r=u1/i1=1當(dāng)加u2=2.0v電壓時，電動機(jī)正常工作總功率 p0= i2u2=0.82.01.6w電動機(jī)內(nèi)阻熱功率 pr=i22r=0.821= 0.64 w所以電動機(jī)的效率為=（p0- pr）/p=60 ?！军c(diǎn)評】正確理解含機(jī)（