考綱解讀-恒定電流(韓玉香)

1、 新課標考綱解讀之恒定電流 金堂竹篙中學(xué)韓玉香 通過對新課標考綱的認真閱讀理解，以及2014屆成都市分科會的感悟，我對恒定電流這一章的復(fù)習(xí)有如下想法：一分析數(shù)據(jù)1恒定電流章節(jié)新舊考綱分析 內(nèi) 容舊要求新要求考點說明 復(fù)習(xí)要求的把握歐姆定律不要求解反電動勢的問題。 把6個級要求的考點降為2個。但被刪除的“電流、電阻、電阻率與溫度的關(guān)系、半導(dǎo)體及其應(yīng)用、超導(dǎo)及其應(yīng)用”等考點，實際上已涵蓋在對應(yīng)的考點中。應(yīng)特別注意新考綱中兩項降低要求和兩項要求的考點。電阻定律、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)I電源的電動勢和內(nèi)阻I閉合電路的歐姆定律電功率、焦耳定律I22014屆成都市分科會歷年一診數(shù)據(jù)07年08年安培力通過三力合力

2、判斷運動狀態(tài)平拋運動電動機問題非純電阻位移與速度平方圖像帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)含容電路的動態(tài)平衡豎直方向橡皮條問題等量電荷的場強分布天體中的變軌問題速度能量實驗：測重力加速度實驗：千分尺讀數(shù)、平拋頻閃照片實驗：半偏法改表實驗：測電阻率選表09年10年電源的內(nèi)部特征超重失重的力學(xué)問題斜面上的滑塊問題運動學(xué)中的V-T圖像含容電路的動態(tài)分析平衡彈簧的瞬時問題、漸變和突變運動學(xué)中的S-T和V-T圖像電場中的運動、能量電場中的偏轉(zhuǎn)和類平拋電動機問題天體運動滑塊平板車運動問題實驗：千分尺讀數(shù)、平拋頻閃照片實驗：紙帶問題實驗：伏安法測電流表的內(nèi)阻、畫電路圖實驗：測電表內(nèi)阻、畫電路圖11年12年天體運動基本概

3、念（質(zhì)點、慣性、單位制、平行板電容器）小般過河速度分解天體運動彈簧的瞬時問題、漸變和突變不等量電荷的電場加速電場與偏轉(zhuǎn)電場斜面上滑的受力分析等量同種電荷中的能量與力學(xué)問題恒定電路圖分析運動學(xué)中的V-T圖像，機車起動含彈簧的碰撞問題實驗：平拋頻閃照片實驗：驗證機械能守恒、紙帶實驗：半偏法、電阻箱讀數(shù)、作圖實驗：測電動勢和內(nèi)阻通過以上數(shù)據(jù)分析，恒定電流這一章的重點題型是含容電路的動態(tài)分析，電動機問題和實驗。所以對恒定電流這一章主要分以下兩大板塊復(fù)習(xí)二分板塊復(fù)習(xí)板塊一：通過對題型含容電路的動態(tài)分析，電動機問題的解讀，復(fù)習(xí)考點電阻定律、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)，閉合電路的歐姆定律和電功率、焦耳定律。教學(xué)設(shè)計：

4、考點一電功、電熱、電功率和熱功率1電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度，電熱是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度計算電功時用公式WIUt，計算電熱時用公式QI2Rt.2從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，電功和焦耳熱之間的數(shù)量關(guān)系是WQ、UItI2Rt.(1)純電阻電路：如電爐等構(gòu)成的電路，電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時有WQ.計算時可任選一公式：WQPtI2RtUItt.(2)非純電阻電路：如含有電動機、電解槽等的電路，電流做功除將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機械能、化學(xué)能等，此時有W>Q.電功只能用公式WUIt來計算，焦耳熱只能用公式QI2Rt來計算對于非純電阻電路，歐姆定律不再適用例1電阻R和電動機M串聯(lián)接到電

5、路中，如圖所示，已知電阻R跟電動機線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動機正常工作，設(shè)電阻R和電動機M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過電動機做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則有 ()AU1<U2，Q1Q2 BU1U2，Q1Q2 CW1W2，Q1>Q2 DW1<W2，Q1<Q2解析電動機是非純電阻，其兩端電壓U2>IRU1，B錯；電流做的功W1IU1t，W2IU2t，因此W1<W2，C錯；電流產(chǎn)生的熱量由QI2Rt可判斷Q1Q2，A對，D錯例2一臺小型電動機在3 V電壓下工作，用此電動機提升所受重力為4 N的物

6、體時，通過它的電流是0.2 A在30 s內(nèi)可使該物體被勻速提升3 m若不計除電動機線圈生熱之外的能量損失，求：(1)電動機的輸入功率；(2)在提升重物的30 s內(nèi)，電動機線圈所產(chǎn)生的熱量；(3)線圈的電阻解析(1)電動機的輸入功率 P入UI3×0.2 W0.6 W.(2)電動機提升重物的機械功率 P機Fv4× W0.4 W.根據(jù)能量關(guān)系P入P機PQ，得熱功率PQP入P機(0.60.4) W0.2 W.所產(chǎn)生的熱量 QPQt0.2×30 J6 J.(3)根據(jù)焦耳定律QI2Rt，得線圈的電阻R 5 考點二電路動態(tài)變化的分析1電路動態(tài)分析的方法(1)程序法：電路結(jié)構(gòu)的變

7、化R的變化U端的變化固定支路.(2)極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論(3)判定總電阻變化情況的規(guī)律當(dāng)外電路的任何一個電阻增大(或減小)時，電路的總電阻一定增大(或減小)若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時，電路的總電阻增大；若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時，電路的總電阻減小如圖所示分壓電路中，滑動變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R并與燈泡并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢一致例在如圖所示的電路中，當(dāng)滑動變阻器R3的滑動觸頭P向下滑動時()A電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小B電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大

8、 C電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大D電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小解析R3的滑動觸頭向下滑動，所以R3接入電路的阻值變大，導(dǎo)致并聯(lián)電路的阻值變大，電路的總電阻變大，干路電流變?。徊⒙?lián)電路的電阻變大，則并聯(lián)電路的分壓增大，即R2、R4串聯(lián)電路的電壓變大，所以流過這一支路的電流變大，由于干路電流變小，所以電流表的示數(shù)變??；因為R2、R4串聯(lián)電路的電壓變大，使得R2兩端分壓變大，電壓表示數(shù)變大，本題答案為A.練習(xí)在如圖所示電路中，當(dāng)滑動變阻器滑片P()向下移動時，則AA燈變亮、B燈變亮、C燈變亮BA燈變亮、B燈變亮、C燈變暗CA燈變亮、B燈變暗、C燈變暗DA燈變亮、B燈變暗、C燈變亮 答案D考點三含

9、有電容器電路的分析方法 1電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時，把電容器所處的電路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應(yīng)位置補上2電路穩(wěn)定時電容器的處理方法：電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，與電容器串聯(lián)的電阻視為等勢體電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓3在計算電容器的帶電荷量變化時，如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差；如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和例如圖所示的電路中，電源的電動勢E6 V，內(nèi)阻r1 ，電阻R

10、13 ，R26 ，電容器的電容C3.6 F，二極管D具有單向?qū)щ娦?，開始時，開關(guān)S1閉合，S2斷開(1)合上S2，待電路穩(wěn)定以后，求電容器上電荷量變化了多少？(2)合上S2，待電路穩(wěn)定以后再斷開S1，求斷開S1后流過R1的電荷量是多少？解析(1)設(shè)開關(guān)S1閉合，S2斷開時，電容器兩端的電壓為U1，干路電流為I1，根據(jù)閉合電路歐姆定律有I11.5 AU1I1R14.5 V合上開關(guān)S2后，電容器兩端電壓為U2，干路電流為I2.根據(jù)閉合電路歐姆定律有I22 AU2I24 V所以電容器上電荷量減少了：Q(U2U1)C1.8×106 C(2)合上S2后，電容器上的電荷量為QQCU21.44&#

11、215;105 C再斷開S1后，R1和R2的電流與阻值成反比，故流過電阻的電荷量與阻值成反比故流過電阻R1的電荷量為：Q1Q9.6×106 C.練習(xí)如圖所示，兩個相同的平行板電容器C1、C2用導(dǎo)線相連，開始都不帶電現(xiàn)將開關(guān)S閉合給兩個電容器充電，待充電完畢后，電容器C1兩板間有一帶電微粒恰好處于平衡狀態(tài) 再將開關(guān)S斷開，把電容器C2兩板稍錯開一些(兩板間距離保持不變)，重新平衡后，下列判斷正確的是()A電容器C1兩板間電壓減小B電容器C2兩板間電壓增大C帶電微粒將加速上升D電容器C1所帶電荷量增大 答案BCD （二）實驗復(fù)習(xí)設(shè)計：引入：基本電路測量電路控制電路，抓住電學(xué)實驗的根本伏安

12、法，結(jié)合考綱要求：注重在主干知識體系中從整體上全面考查實驗?zāi)芰Α?仍堅持了試題的設(shè)計來源于課本上的實驗（演示與考綱實驗各一個），但又有所創(chuàng)新的原則。 考查和設(shè)問的層次比較豐富, 有梯度，與新課程倡導(dǎo)的理念較吻合。 仍強調(diào)了對實驗原理方法、數(shù)據(jù)分析處理、誤差分析的考查。考點一 設(shè)計性實驗的答題思路與方法1明確實驗?zāi)康膶忣}時要看清題目要求測定什么物理量，驗證、探究什么物理規(guī)律，或者要求設(shè)計達到何種標準的電路2廣泛聯(lián)系、尋找原型、確定實驗原理3根據(jù)實驗原理與實驗器材，遷移實驗方法，確定實驗方案4 . 實驗器材，儀表和變阻器的選擇5實驗電路的選擇(1)測量電路的選擇(2)控制電路的選擇：控制電路即滑動

13、變阻器在電路中的連接，常有兩種不同的形式，圖1甲為限流式，圖乙為分壓式在具體實驗中，滑動變阻器是采用分壓式還是限流式，可按以下標準進行判斷：負載電阻的阻值Rx遠大于滑動變阻器總電阻R，需用分壓式電路要求負載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，需用分壓式電路負載電阻的阻值Rx小于滑動變阻器的總電阻R或相差不多，并且電壓、電流表示數(shù)變化不要求從零起調(diào)，可采用限流式兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因為限流式接法消耗的的總功率較小例在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，現(xiàn)除了有一個標有“5 V,2.5 W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有：A直流電源(電動勢約為5 V，內(nèi)阻可不

14、計)B直流電流表(量程03 A，內(nèi)阻約為0.1 )C直流電流表(量程0600 mA，內(nèi)阻約為5 )D直流電壓表(量程015 V，內(nèi)阻約為15 k)E直流電壓表(量程05 V，內(nèi)阻約為10 k)F滑動變阻器(最大阻值10 ，允許通過的最大電流為2 A)G滑動變阻器(最大阻值1 k，允許通過的最大電流為0.5 A)實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數(shù)據(jù)(1)實驗中電流表應(yīng)選用_，電壓表應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用_(均用序號字母表示)(2)請按要求將圖2中所示的器材連成實驗電路圖2 (3)某同學(xué)通過實驗正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖3所示現(xiàn)把實驗中使用的小燈泡接到如圖4所示的電路中，

15、其中電源電動勢E6 V，內(nèi)阻r1 ，定值電阻R9 ，此時燈泡的實際功率為_W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖3圖4解析(1)由燈泡標識(5 V,2.5 W)知，I0.5 A，因此電流表選C，電壓表選E.由于電路接成分壓式，滑動變阻器選F.(2)如圖所示(3)把定值電阻作為電源的內(nèi)阻，則該電源短路時的電流為Imax0.6 A，在題圖中的UI圖中，作出此電源的UI圖線如圖中虛線所示兩圖線交點即表示該燈泡的實際工作點由圖知U2.2 V，I0.38 A，所以PUI2.2×0.38 W0.84 W.講解第三問的同時復(fù)習(xí)考點二兩種UI圖線的比較與應(yīng)用1電源的伏安特性曲線是一條斜率為負值的直線，反映的是

16、電源的特征：縱軸上的截距表示電動勢，斜率的絕對值表示內(nèi)阻2電阻的伏安特性曲線是一條過原點的直線，斜率表示電阻的大小3上述兩個曲線在同一坐標系中的交點表示電源的工作狀態(tài)例如圖所示為兩電源的UI圖象，則下列說法正確的是()A電源的電動勢和內(nèi)阻均比電源大B當(dāng)外接相同的電阻時，兩電源的輸出功率可能相等C當(dāng)外接同樣的電阻時，兩電源的效率可能相等D不論外接多大的相同電阻，電源的輸出功率總比電源的輸出功率大解析圖線在U坐標軸上的截距等于電源電動勢，圖線的斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，因此A對；作外接電阻R的UI曲線分別交電源、的伏安特性曲線于S1、S2兩點，電源的工作點橫、縱坐標的乘積IU為電源的輸出功率，由

17、圖可知，無論外接多大電阻，兩工作點S1、S2橫、縱坐標的乘積都不可能相等，且電源的輸出功率總比電源的輸出功率大，故B錯，D對；電源的效率，因為電源內(nèi)阻不同則電源效率不同，C錯答案AD練習(xí)如圖12所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖象；直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖象；直線C為一個電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖象如果將這個電阻R分別接到a、b兩電源上，那么有()AR接到a電源上，電源的效率較高圖12BR接到b電源上，電源的輸出功率較大CR接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低DR接到b電源上，電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高 答案C考點三 電阻測量方法薈萃1伏安法：電路

18、圖特點：大內(nèi)小外(內(nèi)接法測量值偏大，測大電阻應(yīng)用內(nèi)接法測量)2安安法若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表以及定值電阻來使用(1)如圖21甲所示，當(dāng)兩電表所能測得的最大電壓接近時，如果已知的內(nèi)阻R1，則可測得的內(nèi)阻R2.(2)如圖乙所示，當(dāng)兩電表的滿偏電壓UA2UA1時，串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測得的電阻R2.圖213伏伏法若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表和定值電阻來使用(1)如圖22甲所示，兩電表的滿偏電流接近時，若已知的內(nèi)阻R1，則可測出的內(nèi)阻R2R1.(2)如圖乙所示，兩電表的滿偏電流IV1IV2時，并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得的內(nèi)阻R2.圖224比較法測電阻如圖

19、23所示，測得電阻箱R1的阻值及表、表的示數(shù)I1、I2，可得Rx.圖23如果考慮電表內(nèi)阻的影響，則I1(RxRA1)I2(R1RA2)5半偏法測電流表內(nèi)阻電路圖如圖24所示圖24步驟：a斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使表滿偏為I0；b保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R，使表讀數(shù)為；c由上可得RAR.特別提醒當(dāng)R0RA時，測量誤差小，此方法比較適合測小阻值的電流表的內(nèi)阻，且阻值的測量值偏?。浑娫措妱觿輵?yīng)選大些的，這樣表滿偏時R0才足夠大，閉合S2時總電流變化才足夠小，誤差才小.例1實際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)測量實際電流表G1的內(nèi)阻r1的電路如圖18所示供選擇的儀器如下：圖18待

20、測電流表G1(05 mA，內(nèi)阻約300 )；電流表G2(010 mA，內(nèi)阻約100 )；定值電阻R1(300 )；定值電阻R2(10 )；滑動變阻器R3(01 000 )；滑動變阻器R4(020 )；干電池(1.5 V)；電鍵S及導(dǎo)線若干(1)定值電阻應(yīng)選_，滑動變阻器應(yīng)選_(在空格內(nèi)填寫序號)(2)用線條在圖19中把實物圖補充連接完整圖19(3)補全實驗步驟：按電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑動觸頭移至最_端(填“左”或“右”)；閉合電鍵S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2；以I2為縱坐標，I1為橫坐標，作出相應(yīng)圖線，如圖20所示圖20(4)根據(jù)I2I1圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內(nèi)阻的表達式_解析(1)根據(jù)所給電路圖知，定值電阻應(yīng)與G1并聯(lián)，再與G2串聯(lián)，由于R210 ，與G1、G2內(nèi)阻相差太多，因此不選R2，而選用R1300 ；同