高中物理 第二章 电路章末知识整合 粤教版选修3-1

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1、【金版学案】2015-2016高中物理第二章电路章末知识整合粤教版选修3-1(1)电功:W=U-It.(2)电功率:P电=U-I.(3)热量:Q=I2Rt.(4)热功率:P热=I2R.分析与方法:闭合电路中电功、热量和电功率、热功率的问题本质上都是能量转化和守恒问题.分析这类问题时,要注意区分电功和热量、电功率和热功率,抓住能量守恒这条主线;在纯电阻电路中,电功和热量相等,电功率和热功率相等;在非纯电阻电路中,电功大于热量,电功率大于热功率.例1 一台洗衣机上的电动机的额定电压U=220V,线圈电阻R=1Ω,在额定电压下正常运转时电流I=

2、2A,求:(1)电动机消耗的总功率和发热功率.(2)电动机的输出功率.解析:(1)电动机总功率即为电功率P总=U-I=220×2W=440W;发热功率即为线圈电阻的热功率P热=I2R=22×1W=4W.(2)电动机的输出功率即为电动机的机械功率,由能量守恒可得:P总=P出+P热,所以P出=P总-P热=436W.答案:(1)P总=440W P热=4W (2)P出=436W点评:电动机是非纯电阻元件,解答时要注意从能量转化和守恒的角度理解其消耗功率、发热功率和输出功率之间的关系.►练习1.一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在

3、线圈两端加电压为0.3V,电流为0.3A;松开转轴,在线圈两端加电压为2V时,电流为0.8A,电动机正常工作.求:该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?解析:电动机不转动时,其消耗的电功全部转化为内能,故可视为纯电阻电路,由欧姆定律得电动机线圈内阻:r==Ω=1Ω,电动机转动时,消耗的电能转化为内能和机械能,其输入的电功率为P入=I1·U1=0.8×2W=1.6W,电动机的机械功率P机=P入-I·r=1.6W-0.82×1W=0.96W.答案:1.6W 0.96W在恒定电路中,常会由于某个因素的变化而引起整个电路

4、中一系列电学量的变化,出现牵一发而动全身的情况,此类问题即为动态电路问题.方法一:“程序法”分析这类问题的常用方法是“程序法”,即从阻值变化的部分入手,由串、并联规律判断R总的变化情况,再由欧姆定律判断I总和U外的变化情况,最后由部分电路欧姆定律判定各部分的变化情况. 例2电动势为E,内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是(  )A.电压表和电流表的读数都增大B.电压表和电流表的读数都减小C.电压表的读数增大,电流表的读数减小D.电压表的读数减小,电流表的读数增大

5、解析:当滑动变阻器触点向b端移动时,滑动变阻器的电阻R增大,则R和R2的并联电阻增大,回路外电阻R外增大,由闭合电路欧姆定律I总=可知,干路电流减小.由U=E-I总r可知,路端电压增大,故电压表读数增大;R1两端的电压U1=I总R1,R2两端的电压U2=U-U1,所以加在R2两端电压U2增大,流过R2的电流增大,流过电流表的电流I3=I总-I2,故电流表的读数变小.综上所述可知,选项C正确.答案:C点评:分析动态电路问题时,关键是明确分析物理量的顺序,先部分再整体再部分;分析部分电路时,要先分析不变部分,再分析变化的部分;要注意思维的变换

6、,分析电压不行时再分析电流.方法二:“并同串反”1.“并同”:是指某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.2.“串反”:是指某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;某一电阻减小时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大. 例3如图所示的电路中,R1、R2、R3、和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r,设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U,当R5的滑

7、动点向图中a端移动时(  )                  A.I变大,U变小B.I变大,U变大C.I变小,U变大D.I变小,U变小解析:本题中变量是R5,由题意知,R5的等效电阻变小.简化电路结构可知,电压表V,电流表A均与R5间接并联,根据“串反并同”的原则,电压表V,电流表A的读数均与R5的变化趋势相同,即两表示数均减小.答案:D点评:(1)近几年高考对电路的分析和计算,考查的重点一般不放在基本概念的理解和辨析方面,而是重在知识的应用方面.本题通过5个电阻与电表的串、并联构成较复杂的电路,关键考查考生简化电路结构、绘制等效电路图

8、的能力.然后应用“串反并同”法则,可快捷得到结果.(2)注意“串反并同”法则的应用条件:单变量电路.对于多变量引起的电路变化,若各变量对同一对象分别引起的效果相同,则该原则的结果成立;若各变量

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