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选修3-1 第七章 第2讲
表示电阻消耗的功率 表示电源的输出功率 图线上每一点坐标的乘积UI 每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小 表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同 图线上每一点对应的U、I比值 电阻大小 内电阻r 图线的斜率的 大小 过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零 与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流 图线与坐标轴 交点 电阻U-I图像 电源U-I图像 物理意义 图像上 的特征 【典例透析3】电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与 电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的 实验图线如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图 线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb。由图可 知ηa、ηb的值分别为( ) A. B. C. D. 【解题探究】(1)计算电源效率的表达式为___________。 (2)图线上a、b两个状态对应的效率取决于________________ ______。 【解析】选D。电源电动势为E,电源的效率为 根据图像 可知 所以 故D正确。 a、b状态的电压 Ua和Ub 【互动探究】(1)对应a、b状态下,电源的输出功率之比为多少? (2)设a、b状态下外电阻分别为Ra、Rb,电源内电阻为r,试证明 Ra·Rb=r2。 【解析】(1)设电源电动势为E,短路电流为I0,则状态a、b对应 的电压、电流分别为 则输出功率 之比为 (2)由于 而 所以 得证。 答案:(1)1∶1 (2)见解析 【总结提升】U-I图像的一般分析思路 (1)明确纵、横坐标的物理意义。 (2)明确图像的截距、斜率及交点的意义。 (3)找出图线上对应状态的参量或关系式。 (4)结合相关概念或规律进行分析、计算。 【典例透析】(2013·合肥模拟)如图所示 的电路中,电源电动势E=6.0 V,其内阻可 忽略不计。电阻的阻值分别为R1=2.4 kΩ, R2=4.8 kΩ,电容器的电容C=4.7 μF。闭 合开关S,待电流稳定后,用电压表测R1两端电压,其稳定值为1.5 V。 (1)该电压表的内阻为多大? (2)由于电压表的接入,电容器的带电荷量变化了多少? 含电容电路的综合问题 考查内容 【备选例题】 【规范解答】(1)设电压表内阻为RV RV=4.8 kΩ (2)电压表接入电路前,电容器上电压为 Q=CUC=1.88×10-5 C 电压表接入电路后,电容器上电压为UC′=4.5 V Q′=CUC′=2.115×10-5 C 所以电容器上电荷量增加了 ΔQ=Q′-Q=2.35×10-6 C 答案: (1)4.8 Kω (2)2.35×10-6 C “等效电源法”的应用 1.方法概述 等效法是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理现象、 物理过程来研究和处理的一种科学思想方法。 2.常见类型 (1)物理量的等效:如等效电阻、等效电源、等效长度、等效 力等。 (2)过程的等效:如平抛运动可等效为水平方向的匀速直线运 动和竖直方向上的自由落体运动。 3.解题思路 (1)分析所研究的问题是否属于等效问题。 (2)确定该问题属于哪一类等效问题。 (3)分析问题等效后的求解思路。 【典例】如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中正确的是( ) A.当R2=R1+r时,R2上获得最大功率 B.当R2=R1+r时,R1上获得最大功率 C.当R2=0时,R1上获得最大功率 D.当R2=0时,电源的输出功率最大 第2讲 电路 电路的基本规律 知识点 1 电阻的串联、并联Ⅰ 电阻的串、并联的比较 电压分配 R= _____________ 电 阻 U= _____________ U= ____________ 电 压 I= __________ I= __________ 电流强度 并 联 串 联 I1=I2=…=In I1+I2+…+In U1+U2+…+Un U1=U2=…=Un R1+R2+…+Rn 功率分配 电流分配 并 联 串 联 知识点 2 欧姆定律 Ⅱ 1.欧姆定律 (1)内容:导体中的电流跟导体两端的电压U成_____,跟导体的 电阻R成_____。 (2)公式:I= 。 (3)适用条件: ①金属导体和_______导电。 ②_______电路。 反比 电解液 纯电阻 正比 2.元件的分类 (1)线性元件:伏安特性曲线为
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