人教版高考物理一轮总复习精品课件 第八章 恒定电流 研专项 素养升级.ppt

解题指导(1)等效电源的电动势就是C、D断开时两点之间的电压,也就是R1、R2和电源组成的串联电路中R2两端的电压;(2)等效电源的短路电流就是C、D直接连接时流过R3所在支路的电流;(3)等效电源的内阻等于等效电动势与等效电源的短路电流之比;(4)电源输出功率的最大值可由公式直接求出。答案CD拓展.(1)本题不求等效电源的短路电流,能直接求出等效电源的内阻吗?(2)根据本题的情境,如果在C、D间接入一个滑动变阻器,则滑动变阻器接入电路的阻值多大时滑动变阻器消耗的功率最大?最大值为多少?提示(1)能,等效电源的内阻就是C、D断开时C、D两点间的电阻,故大小为r、R1串联后与R2并联,最后再与R3串联的阻值,即(2)滑动变阻器消耗的功率即为等效电源的输出功率,故滑动变阻器接入电路的阻值为7.5Ω时消耗的功率最大,最大值为0.3W。创新训练3.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为可变电阻。当R3的滑片向右移动时()A.R1消耗的功率减小B.R2消耗的功率增大C.R3消耗的功率可能减小D.电源内阻消耗的功率增大答案C解析当R3的滑片向右移动时,R3的电阻变大,则电路的总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,则R1两端电压变大,则消耗的功率变大,选项A错误;R1电流变大,总电流减小,则R2电流减小,则R2消耗的功率减小,选项B错误;将R1和R2等效为电源的内阻,则R3与等效内阻的关系不能确定,可知R3消耗的功率可能减小,也可能变大,选项C正确;因通过电源的电流减小,故电源内阻消耗的功率减小,选项D错误。4.(2020北京卷)用图甲、乙所示的两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1Ω)。其中R为电阻箱,电流表的内阻约为0.1Ω,电压表的内阻约为3kΩ。(1)利用图甲实验电路测电源的电动势E和内阻r,所测量的实际是图丙中虚线框所示“等效电源”的电动势E和内电阻r。若电流表内阻用RA表示,请你用E、r和RA表示出E、r,并简要说明理由。E=,r=,理由:?。?丙(2)某同学利用图象分析甲、乙两种方法中由电表内阻引起的实验误差。在图丁中,实线是根据实验数据(图甲:U=IR,图乙:)描点作图得到的U-I图象;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图象(没有电表内阻影响的理想情况)。丁在图丁中,对应图甲电路分析的U-I图象是;对应图乙电路分析的U-I图象是。?(3)综合上述分析,为了减小由电表内阻引起的实验误差,本实验应选择图(选填“甲”或“乙”)。?答案(1)Er+RA理由见解析(2)CA(3)乙解析(1)将电源和电流表视为等效电源,所以等效电源的电动势仍然为E=E,而电流表的内阻和电动势的内阻串联之后作为等效电源的内阻,即r=r+RA。(2)对比以下两种解法,体会应用“等效电源”模型的优越性。常规解法:对图甲,考虑电表内阻时,根据闭合电路欧姆定律得E=U路+Ir内=U+I(r+RA),变形得U=-(r+RA)I+E,直接通过实验获得数据,可得U=-rI+E,纵截距均为电源电动势E,虚线对应的斜率大小为r,实线对应的斜率大小为(r+RA),所以对应图甲电路分析的U-I图象是C;等效电源法:电源的路端电压U随电流I变化的U-I图象的斜率表示电源内阻,纵截距表示电动势。由(1)可知图甲电路测得的电动势等于真实电动势,测得的内阻比理想情况偏大,故对应图甲电路分析的U-I图象是C;图乙电路中可以把电源与电压表并联部分看成是一个等效电源,则等效电源的电动势为,图乙电路测量的实际是电动势E和内电阻r,均比理想情况小,故对应图乙电路分析的U-I图象是A。(3)图甲虽然测量的电源电动势准确,但电流表分压较为明显,所以内阻测量的误差很大;图乙虽然电动势和内阻测量均偏小,但是电压表内阻很大,分流不明显,所以电动势和内阻的测量误差较小,所以选择图乙可以减小由电表内阻引起的实验误差。本课结束(2)误差分析当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的内阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。2.电压表半偏法(1)实验步骤①按如图所示的电路图连接实验电路。②将R2的值调为零,闭合S,调节R1的滑片,使电压表读数等于其满偏电压Um。③保