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高中物理电路教学案.doc

上传人:精品资料 文档编号:11170057 上传时间:2020-02-11 格式:DOC 页数:10 大小:238.50KB
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1、 WORD 格式可编辑专业知识整理分享L 4L质子源v1 v2电 路1电流电流的定义式: ,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。tqI对于金属导体有 I=nqvS(n 为单位体积内的自由电子个数, S 为导线的横截面积,v 为自由电子的定向移动速率,约 10 -5m/s,远小于电子热运动的平均速率 105m/s,更小于电场的传播速率 3108m/s) ,这个公式只适用于金属导体。例 1、 来自质子源的质子(初速度为零) ,经一加速电压为 800kV 的直线加速器加速,形成电流强度为 1mA 的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。假定分布在质子

2、源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距 L 和 4L 的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为 n1 和 n2,则 n1n2=_。解:按定义,.1025.6,eItnI由于各处电流相同,设这段长度为 l,其中的质子数为 n 个,则由 。vnleIvlteI 1,得和而2,212ssavWORD 格式可编辑专业知识整理分享2电阻定律导体的电阻 R 跟它的长度 l 成正比,跟它的横截面积 S 成反比。 slR 是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率。单位是 m 。纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。材料的电阻率与温度有关系:金属的电阻率随温度的升高而增大。铂较明显

3、,可作为金属热电阻,用于温度测量;锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变,可用于标准电阻。半导体的电阻率一般随温度的升高而减小。有些物质当温度接近 0 K 时,电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度 TC。有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,这种材料称为半导体。3欧姆定律(适用于金属导体和电解质溶液,不适用于气体和半导体导电。 )RUI电阻的伏安特性曲线:注意 I-U 曲线和 U-I 曲线的区别。若电阻率随温度的变化,电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。例 1、小灯泡灯丝的 I-U 特性曲线可用以下哪个图象

4、来表示A B C D解:通 过 灯 丝 的 电 流 越 大 , 温 度 越 高 , 温 度 达 到 一 定 值 时 灯 丝 发 出 可 见 光 ,这 时 灯 丝 温 度 有 几 千 度 。 考 虑 到 灯 丝 的 电 阻 率 随 温 度 的 变 化 , U 越 大 I-U 曲 线 上对 应 点 与 原 点 连 线 的 斜 率 越 小 , 选 A。例 2、下 图 所 列 的 4 个 图 象 中 , 最 能 正 确 地 表 示 家 庭 常 用 的 白 炽 电 灯 在 不 同电 压 下 消 耗 的 电 功 率 P 与 电 压 平 方 U 2 之 间 的 函 数 关 系 的 是 以 下 哪 个 图 象

5、 O U O U O U O UI I I I1 2 1 2R1R2O O U I I U WORD 格式可编辑专业知识整理分享A. B. C. D.解 : 此 图 象 描 述 P 随 U 2 变 化 的 规 律 , 由 功 率 表 达 式 知 : , U 越 大 ,RP2电 阻 越 大 , 图 象 上 对 应 点 与 原 点 连 线 的 斜 率 越 小 。 选 C。4、电功和电热电功就是电场力做的功,因此 W=UIt;由焦耳定律,电热 Q=I2Rt。对纯电阻而言,电功率等于热功率:W=Q=UIt=I 2R t= ,因此URUI2对非纯电阻电路(如电动机和电解槽) ,由于电能除了转化为电热以外

6、还同时转化为机械能或化学能等其它能,所以电功必然大于电热:WQ,这时电功只能用 W=UIt 计算,电热只能用 Q=I 2Rt 计算,两式不能通用。电功率和热功率的关系也变为 P 电 =P 热 + P 其。例 1、某电动机,当电压 U1=10V 时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A。当电压为 U2=36V 时能带动负载正常运转,这时电流为 I2=1A。不考虑电动机线圈的电阻随温度的改变,求这时电动机的机械功率是多大?解:电动机不转时可视为为纯电阻,由欧姆定律得, ,这个电51IUR阻可认为是不变的。电动机正常转动时,输入的电功率为 P 电 =U2I2=36W,内部消耗的热功率 P 热

7、= =5W,所以机械功率 P=31WRI2PS:由这道例题可知:电动机在启动时电流较大,容易被烧坏;正常运转时电流反而较小。1、 电路的动态变化1、闭合电路欧姆定律:此类问题处理思路:先写出总体电路的欧姆定律,然后根据给出的已知条件,结合电路的变化,逐个分析。较为简单例一、如图 6.01 所示电路中,当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,各表(各电PU2oPU2oPU2oPU2oWORD 格式可编辑专业知识整理分享表内阻对电路的影响均不考虑)的示数如何变化?为什么? 图 6.01 解析:这是一个由局部变化而影响整体的闭合电路欧姆定律应用的动态分析问题。对于这类问题,可遵循以下步骤:先弄清楚外电路

8、的串、并联关系,分析外电路总电阻怎样变化;由 确定闭合电路的电流强度如何变化;再rREI由 确定路端电压的变化情况;最后用部分电路的欧姆定律 及IrEU IRU分流、分压原理讨论各部分电阻的电流、电压变化情况。当滑片 P 向左滑动, 减小,即 减小,根据 判断总电流增3总 rREI总总大,A 1 示数增大;路端电压的判断由内而外,根据 知路端电压减小,V 示数减小;IrEU对 R1,有 所以 增大, 示数增大;1IU总11对并联支路, ,所以 减小, 示数减小;1222对 R2,有 ,所以 I2 减小,A 2 示数减小。2I例二、如图图 6.08 所示, 微法, 微法,61C32C欧, 欧,当

9、开关 S 断开时, A、 B 两点电压61R32当 S 闭合时, C1的电量是增加还是减少?改?ABU变了多少库仑?已知 伏。8U图 6.08 解:在电路中, C1、 C2的作用是断路,当 S 断开时,全电路无电流, B、 C 等势,A、 D 等势,则 伏。18DABUC1所带的电量为 (库)461 108.0CQWORD 格式可编辑专业知识整理分享S 闭合时,电路由 串联, C1两端的电压即 R1上两端的电压,R12、(伏)2631821RUACC1的带电量 (库)461 1072.0ACUQ故 C1的带电量改变了 (库) ,负号表示减441 1036.108. Q少。2、等效电路将电路的固

10、定外阻可看为电源内阻,从而简化分析过程,需要灵活掌握。1、电源的功率和效率功率:电源的功率(电源的总功率)P E=EI 电源的输出功率 P 出 =UI电源内部消耗的功率 Pr=I 2r 电源的效率: (最后一个等号只适用于纯电阻电路)REU电源的输出功率 ,P 出 随 R 变化的图线如rr4222右,当内、外电阻相等时,电源的输出功率最大, 。rEm2例一、用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻,伏安图象如图 6.02 所示,根据图线回答:(1)干电池的电动势和内电阻各多大?(2)图中 a 点对应的外电路电阻是多大?电源此时内部热功率是多少?(3)图中 a、 b 两点对应的外电路电阻之比是多大?

11、对应的输出功率之比是多大?(4)在此实验中,电源最大输出功率是多大? 解析:(1)开路时(I=0)的路端电压即电源电动势,因此 ,内电阻VE5.12.05.7短IErO RP 出PmrWORD 格式可编辑专业知识整理分享也可由图线斜率的绝对值即内阻,有: 2.05.1r(2)a 点对应外电阻 4.05.21aIUR此时电源内部的热耗功率: WrPa25.1.2也可以由面积差求得: UIEaar .)0.(.(3)电阻之比: 输出功率之比:140.5/2baR 10.521Pba(4)电源最大输出功率出现在内、外电阻相等时,此时路端电压 ,2EU干路电流 ,因而最大输出功率2短I WPm81.2

12、5.71出当然直接用 计算或由对称性找乘积 IU(对应于图线上的面积)的rEPm42出最大值,也可以求出此值。练习:如图 6.07 所示的电路中,电池的电动势 =5 伏,内电阻 r=10 欧,固定电阻 R=90 欧, R0 是可变电阻,在 R0 由零增加到 400 欧的过程中,求:(1)可变电阻 R0消耗功率最大的条件和最大热功率。(2)电池的内电阻 r 和固定电阻 R 上消耗的最小热功率之和。WORD 格式可编辑专业知识整理分享解:(1)由等效内阻法,当 R0=Rr=(9010)100 时,可变电阻 R0 上消耗的功率最大,且 WrP625.)(42max(2)电流最小即 R0取最大值 40

13、0 时,定值电阻 r 和 R 上消耗的电功率最小,且最小功率 WrRP1.)(20max 3、滑动变阻器的两种接法(1)限流接法:P 滑至 A 端,UmaxU; P 滑至 B 端,Umin=URL0所以 ULU,可见 RLR2,故只有 B、D 两图中的两灯泡都能正常发光。能正常发光,说明流经小灯泡的电流为额定电流。其中,L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2R WORD 格式可编辑专业知识整理分享Ib=I2,Id=I4 ,而总电压均为 220V,故根据功率 P=UI 得,PbPd.选 B2、电表改装问题(1)将小量程电流表改装成电压表方法:给电流表串联一只 大 的分压电阻。就

14、可把电流表改装成电压表。例一、有一电流表 G,内阻 Rg=10 欧,满偏电流Ig=3mA.把它改装成量和平为 3V 的电压表,要串联一只多大的分压电阻 R?解析:电压表 V 由表头 G 和分压电阻 R 组成,如图 1 虚线框内所示。所谓量程 3V,意思是当电压表两端的电压 U=3V 时,表头 G 分担的电压满偏电压 Ug,通过表头的电流为满偏电流 Ig,指针指在最大刻度处,而最大刻度直接标以 3V。表头 G 的满偏电压 UR=IgRg=0.03V,电阻 R 分担的电压 UR=U-Ug=2.97V.串联电阻 R 的作用是分担一部分电压。作这种用途的电阻叫分压电阻。由欧姆定律可求出分压电阻:90g

15、RU改装后的电压表的电阻 RV=R+Rg= .所以分压电阻 R=gIgRIU(2)将小量程电流表改装成安培表方法:给电流表并联一只 很小 的分流电阻。就可把电流表改装成安培表。例二、有一电流表 G,内阻 Rg=25 欧,满偏电流 Ig=3mA,把它改装成量程为 0.6A 的安培表,要并联一只多大的分流电阻?解析:安培表由表头 G 和电阻 R 组成,如图 2 中虚线框内所示。所谓量程 0.6A,意思是通过安培表的电流是 0.6A 时,通过表头G 的电流为满偏电流 Ig,最大刻度直接标以0.6A.这时通过表头的电流 IR=I-Ig=0.597A。并联电阻 R 的作用是分去一部分电流,作这种作用的电

16、阻常叫分流电阻。由欧姆定律求出分流电阻:126.0gRIGRg RIg电压表图 1:给电流表串联一只大电阻,将电流表改装成电压表。GIIg一gIR RRg安培表图 2:给电流表并联一只很小的电阻,把电流表改装成安培表。WORD 格式可编辑专业知识整理分享工程部维修工的岗位职责 1、 严格遵守公司员工守则和各项规章制度,服从领班安排,除完成日常维修任务外,有计划地承担其它工作任务; 2、 努力学习技术,熟练掌握现有电气设备的原理及实际操作与维修; 3、 积极协调配电工的工作,出现事故时无条件地迅速返回机房,听从领班的指挥; 4、 招待执行所管辖设备的检修计划,按时按质按量地完成,并填好记录表格 ; 5、 严格执行设备管理制度,做好日夜班的交接班工作; 6、 交班时发生故障,上一班必须协同下一班排队故障后才能下班,配电设备发生事故时不得离岗; 7、 请假、补休需在一天前报告领班,并由领班安排合适的替班人.

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