规律方法 1、动态电路的分析与计算 电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况 动态电路变化的分析是根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况， 常见方法如下： (1)程序法: 基本思路是“部分→整体→部分” 部分电路欧姆定律各部分量的变化情况 局部变化?R总?I总?先讨论电路中不变部分(如:r)?最后讨论变化部分 局部变化Ri??R总??I总??U内??U露??再讨论其它 (2)直观法: 即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论。 ①任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压UR增加.( 局部电阻本身电流、电压) ②任一个R增必引起与之并联支路电流I并增加； 与之串联支路电压U串减小（称串反并同法） ?I? ?I?局部 Ri???i?与之串、并联的电阻?并?ui??U串?总结规律如下： ①总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大； ②变化电阻本身和总电路变化规律相同； ③和变化电阻有串联关系(通过变化电阻的电流也通过该电阻)的看电流(即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小)； ④和变化电阻有并联关系的(通过变化电阻的电流不通过该电阻)看电压(即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大)。 (3)极限法： 即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。 (4)特殊值法：对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论。 当R=r时，电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%， 2、电路故障分析与黑盒子问题 闭合电路黑盒。其解答步骤是： ①将电势差为零的两接线柱短接，如果黑盒内只有电阻，分析时，从阻值最小的两点间开始。 ②在电势差最大的两接线柱间画电源 ③根据题给测试结果，分析计算各接线柱之间的电阻分配，并将电阻接在各接线柱之间。 ④断路点的判定：当由纯电阻组成的串联电路中仅有一处发生断路故障时，用电压表就可以方便地判定断路点： 凡两端电压为零的用电器或导线是无故障的；两端电压等于电源电压的用电器或导线发生了断路。 3、电路中的能量关系的处理 要搞清以下概念： (1)电源的功率。电源消耗的功率、化学能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指εI或I2（R外＋r） (2)电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指：IU或Iε一 I2r或I2R外 (3)电源内阻消耗的功率：I2r (4)整个电路中 P电源＝ P外十P内 4、含电容器电路的分析与计算 电容器是一个储存电能的元件．在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路看作是断路，简化电路时可去掉它．简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上． 分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点： (1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过．所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压． (2)当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联用电器两端的电压相等． (3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高,电容器将充电,如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电.电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。 ⑷如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。 6
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第4课 第5课 电学实验专题（一） 测电动势和内阻 (1)直接法：外电路断开时，用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E (2)通用方法：AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法； ①单一组数据计算，误差较大 ②应该测出多组(u，I)值，最后算出平均值 ③作图法处理数据，(u，I)值列表，在u--I图中描点，最后由u--I图线求出较精确的E和r。 (3)特殊方法 （一）即计算法：画出各种电路图 E?I1(R1?r)E?I2(R2?r)E?u1?I1r E?IR-IRI1I2(R1-R2) r?1122(一个电流表和两个定值电阻) I2-I1I2-I1Iu-Iu E?1221 rE?u2?I2rI1-I2u1rR1 EuE?u2?2rR2E?u1??u2-u1 (一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器) I1-I2(一个电压表和两个定值电阻) ?u1u2(R1-R2)(u-u)RR r?1212u2R1-u1R2u2R1-u1R2（二）测电源电动势ε和内阻r有甲、乙两种接法，如图 甲法中：所测得ε和r都比真实值小，ε乙法中：ε测=ε真，且r测= r+rA。 （三）电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定，单独使用A表时，读数是UA，单独使用B表时，读数是UB，用A、B两表测量时，读数是U，则ε=UAUB/（UA－U）。 /r测=ε测/r真； 电阻的测量 ①AV法测：要考虑表本身的电阻,有内外接法；多组(u，I)值，列表由u--I图线求。怎样用作图法处理数据 ②欧姆表测：测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 Ig＝E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小 使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。 注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 ③电桥法测：RRRR1?3?R?23R2RXR1 ④半偏法测表电阻： 断s2,调R1使表满偏; 闭s2,调R2使表半偏.则R表=R2； G R2 S2 R1 V R1 S1 R2 S 7 第 页
第4课 第6课 电学实验专题（二）-------电路的测量 电路设计的基本原则是：安全性好，误差小，仪器少，耗电少，操作方便． 实验电路----可分为两部分：测量电路和供电电路． 一、测量电路两种方法(内、外接法) 记忆决调 “内”字里面有一个“大”字 类型 电路图 R测与R真比较 条件 计算比较:知RvRA及Rx大致值时 内 外 V A RV A R测=UR?UA=RX+RA > RX IRx?Rv??RA 适于测大电阻 Rx >RARv RX 第 页 二、选实验试材(仪表)选用和电路实物图连接, (1)仪器的选择一般应考虑三方面因素：（原则：表不超程、电器不超压） ①安全因素，如通过电源和电阻的电流不能超过其允许的最大电流． ②误差因素,如选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差； 选量程的原则：电压表、电流表尽可能使指针接近满刻度的中间量程,其指针应偏转到满刻度的1/3～2/3之间； 使用欧姆表测电阻时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位． ③便于操作，如选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节， 滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线，否则不便于操作． 方法：先估算电路中最大值，初定仪器的规格和接法；再算的变化范围，确定限流还是调压供电，和滑动变阻器规格。 (2)选择仪器的一般步骤是： 根据实验要求设计合理的实验电路；根据电路选择滑动变阻器；选定电源，选择电压表和电流表以及所用的量程． (3)连接实物图的基本方法是： 按题设实验要求先画电路图, 能把实物组装连接成实验电路。连接各元件(按先串再并的连线顺序)； 精心按排操作步骤,过程中需要测?物理量,结果表达式中各符号的含义. ①画出实验电路图； ②分析各元件连接方式(先串再并的连线顺序)，明确电表量程； ③画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上。(按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去)；画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填。连接完毕，应进行检查，检查电路也应对照电路图按照连线的方法和顺序进行． (4)注意事项：表的量程选对,正负极不能接错；导线应接在接线柱上,且不能分叉；不能用铅笔画 用伏安法测小电珠的伏安特性曲线：测量电路用外接法，供电电路用调压供电。 (5)实物图连线技术 无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；即：先接好主电路(供电电路). 对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。 对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。 实物连线的总思路 画出电路图→ 分压(滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端) 电表的正负接线柱 连滑动变阻器→ 限流(一般连上一接线柱和下一接线柱) →连接总回路： 总开关一定接在干路中 (两种情况合上电键前都要注意滑片的正确位 导线不能交叉 补充：滑动变阻器的两种特殊接法（要特别引起重视）： ⑴右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中， 到达中点位置时外电阻最大，总电流最小。所以电流表A的示数先减小后增大； 可以证明：A1的示数一直减小，而A2的示数一直增大。 ⑵右图电路中，设路端电压U不变。当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中， 总电阻逐渐减小；总电流I逐渐增大；RX两端的电压逐渐增大，电流IX也逐渐增大 （这是实验中常用的分压电路的原理）；滑动变阻器r左半部的电流I / 先减小后增大。 P a b A1 A A2 E r RX IX I / I 9 P a b r U 第 页 电路故障问题的分类解析 1.常见的故障现象 断路：是指电路两点间（或用电器两端）的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段 电路（或用电器）上，指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其它各处均无电压降落（即电压表不偏转）。 短路：是指电路两点间（或用电器两端）的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零（即用电器 不工作或灯不亮，但电源易被烧坏）? 2.检查电路故障的常用方法 电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确 定故障。在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求。 电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确 定故障。在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求。 欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确 定故障。在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源。 试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查。在用试电笔检查电路时，一定要用手 接触试电笔的上金属体。 物理设计性实验技巧 考生在应试过程的缺陷通常表现在以下几个方面： 一方面：平时缺乏对实验思想方法（如模拟法，转换法，放大法，比较法，替代法等）进行归纳，在全新的实验情景 下，找不到实验设计的原理，无法设计合理可行的方案. 另一方面：受思维定势影响，缺乏对已掌握的实验原理，仪器的使用进行新情境下的迁移利用，缺乏创新意识. ●锦囊妙计 一、实验设计的基本思路：明确目的?选择方案?选定器材?拟定步骤?数据处理?误差分析 二、实验设计的基本方法 1.明确目的，广泛联系 题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点.实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系.对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型实验，在相应的物理现象中，怎样的定量关系成立，才能达到验证规律的目的；对于探索型实验，在相应的物理现象中， 涉及哪些物理量??这些都是应首先分析的，以此来确定实验的原理. 2.选择方案，简便精确 对于同一个实验目的，都可能存在多种实验原理，进而形成多种(可供选择的)设计方案.一般说来，依据不同的实验原理选择不同的实验方案主要遵循四条原则： (1)科学性：设计的方案有科学的依据和正确的方式，符合物理学的基本原理. (2)可行性：按设计方案实施时，应安全可靠不会对人身、器材造成危害；所需装置和器材要易于置备，且成功率高. (3)精确性：在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的方案. (4)简便、直观性：设计方案应便于实验操作，读数，便于进行数据处理，便于实验者直观、明显地观察. 3.依据方案，选定器材实验方案选定后，考虑该方案需要哪些装置，被测定量与哪些物理量有直接的定量关系，分别需用什么仪器来测定，以此来确定实验所用器材. 4.拟定步骤，合理有序实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应以正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤. 5.数据处理，误差分析高考对此要求不高，但常用的数据处理方法(如：平均法、图象法、描迹法、比较法等)和误差分析方法(如绝对误差、相对误差等)还是应该掌握的，在设计实验时也应予以考虑. 10 第 页