第2章 章末综合提升-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(教科版)

1．基本概念 (1)电流 ①定义式：I＝. ②微观表达式：I＝nqSv. ③方向：与正电荷定向移动方向相同． (2)电阻 ①定义式：R＝. ②决定式：R＝ρ. 2．基本规律 (1)电阻定律：R＝ρ. (2)欧姆定律 ①部分电路欧姆定律：I＝. ②闭合电路欧姆定律：I＝. (3)电功和电热 ①电功：W＝IUt. ②电热(焦耳定律)：Q＝I2Rt. (4)电功率 ①纯电阻：P＝IU＝I2R＝. ②电源 a．总功率：P总＝EI. b．发热功率：P热＝I2R. c．输出功率：P出＝IU. d．关系：P总＝P出＋P热. 　纯电阻电路和非纯电阻电路 1．对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，W＝Q＝UIt＝t＝Pt. 2．对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热．在这种情况下，不能用I2Rt或t来计算电功． 3．电动机的三个功率及关系 (1)输入功率：电动机的总功率．由电动机电路中的电流和电压决定，即P总＝P入＝UI. (2)输出功率：电动机做有用功的功率，也叫机械功率． (3)热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率P热＝I2r. (4)三者关系：P入＝P出＋P热． 【例1】　有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1＝0.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I1＝0.4 A；若把电动机接入U2＝2.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0 A，求电动机正常工作时的输出功率多大．如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大． 思路点拨：①电动机不转或被卡住时，相当于纯电阻，欧姆定律适用． ②电动机正常工作时，是非纯电阻，欧姆定律不适用． 解析：U1＝0.2 V时，电动机不转，此时电动机相当于纯电阻，故电动机线圈内阻r＝＝ Ω＝0.5 Ω，U2＝2.0 V时，电动机正常工作． 此时电动机为非纯电阻，则电功率与热功率分别为 P电＝U2I2＝2.0×1.0 W＝2 W. P热＝Ir＝1.02×0.5 W＝0.5 W. 所以电动机的输出功率 P出＝P电－P热＝2 W－0.5 W＝ 1.5 W. 此时若电动机转子突然被卡住，则电动机相当于纯电阻，其热功率 P热′＝＝ W＝8 W. 答案：8 W [一语通关]　 (1)在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，W＝UIt＝I2Rt＝t和P＝UI＝I2R＝是通用的． (2)在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即W＝UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能，另一小部分不可避免地转化为电热Q＝I2Rt. [跟进训练] 1．如表所示是一辆电动自行车的部分技术指标，参考表中数据判断以下说法正确的是(　　) 载重 电源输出电压 充电时间 电动机额定输出功率 电动机额定电压和电流 80 kg ≥36 V 6～8 h 180 W 36 V、6 A A．电动机正常工作时每秒钟消耗的电能为180 J B．电动机正常工作时每秒钟产生的热量为180 J C．电动机的内电阻为1 Ω D．电动机的内电阻为6 Ω C　[电动机正常工作时每秒钟消耗的电能E电＝W＝UIt＝36×6×1 J＝216 J，选项A错误；电动机正常工作时每秒钟产生的热量Q＝E电－P输出t＝216 J－180×1 J＝36 J，选项B错误；由Q＝I2Rt得电动机的内电阻R＝＝ Ω＝1 Ω，选项C正确，选项D错误．] 　测量电阻的常用方法 1．伏安法 原理是欧姆定律．用电流表与电压表测出通过电阻的电流和电阻两端电压，根据R＝即可求得． 2．替代法 将待测电压表或电流表看成是一个电阻，与另一个电流表串联，同时使用一个单刀双掷开关，将开关接到一个电阻箱．使待测电表与电阻箱先后与另一电流表串联．调节电阻箱使两次电流表示数不变，则电阻箱的读数应等于电表的内阻． 此法对电流表、电压表均可用，电路如图所示： 3．半偏法 电路如图所示，测电压表内阻时，用图甲；测电流表内阻用图乙． 甲　　　　　　　乙 主要步骤 (1)将电阻箱调为0，断开S2，闭合S1，移动滑动变阻器使电表满偏，不再移动其触头． (2)闭合S2，调节电阻箱，使电表示数变为原来的一半，则电阻箱示数等于电表的内阻． 4．多用电表法(粗测) 选用多用电表的欧姆挡直接测量即可． 【例2】　为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空： (1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I； (2)然后将S拨向接点2，调节________，使_