【正文】 Rx（阻值約 5 Ω，額定功率為 1 W）；電流表 A1（量程 0～ A，內(nèi)阻 Ω）；電流表 A2（量程 0～ 3 A，內(nèi)第 18 頁 共 33 頁 阻 Ω）；電壓表 V1（量程 0～ 3 V，內(nèi)阻 3 kΩ）；電壓表 V2（量程 0～ 15 V，內(nèi)阻 15 kΩ）；滑動變阻器 R0（ 0～ 50 Ω），蓄電池（電動勢為 6 V）、開關(guān)、導(dǎo)線 . 為了較準確測量 Rx 阻值，電壓表、電流表應(yīng)選 ________，并畫出實驗電路圖 . （四）萬用電表的使用 使用步驟及注意事項： （ 1）使用前應(yīng)看一下指針是否指在刻度盤左端的零刻線處。（如測量 20mA 左右的直流電流，應(yīng)將選擇開關(guān)對準左邊 100mA 量程處，在刻度盤上，應(yīng)該看最下方的刻度，即滿偏刻度為 10 的刻度線，從刻度盤讀出數(shù)據(jù)后還應(yīng)再乘 10，得測量結(jié)果。一般比被測電阻的估計值低一個數(shù)量級，如估計值為 200Ω 就應(yīng)該選 10的倍率。 ⑤ 將選擇開關(guān)扳到 OFF 或交流電壓最高擋。 歐姆表刻度具有反向性和非線性特點，表盤刻度不均勻 . 當(dāng) ， 表盤中值電阻 ，中值電阻一 定，表盤刻度就唯一確定 . 歐姆表中的電池用久了，電動勢和內(nèi)阻都要發(fā)生變化，只能用來粗略測量電阻 . 例 如圖，電流表滿偏電流 Ig=500μA，線圈電阻 Rg=200Ω，電動勢 E=，電流表盤刻有歐姆表刻度線，指針指在滿刻度時共轉(zhuǎn)過 90176。 輸入 輸出 A B Z 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 第 22 頁 共 33 頁 或門：輸入信號 A 和B 只要有一個為 1 或者均為 1 時，輸出信號 Z 為 1。由于電源電動勢為 4V，在量程為 15V 的電壓表中有 的刻度沒有利用，測量誤差較大，因而不能選；量程為 3V 的電壓表其量程雖然小于電源電動勢，但可在電路中接入滑動變阻器進行保護，故選用電壓表 V1。 例 錯解分析： 沒能據(jù) 安全性、準確性原則選擇 A1 和 V1，忽視了節(jié)能、方便的原則，采用了變阻器的分壓接法 . 解題方法與技巧： 由待測電阻 Rx 額定功率和阻值的大約值，可以計算待測電阻 Rx的額定電壓、額定電流的值約為 U= ≈ V， I= = A. 則電流表應(yīng)選 A1，電壓表應(yīng)選 V1. 又因 = Ω＞ Rx，則電流表必須外接 . 因為滑動變阻器的全阻值大于被測電阻 Rx，故首先考慮滑動變阻器的限流接法，若用限流接法，則被測電阻 Rx上的最小電流為 Imin= = A＜ I 額 ，故可用限流電路 .電路如圖所示 . 例 解析： （ 1） 設(shè)電源內(nèi)阻為 r，指針滿偏時， 指 針 指 在 表 盤 正 中 央 時 ， （ 2）指針轉(zhuǎn)過 30176。 （ 2）見解題詳析 （ 3）， 解析：（ 1）測量電流表內(nèi)阻的實驗方法是半偏法，其實驗步驟是： ① 斷開開關(guān) S，閉合開關(guān) K，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭 P，使電流表指針滿偏； ② 將開關(guān) S 接 C，保持滑動變阻器的滑動頭 P 的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱 R，使電流表指針半偏，此時電阻箱的讀數(shù)等于電流表的內(nèi)阻。 （人教版） 2020屆高三物理 一輪 復(fù)習(xí) 講義： 恒定電流 一、知識概述 本次主要學(xué)習(xí)恒定電流的 1， 2， 3， 6節(jié)內(nèi)容，是初中部分電路知識的充實和提高，主要講述了兩個重要的定律：部分電路歐姆定律和電阻定律；三個重要的概念：電流、電阻和電壓；以及了解半導(dǎo)體和超導(dǎo)體的性能在技術(shù)中的應(yīng)用及發(fā)展前景，本部分是電學(xué)的基礎(chǔ)。 電流的微觀表達式： I=nqSv n—單位體積內(nèi)電荷數(shù) q—自由電荷量 S—導(dǎo)體的橫截面 v—電荷定向移動的速率 導(dǎo)線中的電場：導(dǎo)線中的電場是兩部分電荷共同作用的結(jié)果，其一是電源正、負極產(chǎn)生的電場，可以將該電場分解為兩個方向：沿導(dǎo)線方向的分量使只有電子沿導(dǎo)線做定向移動，形成電流；垂直導(dǎo)線方向的分量使自由電子向?qū)Ь€的某一側(cè)聚集，從而使導(dǎo)線的兩側(cè)出現(xiàn)正 、負凈電荷分布。 電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把 1C 的正電荷在電源內(nèi)從負極移動到正極所做的功 表達式： 內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成，這個電阻叫做電源的內(nèi)阻。 （四）電阻定律：導(dǎo)體的電阻 R跟它的長度 l成正比，跟它的橫截面積 S成反比。 （ 2）純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。 ③ 有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近 0 K 時，電阻率突然減小 到零 ——這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象?，F(xiàn)在科學(xué)家們正努力做到室溫超導(dǎo)。已知質(zhì)子電荷 e=1019C。已知電子的電量為 e、質(zhì)量為 m，則在剛射出加速電場時，一小段長為 △ L 的電子束內(nèi)電子個數(shù)是 （ ） A． B． C． D． 例 解析：本題的思路是 U—I 圖像中，圖線的斜率表示電阻，斜率越大，電阻越大。只有 B圖中斜率不斷增大，符合電壓不斷變大的實際情況。 由于 NaCl水溶液中正、負離子都是一價離子，電量均為 e，所以在 t 秒內(nèi)有 n1 個一價正離子沿著 A→B 的方向通過 S，同時有 n2個一價負離子沿相反的方向通過 S，負離子的運動可等效看成正離子沿相反方向運動，即溶液中的電流相當(dāng)于 t 秒內(nèi)有 (n1＋ n2)e 的正電荷通過橫截面 S，由 得 . 例 解析： 圖中電容器被充電， A極板帶正電， B極板帶負電。 二、重難點知識歸納及講解 （一）電荷 庫侖定律 電荷守恒定律和元電荷 自然界中只有兩種電荷，正電荷和負電荷。不管哪種方式使物體帶電，都是由于電荷轉(zhuǎn)移的結(jié)果。 庫侖定律 第 30 頁 共 33 頁 真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。這樣的 帶電體可看作點電荷，它是一種理想化的物理模型。 （ 1）公式 （ 2）單位 V/m 1V/m=1N/C （ 3）矢量性：規(guī)定正電荷在該點受電場力的方向為該點場強的方向。 電場強度：電場強度是反映電場 “力的性質(zhì) ”的物理量， 是定義式，而僅適用于點電荷產(chǎn)生的電場。 電場線的特點： (1)電場線是起源于正電荷或無窮遠處，終止于負電荷或無窮遠處的有源線。 常見電場的電場線 電 場 電場線圖樣 簡要描述 正點電荷 發(fā)散狀 負點電荷 會聚狀 等量同號電荷 相斥狀 等量異號 電荷 相吸狀 勻強電場 平行的、等間距的、同向的直線 典型例題： 例 有三個完全相同的金屬小球 A、 B、 C，其中 A、 B 分別帶＋ 14Q和－ Q的電量，C 不帶電， A、 B 球心間的距離為 r（遠大于球的直徑），相互吸引力為 F。 (2)q q q3 三者電荷量大小之比是： ______︰ ______︰ ______ 第 32 頁 共 33 頁 例 右下圖中邊長為 a 的正三角形 ABC 的三點頂點分別固定三個點電荷 +q、 +q、－ q，求該三角形中心 O 點處的場強大小和方向。 分析帶電體平衡問題的方法與力學(xué)分析物體的平衡方法是一樣的，學(xué)會把電學(xué)問題力學(xué)化，分析方法是： (1)確定研究對象，如果有幾個物體相互作用時，要依據(jù)題意，適當(dāng)選取 “整體法 ”和 “隔離法 ”，一般是先整體后隔離。 高考 真題 解析： 由于 A、 B 兩點均放有帶正電的點電荷，在 AB 連線上有一點的場強必為零。 答案： D 。根據(jù)點電荷場強公式和場強的疊加原理有： 可見 E 點在 CD 之間， E 點左側(cè)合場強方向水平向右， E 點右側(cè)的合場強方向水平向左，所以將一正電荷從 C 點沿直線移到 D 點的過程中，電場力先做正功再做負功。 (3)外平衡方程或根據(jù)牛頓第二定 律方程求解 (經(jīng)常用到動量守恒定律，動能定理等 )。 A． B． C．零 D． 例 精析： A、 B 可看成點電荷， ， C 球與 A球接觸后，由電荷守恒定律知： A、 C 兩球各帶＋ 7Q 的電量； C 球再與 B 球接觸后， B、 C 兩球各帶＋ 3Q 的電量，此時 A、 B 兩球間的相互作用為 斥力 . 答案： 例 精析： A對 B 的作用力是 A的電場對 B 的作用力， B 對 A的作用力是 B 的電場對 A的作用力，由牛頓第三定律知 FBA=10－ 8N，則 ，方向由 A指第 33 頁 共 33 頁 向 B，又 ，方向由 B 指向 A. 例 精析：點電荷 Q1 和 Q2 在 A 點場強分別為 E1和 E2，合場強在 E1 和 E2 的角平分線上， 如圖所示， 例 解析：就 q2而言， q1和 q3只要帶同種電荷便可能使其處于平衡狀態(tài)，而對 q1和q3，若都帶正電荷，各自均受制另外兩個電荷的斥力而不能保持平衡，只有同帶負電荷， q2對其為吸引力，另外一個電荷對其為斥力，當(dāng)兩力大小相等時才能處于平衡狀態(tài)。 例 真空中的兩個點電荷 A、 B 相距 20cm， A 帶正電 QA=10－ 10C， 已知 A 對 B的吸引力 F=10－ 8N，則 B 在 A 處產(chǎn)生的場強大小為 ______V/m，方向 _________； A 在B 處產(chǎn)生的場強大小是 ______V/m，方向是 _________. 例 如左下圖所示，真空中有兩個點電荷 Q1=Q2=10－ 8C，它們相距 ，求與它們的距離都為 的 A點的場強 . 例 如圖所示： q q q3分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知 q1 與 q2 之間的距為 l1， q2 與 q3 之間的距為 l2，且每個電荷都處于平衡狀態(tài)。 (3)電場線的疏密反映電場的強弱，電場線密的地方場強大，電場線稀的地方場強小。 勻強電場 (1)定義：電場中各點場強的大小相等、方向相同的電場就叫勻強電場 . (2)勻強電場的電場線：是一組疏密程度相同 (等間距 )的平行直線 .例如，兩等大、正對且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場中，除邊緣附近外，就是勻強電場 .如圖 所示。這時某點的場強等于各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和。 電場是一種特殊的物質(zhì)形態(tài)。m2/c2 （ 3）適用于點電荷（注意：看作點電荷的前提是帶電體間的距離遠大于帶電體的尺寸 由于物體帶電是由于電荷的轉(zhuǎn)移，可知，物 體所帶電荷量或者等于電荷量 e，或者等于電荷量 e 的整數(shù)倍。這個結(jié)論叫做電荷守恒定律。同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。而 高考 真題 解析：設(shè)單位體積電子束中含有 n 個自由電子， 由電流定義可知： ，所以 電子經(jīng)加速電場加速后，滿足 得到： 長為 的電子束內(nèi) 的電子的個數(shù)為 答案： B 點評： 本題涉及了帶電粒子在電場中的加速和對電流的微觀含義的理解，考察分析、推理和綜合判斷的能力。 例 解析：在導(dǎo)體兩端加上電壓后， NaCl 溶液中的 Na＋ 離子和 Cl－ 離子在電場力的作用下向相反的方向作定向移動。 燈泡在電壓加大的過程中，燈絲中的電流增大，溫度升高，而金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大，所以燈絲在加大電壓的過程中電阻不斷增大， U—I 圖線中曲線的斜率應(yīng)不斷增大。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距 L 和 4L 的兩處，各取一段極短的相等 長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為 n1和 n2，則 n1∶ n2=_______。 R 與 U成正比或R 與 I 成反比的說法是錯誤的，導(dǎo)體的電阻大小由長度、截面積及材料決定，一旦導(dǎo)體給定，即使它兩端的電壓 U＝ 0，它的電阻仍然存在。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度 TC。）鉑較明顯，可用于做溫度計；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標準電阻。單位是 Ω 電阻的伏安特性曲線：注意 IU曲線和 UI 曲線的區(qū)別。此時導(dǎo)線內(nèi)的電場線保持與導(dǎo)線平行，自由電子只存在定向移動。 電流的另一層含義 （ 1） 意義：表示電流強弱的物理量 （ 2）定義：通過導(dǎo)體橫截面的電荷量 q 跟通過這些電荷量所用時間的比值叫電流。 （ 2） ① 斷開開關(guān) K，將電阻箱 R 的阻值調(diào)到最大，再將開關(guān) S 擲向 D； ② 調(diào)節(jié)電阻箱 R 直到電流表有一合適的示數(shù)，改變 R 的阻值，進行多次測量