高考物理专题复习课件大全：自感 演示实验电阻的测量.ppt

自 感要点·疑点·考点课 前 热 身能力·思维·方法要点·疑点·考点 1.自感现象是指导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象，自感电动势的大小与线圈中的电流的变化率成正比.公式：E=L△I/△t 2.自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化(同样遵循楞次定律).当原来电流在增大时，自感电动势与原来电流方向相反，当原来电流在减小时，自感电动势与原来电流方向相同，另外，“阻碍”并非“阻止”，电流还是在变化的.要点·疑点·考点 3.线圈的自感系数与线圈形状、匝数、长短等因素有关，由线圈本身性质决定，与线圈中电流的大小、方向、有无均无关.自感系数L在国际单位制中的单位是享利，国际符号H.要点·疑点·考点4.自感线圈在电路中的作用： 即通过自感线圈中的电流不能突变，由于自感线圈对电流变化的延迟作用，电流从一个值变到另一个值总需要时间：①刚闭合电路时，线圈这一支路相当于开路即此时I=0；②电路闭合一段时间达到稳定后，线圈相当于导线或电阻；③电路刚断开时，线圈相当于一个电源，该电源会重新建立一个回路，但线圈的电流的方向与稳定工作时保持一致.课 前 热 身1.下列说法中正确的是 ( D ) A.线圈中自感电动势变大，线圈的自感系数也变大 B.线圈上的电流越大，线圈上的自感电动势也越大 C.自感电动势的作用总是使线圈上的电流变小 D.不管线圈的自感系数多大，都不完全阻止线圈上电流的变化课 前 热 身2.自感系数的单位是亨利，下列各单位 中不能化成亨利的是 (B) A.欧姆·秒 B.伏特/(安培·秒) C.伏特·秒/安培 D.特斯拉·米2/安培课 前 热 身 3.如图12-8-1所示，电路中，L为自感系数较大的线圈，开关接通且稳定后L上电流为1A，电阻R上电流为0.5A，当S突然断开后，R上的电流由1A开始减小，方向是自右向左.课 前 热 身4.在时间Δt=0.5s内，有铁芯的线圈的电路中的电流从I1=10A变到I2=5A，方向不变，这时圈两端产生的感应电动势E=25V，线圈的自感系数是多少?课 前 热 身 【答案】2.5H能力·思维·方法 【例1】如图12-8-2所示，多匝线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻器的电阻均为R，开始时开关S断开，此时电路中电流为I0，现将开关S闭合，线圈L中有自感电动势产生，以下各种说法中正确的是(D)能力·思维·方法 A.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I0减小到0 B.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终总小于I0 C.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持I0不变 D.自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到2I0能力·思维·方法【解析】开关S闭合时，通过线圈L的电流发生变化，圈中产生自感电动势.自感电动势的效果是阻碍电流的变化，对电路中的电流变化有延缓作用，使电路中的电流不能突变.但它不可能阻止电流的变化，也不可能使电流保持不变，自感电动势的产生本身就是以电流变化为基础的.能力·思维·方法 本题中电流最终是要增大到2I0，由于线圈L的存在，在S闭合后电路中的电流不会瞬间增大到2I0.但随着S闭合后电路中电流变化率的减小，线圈L中自感电动势减小，并最终减小到0，电路中电流最终会增大到2I0　，综上所述，本题答案是：D.能力·思维·方法【解题回顾】自感电动势是阻碍电流的变化，即不是阻止电流，也不能阻止电流的变化.能力·思维·方法【例2】如图12-8-3所示的电路，L1、L2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，灯泡L1、L2先后亮暗的次序是(A)能力·思维·方法A.接通时L1先达最亮，断开时L1后暗B.接通时L2先达最亮，断开时L2后暗C.接通时L1先达最亮，断开时L1先暗D.接通时L2先达最亮，断开时L2先暗能力·思维·方法【解析】当开关S接通时，L1、L2应当同时亮，但由于线圈的自感现象的存在，流过线圈的电流由0逐渐变大，即开始时，线圈支路有相当于开路的效果，所以开始时瞬时电流几乎均由L1支路通过，而同时电流又分两路经过L2和R，所以L1先达最亮，稳定后，L1和L2达到一样亮.能力·思维·方法 当开关S断开时，电源电流立即为0，因此L1、L2应当立即熄灭，但由于线圈中产生了自感电动势，其在这瞬间L相当于电源了，并保持其电流与原线圈中电流同向，关键的是其重新形成回路，沿逆时针方向通过L1，即L1中原电流没了，但有了感应电流，所以L1并不是立即熄灭，而是过一会再熄灭.综上所述，答案为A能力·思维·方法【解题回顾】自感线圈在通电瞬间相当于开路，而在稳定过程中相当于导线或电阻，比如此题中如线圈中无电阻，则电路稳定时L1是不亮的，在本题中电路断开的瞬间，自感线圈又相当于电源，并重新形成回路，注意L1在通电时的电流方向与断电后瞬间的电流方向是相反的.演示实验电阻的测量一、演示实验演示实验电阻的测量二、测量电路及基本工具1.滑动变阻器的连接.滑动变阻器在电路中也有如图10—4—1a、b两种常用的接法：演示实验电阻的测量 a叫限流接法，b叫分压接法.分压接法中被测电阻上电压的调节范围大.当要求电压从0开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法.用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的.演示实验电阻的测量 2.伏安法测电阻.有如图10－4－2a、b两种接法，a叫外接法，b叫内接法.外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，测较小阻值应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，测较大阻值应采用内接法.演示实验电阻的测量 如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图10－4－3将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表的变化，若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量.演示实验电阻的测量3.使用多用表欧姆挡粗测电阻(1)原理如图10－4－4所示. 调0时Ig=E/(Rg+r+R)=E/R内①， 测量时I=E/(R内+Rx)② 只要将对应Rx值的电流刻度I改为阻值Rx，即为欧姆表.演示实验电阻的测量(2)多用表面板如图10－4－5所示直流电流、电压的刻度是均匀的，交流电流、电压和欧姆挡刻度是不均匀的.演示实验电阻的测量 (3)使用步骤及注意事项：①用螺丝刀进行机械调0(左侧0).②选挡.测电流、电压时选择合适量程；测电阻时选择合适的倍率.以使指针指在中央1/3刻度范围，可用比估计值低1个数量级的倍率，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率.③用调0旋钮(电阻)进行调0(表笔直接接触，指针指右侧0刻度).④将红黑表笔接被测电阻两端进行测量.⑤将指针示数乘以倍率得测量值.⑥将选择开关扳到OFF或交流电压最高档.演示实验电阻的测量(4)注意： ①用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率. ②每次换挡后都要重新进行电阻调0.演示实验电阻的测量4.螺旋测微器 固定刻度上的最小刻度为半毫米(上下两行，分别是表示半毫米线和整毫米线)；可动刻度每旋转一圈前进(或后退)半毫米.在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以每两条刻线间代表0.01mm.读数时，从主尺上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度，所以在最小刻度后还应该再估读一位)，再把两部分读数相加，得测量值.演示实验电阻的测量图10-4-6中的读数应该是 9.203mm .演示实验电阻的测量 5.电阻箱.图10－4－7中的电阻箱有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到这时电阻箱的实际阻值.如图所示，当时的阻值为84580.2演示实验电阻的测量三、描绘小灯泡的伏安特性曲线. 1.因为小灯泡的电阻较小(10Ω左右)所以应该选用电流表外接法. 2.小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，所以U-I曲线不是直线.为了反映这一变化过程，灯泡两端的电压应该由0逐渐增大到额定电压.所以滑动变阻器必须选用分压接法.演示实验电阻的测量3.由实验数据作出的I-U曲线如图10－4－8，说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温度升高而增大.演示实验电阻的测量 4.若选用“3.8V 0.3A”的小灯泡，电流表选用0～0.6A量程；电压表开始时应选用0～3V量程，当电压调到接近3V时改用0～15V量程.演示实验电阻的测量四、测定金属的电阻率. 1.被测电阻丝的电阻较小，所以选用电流表外接法；2.本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路.【注意】：开始时滑动变阻器的滑动触头应该在接入电路电阻最大的一端.本实验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化.能力·思维·方法【例1】一个标有“220V 60W”的白炽灯泡，加上的电压U由0逐渐增大到200V，在此过程中，电流I和电压U的关系可用图像表示，题中给出的四个图线(如图10－4－9所示)中，肯定不符合实际的是(C)能力·思维·方法【解析】I-U图像的意义：斜率的倒数表示电阻，斜率越大，电阻越小，如果是曲线，电阻可以用该点曲线的切线斜率表示.温度越高，电阻率越大，电阻也就越大. 灯泡在电压加大的过程中，灯丝中的电流增大，温度升高，电阻变大，所以C符合实际，A图表示电阻不变，B表示电阻变小，D表示先变小，后变大.A、B、D都不符合实际.能力·思维·方法【例2】如图10－4－10为用伏安法测量一个定值电阻丝阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：图10－4－10能力·思维·方法①待测电阻丝Rx(约100).②直流毫安表(量程0～10mA,内阻50).③直流电压表(量程0～3A,内阻5k).④直流电源(输出电压4V，内阻可不计).⑤滑动变阻器(阻值范围0～15，允许最大电流1A).⑥开关一个，导线若干.能力·思维·方法 (1)根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线. (2)在“测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图10-4-11，可知该金属丝的直径: d=0.900×10-3 m.能力·思维·方法【解析】本实验要求多测几组数据，并且有较大变化范围，由于Rx大于变阻器全部电阻，所以必须采用分压电路(如图10-4-12).在电表接法上因为Rx与毫安表内阻(50)较接近，而远小于电压表内阻(50)，故应采用电流表外接法.能力·思维·方法(1)电路原理图如图10-4-13实物连线如下图所示 (2)d=0.900×10-3m图10-4-13能力·思维·方法【解题回顾】对某一待测电阻Rx，如果已知Rx＞R变(变阻器的全部阻值)，则电路不应选限流式.因为R变相对Rx太小，串联调节已经不起作用了.实物连线是难点，常见的错误有：接点不在接线柱上；电表量程选接不对，极性不对；滑线变阻器接线柱选错；不符合电路图(如内外接法、分压、限流电路接反)等等，应让学生多练习，多纠正方能突破.能力·思维·方法【例3】用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值，若将选择倍率的旋钮拨至“×100Ω”的挡时，测量时指针停在刻度盘0Ω附近处，为了提高测量的精确性，有下列可供选择的步骤：A.将两根表笔短接.B.将选择开关拨至“×1kΩ”挡.C.将选择开关拨至“×10Ω”挡.D.将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数.E.调节调0电阻，使指针停在0Ω刻度线上.F.将选择开关拨至交流电压最高挡上.能力·思维·方法 将上述中必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理的顺序是 (填写步骤的代号)；若操作正确，上述D步骤中，指针偏转情况如图10-4-14所示，则此未知电阻的阻值Rx= .图10-4-14能力·思维·方法【解析】用多用电表的欧姆挡测未知电阻时，指针停在中值(中心位置)附近时测量误差较小，当用“×100Ω”的挡测量时，指针停在0Ω附近，说明该待测电阻的阻值相对该挡比较小，为了提高测量精度，应换低倍率“×10Ω”的挡来测量，换挡之后，必须重新调零，之后再接入未知电阻进行测量和读取数据.测后暂不使用此多用电表，应将选择开关置于交流电压最高挡上，这是为了安全，保证电表不受意外损坏，如下次再使用这块表测电流、电压等其他量时，一旦忘了选挡，用交流电压最高挡虽然测不出正确结果，但不会把电表烧坏. 【答案】C、A、E、D、F、B，Rx=160()。