摘要：精品学习网的小编为大家整理了高二物理教案：恒定电流教案，希望大家好好利用，祝大家学习进步。

一、电路的分析和计算

1.认清外电路上各元件的串、并联关系，必要时需画出等效电路图帮助分析.要特别注意电流表和电压表所对应的 电路.

2.闭合电路的动态分析问题

闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题分析的基本步骤是：

(1)认清电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象;

(2)由局部电阻变 化判断总电阻的变化;

(3)由I=ER+r判断总电流的变化;

(4)据U=E-Ir判断路端电压的变化;

(5)由欧姆定律及串并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化.

3.闭合电路中的功率

(1)各部分功率关系分析

由EIt=I2Rt+I2rt知，EI=I2R+I2r

其中EI为电源的总功率，I2r为电 源内电路消耗功率，I2R为外电路消耗功率，也是电源的输出功率.

(2)判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看做内阻.

例1 电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图1所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是(　　)

图1

A.电压表和电流表读数都增大

B.电压表和电流表读数都减小

C.电压表读数增大，电流表读数减小

D.电压表读数减小，电流表读数增大

听课记录：

变式训练1　如图2所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，在平行板电容器C中恰好有一带电粒子处于悬空静止状态，当变阻器R0的滑动端向左移动时，带电粒子将(　　)

图2

A.向上运动

B.向下运动

C.静止不动

D.不能确定运动状态的变化

例2 电路图如图3甲所示 ，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R0=3 Ω.

图3

(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少?

(2)当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少?

变式训练2　如图4所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电路中，电源的内阻r=1 Ω，电炉的电 阻R1=19 Ω，电动机绕线的电阻R2=2 Ω，当开关S断开时，电源内电路消耗的热功率P=25 W;当S闭合时，干路中的电流I=12.6 A.求：

图4

(1)电源的电动势E;

二、电路故障的分析方法

电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种.

1.仪器检测法

(1)断点故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联 ，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点.

(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该电路被短路，若电压表示数不为零，则该电路没有被短路或不完全被短路.

2.假设法

已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路;若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路.用此方法，直到找出全部可能发生的故障为止.

例3 某同学按图5所示电路连接实物，闭合开关后，发现灯泡不亮.他将高内阻的电压表并联在A、C之间时，电压表的读数为U，当并联在A、B之间时，电压表的读数也为U，当并联在B、C之间时，电压表的读数为0，则故障可能是(　　)

图5

A.AB段断路 B.BC段断路

C.AB段短路 D.无法判定

听课记录：

变式训练3　用电压表检查图6电路中的故障，测得Uad=5.0 V，Ucd=0 V，Uab=5.0 V，则此故障可能是(　　)

图6

A.L断路

B.R断路

C.R′断路

D.S断路

三、实验

1.掌握实验问题的基本方法，如电流表的内、外接法，滑动变阻器的限流、分压接法等.

2.电路设计

(1)设计原则：①安全性;②准确性;③方便性;④经济性.

(2)设计思路

题干的条件和要求及器材―→确定实验原理―→确定需测量的物理量―→制定实验方案

例4 在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5 Ω.实验室备有下列实验器材：

A.电压表 (量程3 V，内阻约为15 kΩ)

B.电压表 (量程15 V，内阻约为75 kΩ)

C.电流表 (量程3 A，内阻约为0.2 Ω)

D.电流 表 (量程600 mA，内阻约为1 Ω)

E.滑动变阻器R1(0～10 Ω，0.6 A)

F.滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)

G.电池E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)

H.开关S，导线若干

(1)为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有__________.(填题干中相应英文字母符号)

(2)为了减小实验误差，应选用图7中________(填“(a)”、“(b)”或““(c)”)为该实验的电路图，并按所选择的电路图把实物图8用导线连接起来.

图7

图8

变式训练4　小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，通过实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压)：

I(A) 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50

U(V) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

(1)画出实验电路图，可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω)、电源、小灯泡、电键、导线若干.

(2)在图9中画出小灯泡的U-I图象.

图9

(3)若一电池的电动势是1.5 V，内阻是2.0 Ω.问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少?(简要写出求解过程;若需作图，可直接画在第(2)问的图中)

【即学即练】

1.电源电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下列说法正确的是(　　)

A.电源的路端电压一定逐渐减小

B.电源的路端电压一定逐渐增大

C.电路中的电流一定逐渐减小

D.电路中的电流可能逐渐减小

2. 如图10所示电路中，电压保持不变，当电键S断开时，电流表A的示数为0.6 A，当电键S闭合时，电流表的示数为0.9 A，则两电阻阻值之比R1∶R2为(　　)

图10

A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2

3.如图11所示是实物连接图和电路图.当酒精灯点燃后你将看到的现象是(　　)

图11

A.电流表读数增大 B .电流表读数减小

C.灯泡变暗 D.灯泡变亮

4.一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U时，通过的电流是I，若将此导线均匀拉长到原来的2倍时，电流仍为I，导线两端所加的电压变为(　　)

A.U2 B.U C.2U D.4U

5. 如图12所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，开关闭合后，灯泡L能正常发光.当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是(　　)

图12

A.灯泡L将变暗

B.灯泡L将变亮

C.电容器C的电荷量将减小

D.电容器C的电荷量将增大

6.如图13所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻，以下说法中正确的是(　　)

图13

A.当R2=R1+r时，R2获得最大功率

B.当R1=R2+r时，R1获得最大功率

C.当R2=0时，R1上获得最大功率

D.当R2=0时，电源的输出功率最大

7.有一只电熨斗，内部电路如图14甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断正确的是(　　)

图14

A.a方式为“高”挡 B.b方式为“低”挡

C.c方式为“关”挡 D.d方式为“中”挡

题号 1 2 3 4 5 6 7

答案

8.在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l.用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx.

(1)请写出测金属丝电阻率的表达式：ρ=______(用上述测量量的字母表示).

(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图15所示，则金属丝长度的测量值为l=________ cm，金属丝直径的测量值为d=________ mm.

图15

(3)如图16甲、乙所示，要用伏安法测量Rx的电阻，已知电压表内阻约几kΩ，电流表内阻约1 Ω，若用图甲电路，Rx的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)，若Rx的阻值约为10 Ω，应采用________(填“甲”或“乙”)图的电路，误差会较小.

参考答案

知识体系构建

qt　UI　Wq　ρlS　I=UR　ER+r　UIt　I2Rt　与　或　非

解题方法探究

例1 A　[由电路图可知，滑动变阻器的触头向b端滑动时，其连入电路的阻值变大，导致整个电路的外电阻R外增大，由U=ER外+r•R外=E1+rR外知路端电压即电压表的读数变大，而R1的分压UR1=ER外+r•R1减小，故R2两端的电压UR2=U-UR1增大，再据I=UR2R2可得通过R2的电流即电流表的读数增大，所以A项正确.]

变式训练1　B

例2 (1)电源的电动势和内阻为：E=20 V，r=7.5 Ω

由题图甲分析知道，当R=0时，R0消耗的功率最大，最大为P =(ER0+r)2R0=(203+7.5)2×3 W≈10.9 W

(2)当r=R+R0时，即R=4.5 Ω时，电源的输出功率最大，最大值为

P=(ER0+R+r)2(R0+R)=(203+4.5+7.5)2×(3+4.5) W≈13.3 W.

变式训练2　(1)100 V　(2)571.2 W

解析　(1)S断开时，由P=I20r得：I0= Pr= 251 A=5 A.

由闭合电路欧姆定律得：

E=I0(R1+r)=5×(19+1) V=100 V.

(2)S闭合后，内电压U1=Ir=12.6×1 V=12.6 V

故电路的路端电压：U2=E-U1=(100-12.6) V=87.4 V.

通过电炉的电流：I1=U2R1=87.419 A=4.6 A

通过电动机的电流：I2=I-I1=(12.6-4.6) A=8.0 A.

电动机消耗的热功率：P1=I22R2=8.02×2 W=128 W.

输送给电动机的电功率：P2=U2I2=87.4×8.0 W=699.2 W.

故电动机输出的机械功率：P3=P2-P1=(699.2-128) W=571.2 W.

例3 A　[可采用“验证法”分析.若A对，即AB 段断路，符合题目所述的故障现象;若B对，即BC段断路，电路中无电流，不可能有UAB=U;若C对，即AB段短路，则UAB=0，不合题意.]

变式训练3　B　[用“验证法”分析，若A对，即L断路，则Uad=0，不合题意;若C对，即R′断路，则Uad=0，不合题意;若D对，即S断路，则Uad=0，也不合题意.]

例4 (1)ADEGH　(2)(b)　实物连接如下图所示

解析　(1)E=3 V，电压表选A;Im=ERx=0.6 A，电流表选D;因Im=0.6 A，而IR2=0.1 A，所以滑动变阻器选E.故应选用的实验器材为ADEGH.

(2)R1=2Rx，故为限流式接法;Rx

变式训练4　(1)、(2)见解析中甲、乙图　(3)作出U=E-Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35 A，工作电压为0.8 V，因此小灯泡实际功率为0.28 W.

解析　(1)采用分压式电路有利于增大数据范围.(2)根据数据用描点法作图.(3)两个U-I图线(伏安特性曲线与U=E-Ir图线)的交点即为小灯泡的实际工作点.

即学即练

1.A　[由闭合电路欧姆定律知，电流增大，路端电压减小.]

2.A　[ S断开时，0.6 R1=U，当S闭合时，R1与R2并联，0.9 R并=U，故A对.]

3.AD　[热敏电阻随温度的升高阻值减小，由闭合电路欧姆定律可知电流变大，灯泡变亮.]

4.D　[由电阻定律知，导线的电阻变为原来的4倍，又因为电流不变，故导线两端所加的电压变为原来的4倍.]

5.AD　[当滑片向右移动时，滑动变阻器的阻值增大，总电流减小，外电压增大.]

6.AC　[R2为可变电阻，若把R1看成是电源内阻的一部分，则当R2=R1+r时，R2获得最大功率，A对;R1为定值电阻，当R2=0时，R1的电流最大，功率也最大，C对，B错;当r=R1+R2时，电源的输出功率最大，D错.]

7.B　[a中回路未闭合，故a方式为“关”挡，b中总电阻Rb=R1+R2，c中总电阻为Rc=R1，d中总电阻为Rd=R1R2R1+R2，由公式P=U2R知，d方式为“高”挡，c方式为“中”挡，b方式为“低”挡，所以B对，A、C、D错.]

8.(1)πd2Rx4l　(2)36.50(36.48～36.52) 0.797(0.796～0.799)　(3)偏小　甲

解 析　(1)由Rx=ρlS与S=14πd2得ρ=πd2Rx4l.

(1)由刻度尺读得，l=36.50 cm(36.48～36.52都正确)，螺旋测微器读得d=0.797 mm(0.796～0.799都正确).

(3)图甲电路中电流表的读数是流过Rx与电压表的电流之和，即测得的电流值偏大，由欧姆定律R=UI知，测得的电阻偏小，由于Rx=10 Ω，远小于电压表内阻，故应用电流表外接法，因此用甲图.

总结：高二物理教案：恒定电流教案就为大家介绍到这儿了，祝大家在精品学习网学习愉快。