发布时间 : 星期一 文章(完整版)人教版高中物理选修3-1知识点全解讲解更新完毕开始阅读df01cf507175a417866fb84ae45c3b3567ecdde5
物理选修3-1
电动势（有微弱电流） 2外电路短路时（R=0,U=0）电流最大为（一般不允许这种情况，会把电源烧坏）
（3）路端电压跟负载的关系
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物理选修3-1
① 路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压.
U = E— Ir,路端电压随着电路中电流的增大而减小；
路端电压随外电阻变化的情况：
RJT I fl UJ,反之亦然。
② 电源的外特性曲线一一路端电压U随电流I变化的图象：
图象的函数表达：U= E— Ir
（U — I关系图线）
r当外电路断路时（即RTS ,I = 0），纵轴上的截距表示电源
的电动势E （ E = U端）;
当外电路短路时（R = 0,U = 0），横坐标的截距表示电源的短路电流 <图线的斜率的绝对值为电源的内电阻.
某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率， 该直线上任意一点与原点连线的斜率表示该状态时外电阻的大小；当口= =50%
注意：坐标原点是否都从零开始：若纵坐标上的取值不从零开始取，则该截距不表示短路电流。
I短=E/r ;
E/2（即R=r）时，P出最大。n
（4）.闭合电路的输出功率
① 电源的总功率：P总=IE=IU外十IU内=IU + I2r,（闭合电路中内、外电路的电流相等，所以由E = U 外+U 内） ②电源的输出功率与电路中电流的关系
:P =UXI；当If时UJ, 2I — (扌)] ? 2r 2r
2
当IJ时Uf, 表明UI有极值存大。
P IE 1r
2
r(1 I -)
2
r
r[1
2
4r
r(I
E \\2 E2
)
4r 2r
in s
当1 2r时，电源的输出功率最大，
E
Pm E；r
? ”
::: 1 ]i I 111
1粘 K罷
■JJU 斛
③电源的输出功率与外电路电阻的关系
P出 p 总
P 内 IE I2r IU
I 2 R
:( 等效于如图所示的电路）
(―^)2 RR r
E 2R
(R~Tp~4Rr
E R r
2 2
Jlf ■
A 4 JL
d|V-l 円■ q |j| ■盏
iMM HA
丿
?ifM
站
当R= r时（I=E/2r）,
电源有最大输出功率:
Pmax
4r
要使电路中某电阻 R的功率最大;
结论：当外电路的电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。 条件R=电路中其余部分的总电阻
例：电阻R的功率最大条件是： 输出功率随外电阻R变化的图线
R= Ro+r
（如图所示）；由图象可知，
P可以有两个不同的外电阻
R和F2，不难证明r
I. 对应于电源的非最大输出功率
II. 当R
IV.在电源外特性曲线上某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，在图中的那块矩形的面积表示电 源的输出功率，当U= E时，P
最大。
2
应注意：对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小
2
④
电源内阻上的热功率：P 内=口内1 = I f。
⑤电源的供电效率
P出 IU U I2R R当电源的输出功率达最大时，n = PT 正 E I2（R r） ￡7
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物理选修3-1
⑸ 电源的外特性曲线和导体的伏安特性曲线
⑴联系：它们都是电压和电流的关系图线；
⑵区别：它们存在的前提不同，遵循的物理规律不同，反映的物理意义不同; ① 电源的外特性曲线：
在电源的电动势用内阻f一定的条件下，通过改变外电路的电阻R使路端电压U随电流I变化的图 线， 遵循闭合电路欧姆定律。
U= E— Ir ,
图线与纵轴的截距表示电动势E,斜率的绝对值表示内阻r。 ② 导体的伏安特性曲线：
在给定导体（电阻R ）的条件下，通过改变加在导体两端的电压而得到的电流 I随电压U变化的
图线；
遵循（部分电路）欧姆定律。I= U_ ;
R
图线斜率的倒数值表示导体的电阻R。
右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总
电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率； （可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）
a的斜率的绝对值表示内阻大小；
。
b的斜率
的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大
导体的伏安特性曲线 —— 导体中的电流随随导体两端电压变化图线，叫导体的伏安特性 曲线。
区分三种图线：?电源的外特性曲线一一路端电压U随电流I变化的图象：
输出功率随外电阻R变化的图线
（U — I关系图线）
规律方法 1、 电路结构分析 电路的基本结构是串联和并联，分析混联电路常用的方法是：
节点法：把电势相等的点，看做同一点.
回路法：按电流的路径找出几条回路，再根据串联关系画出等效电路图，从而明确其电路结构 其普遍规律是：①凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）
② 在外电路，沿着电流方向电势降低。
③ 凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。 ④ 不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。
。
2、 电表的改装：微安表改装成各种表，关健在于原理
（1）灵敏电流表（也叫灵敏电流计）：符号为G,用来测量微弱电流， 电压的有无和方向. 其主要参数有三个: 首先要知：微安表的内
阻 R、满偏电流lg、满偏电压U。
满偏电流I g即灵敏电流表指针偏转到最大刻度时的电流 满偏电压Ug灵敏电流表通过满偏电流时加在表两端的电压.
以上三个参数的关系 Ug= I g Rg.其中lg和Ug均很小，所以只能用来测量微弱的电流或电压. 采用半偏法先测出表的内阻；最后要对改装表进行较对。
，也叫灵敏电流表的电流量程.
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(2) 半值分流法(也叫半偏法)测电流表的内阻，其原理是:
当S闭合、S2打开时：I g(rg R1)
当S2再闭合时：
U UR
G
2
E , 1|
2
g
I
r
g rg
g (
2 g
I
) R, E
2R2
R
联立以上两式，消去
E 可得：2Ig 2R1
r
g 1
rg 1
R
R2
得：
r
RR
12 g
Ri R2
可见：当R>>艮时,
有: rg
R2
(3)电流表：符号A,
用来测量电路中的电流，并联电阻分流原理?如图所示为电流表的内部电路图,
g
设电流表量程为I,扩大量程的倍数n=l/l
, 由并联电路的特点得:
1
gR g
(I - Ig)R R 占 R g
1 - 1
g
Rg
(n为量程的扩大倍数)
内阻
RR^ 空，由这两式子可知，电流表量程越大, R Rg n
Rg越小，其内阻也越小?
(4) 电压表：符号V,用来测量电路中两点之间的电压.
串联电阻分压原理 如图所示是电压表内部电路图.
设电压表的量程为
U,扩大量程的倍数为 n=U/Ug,由串联电路的特点，得:
1 Ug
u
Ug U- Ug
—
g
Rg R
R
u -Ug FR -1
(n -1)Rg
(n
为量程的扩大倍数)
电压表内阻rv R
Rg nRg ,由这两个式子可知，电压表量程越大，分压电阻就越大，其内阻也越大.
两表笔短接后，调节R>使电表指针满偏，得
(5)改为欧姆表的原理
I g= E/(r+R g+R)
接入被测电阻R<后通过电表的电流为 由于lx与R对应，因此可指示被测电阻大小
I < = E/(r+R g+R+R) = E/(R 中 +R<)
(6)非理想电表对电路的影响不能忽略，解题时应把它们看作是能显示出本身电压或电流的电阻器
①电压表表的内阻越大，表的示数越接近于实际电压值 ②电流表内阻越小，表的示数越接近于真实值 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
? - - - - - 1 \—1 -I — - — — I — 1— - - 1— * - - - - - ? \
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T整体T部分”
局部变化
部分电路欧姆定律各部分量的变化情况
最后讨论变化部分
R总I总
先讨论电路中不变部分(如:r)
(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 ② 任一个R增必引起与之并联支路电流
局部Ri
，其两端电压UR增加.(局部电阻本身电流、电压)
I并增加；
与之串联支路电压 U串减小(称串反并同法)
I i
U
与之串、并联的电阻U并串
i
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