高中物理選修3-1第1部分 第二章《直流電路》章末小結 知識整合與階段檢測 教科

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歡迎進入物理課堂 第二章 專題歸納例析 章末小結 專題沖關 階段質量檢測 3 變化電路的討論討論依據(jù)是 閉合電路歐姆定律 部分電路歐姆定律 串聯(lián)電路的電壓關系 并聯(lián)電路的電流關系 常用規(guī)律 1 變化電阻本身和總電路變化規(guī)律相同 2 總電路上R增大時總電流I減小 路端電壓U增大 3 和變化電阻有串聯(lián)關系的看電流 即總電流減小時 該電阻的電流 電壓都減小 4 和變化電阻有并聯(lián)關系的看電壓 即路端電壓增大時 該電阻的電流 電壓都增大 4 閉合電路的U I圖像圖2 1中a為電源的U I圖像 b為外電阻的U I圖像 兩者的交點坐標表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓 該點和原點之間的矩形的面積表示輸出功率 a的斜率的絕對值表示內阻大小 b的斜率的絕對值表示外電阻的大小 當兩個斜率相等時 即內 外電阻相等時 圖中矩形面積最大 即輸出功率最大 圖2 1 例1 如圖2 2電路中 電源E的電動勢為3 2V 電阻R的阻值為30 小燈泡L的額定電壓為3 0V 額定功率為4 5W 當開關S接位置1時 電壓表讀數(shù)為3V 那么當開關S接到2時 小燈泡L的發(fā)光情況是 圖2 2 A 很暗 甚至不亮B 正常發(fā)光C 比正常發(fā)光略亮D 有可能被燒壞 答案 A 專題二電路故障問題的分析方法1 故障特點 1 斷路特點 電路中發(fā)生斷路 表現(xiàn)為電源電壓不為零而電流為零 若外電路中無用電器的任意兩點間電壓不為零 則這兩點間有斷路 而這兩點與電源連接部分無斷路 2 短路特點 電路中發(fā)生短路 表現(xiàn)為有電流通過電路而路端電壓為零 2 故障的分析方法這類題目要從已知條件出發(fā) 進行嚴密的推理 找出故障的原因 具體分為兩種方法 1 儀器檢測法 斷路故障的判斷 用電壓表與電源并聯(lián) 若有電壓 再逐段與電路并聯(lián) 若電壓表指針偏轉 則該段電路中有斷路 短路故障的判斷 用電壓表與電源并聯(lián) 若有電壓 再逐段與電路并聯(lián) 若電壓表示數(shù)為零 則該電路被短路 若電壓表示數(shù)不為零 則該電路沒有被短路或不完全被短路 2 假設法 已知電路發(fā)生某種故障 尋求故障發(fā)生在何處時 可將整個電路劃分為若干部分 然后假設某部分電路發(fā)生故障 運用歐姆定律進行正向推理 推理結果若與題述物理現(xiàn)象不符合 則故障不是發(fā)生在這部分電路 若推理結果與題述物理現(xiàn)象符合 則故障可能發(fā)生在這部分電路 用此方法 直到找出發(fā)生故障的全部可能為止 例2 在如圖2 3所示的電路中 由于某一電阻發(fā)生短路或斷路 使A燈變暗 B燈變亮 則故障可能是 A R1短路B R2斷路C R3斷路D R4短路 圖2 3 解析 由于A燈串聯(lián)于干路中 且故障發(fā)生后 A燈變暗 故知電路中總電流變小 即電路總電阻變大 由此推知 故障應為某一電阻斷路 排除選項A D 若假設R2斷路 則其斷路后 電路總電阻變大 總電流變小 A燈變暗 同時R2斷路必引起與之并聯(lián)的B燈中電流變大 使B燈變亮 推理結果與現(xiàn)象相符 故選項B對 若假設R3斷路 則也引起總電阻變大 總電流變小 使A燈變暗 同時R3斷路后也必引起與之并聯(lián)的電路 即R1所在支路 中電流增大 B燈中分得電流也變大 B燈變亮 故選項C也正確 答案 BC 3 試測判斷法 當Rx RA RV大約值都不清楚時用此法 如圖2 4所示 將單刀雙擲開關S分別接觸a點和b點 若看到電流表讀數(shù)變化較大 說明電壓表分流影響較大 應該選用內接法 若看到電壓表讀數(shù)變化較大 說明電流表分壓影響較大 應該選用外接法 在描繪小燈泡的伏安特性曲線及測定金屬絲的電阻率的實驗中 因小燈泡 金屬絲的電阻都較小 所以實驗中都采用了電流表外接法 圖2 4 2 滑動變阻器連接方式的選擇變阻器的兩種電路均可調節(jié)負載電阻的電壓和電流的大小 但調節(jié)的效果不同 在不同實驗要求的情況下 接法要求是不同的 一般按如下原則選取 1 負載電阻的阻值Rx遠大于變阻器的總電阻R 須用分壓式接法 2 要求負載上電壓或電流變化范圍較大 且從零開始連續(xù)可調 須用分壓式電路 例如描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗 3 負載電阻的阻值Rx小于變阻器總電阻R或相差不多 且電壓 電流變化不要求從零調起時 可采取限流式接法 4 在兩種電路均可使用的情況下 應優(yōu)先采用限流式接法 因為限流式接法消耗的總功率較小 3 儀器選擇的標準 1 安全因素 如通過電源和電阻的電流不能超過其允許的最大電流 2 誤差因素 如選用電表量程應考慮盡可能減小測量值的相對誤差 電壓表 電流表在使用時 要盡可能使指針接近滿刻度的中間量程 其指針應偏轉到滿刻度的1 3 2 3之間 使用歐姆表時宜選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位 3 便于操作 如選用滑動變阻器時應考慮對外供電電壓的變化范圍 既能滿足實驗要求又便于調節(jié) 滑動變阻器調節(jié)時應用到大部分電阻線 否則不便于操作 4 連接實物圖的方法 1 畫電路原理圖 2 先串聯(lián) 后并聯(lián) 3 注意正 負極性 包括電源 直流電壓表 電流表等 4 有的器件在不改變其電路原理的前提下 可靈活選取放置位置 如開關可放在電源左端 也可放在電源右端等 5 各個用電器間的連線不得交叉 例3 如圖2 5所示為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖 器材規(guī)格如下 1 待測電阻Rx 約100 2 直流毫安表 量程0 10mA 內阻50 3 直流電壓表 量程0 3V 內阻5k 4 直流電源 輸出電壓4V 內阻不計 5 滑動變阻器 阻值范圍0 15 允許最大電流1A 6 開關1個 導線若干 根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求 在實物圖上連線 圖2 5 答案 如圖2 6乙所示 圖2 6 1 如圖2 7所示為一電路板的示意圖 a b c d為接線柱 a d與220V的交流電源連接 ab間 bc間 cd間分別連接一個電阻 發(fā)現(xiàn)電路中沒有電流 為檢查電路故障 用一交流電壓表分別測得b d兩點間以及a c兩點間的電壓均為220V 由此可知 A a b間電路通 c d間電路不通B a b間電路不通 b c間電路通C a b間電路通 b c間電路不通D b c間電路不通 c d間電路通 圖2 7 解析 bd間電壓為220V 說明ab與電源之間是連通的 斷路點必在bd之間 B錯誤 ac間電壓為220V 說明cd與電源之間是連通的 斷點又必在ac間 A錯誤 兩者共同區(qū)間是bc 故bc斷路 其余各段均完好 故C D正確 答案 CD 2 如圖2 8所示 當滑動變阻器的滑片向上端移動時 電流表A1 A2和電壓表V1 V2示數(shù)如何變化 圖2 8 答案 A1示數(shù)變小 A2示數(shù)變大 V1示數(shù)變大 V2示數(shù)變小 3 如圖2 9所示的電路中 1 2 3 4 5 6為連接點的標號 在開關閉合后 發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮 現(xiàn)用多用電表檢查電路故障 需要檢測的有 電源 開關 小燈泡 3根導線以及電路中的各連接點 圖2 9 1 為了檢測小燈泡以及3根導線 在連接點1 2已接好的情況下 應當選用多用電表的 擋 在連接點1 2同時斷開的情況下 應當選用多用電表的 擋 2 在開關閉合的情況下 若測得5 6兩點間的電壓接近電源的電動勢 則表明 可能有故障 3 將小燈泡拆離電路 寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟 解析 1 當連接點1 2已接好時 電路中已有電壓存在 故需用電壓擋來檢測電路 當連接點1 2同時斷開時 電路中沒有電源提供電壓 要檢測電路故障 只有通過檢測各段電路的電阻是否異常 故采用歐姆擋 2 當電路中兩點間有電壓時 這表明在此兩點之外的電路與電源兩極是連通的 當測出兩點間電壓等于電源電壓而又確定電路障礙是斷路引起的時 就可以確定斷路位置在此兩點之間 3 將多用電表調到歐姆擋 將紅黑表筆相接 進行歐姆調零 測量小燈泡的電阻 如果電阻為無窮大 表明小燈泡有故障 答案 1 電壓歐姆 2 開關或連接點5 6 3 見解析 點擊此圖片進入階段質量檢測 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全