2018版高中物理第4章閉合電路歐姆定律和邏輯電路章末分層突破學(xué)案魯科版選修3-1

1、第4章 閉合電路歐姆定律和邏輯電路章末分層突破|IN固層知識(shí)整臺(tái)壓檔壓檔; ;電阻分壓電阻分壓電流擋匸電流擋匸 一電阻分流一電阻分流測(cè)電阻心骨測(cè)電阻心骨閉含電路欣姆定自我校對(duì)3EI4UI5I2R U+IrRTFI2r串聯(lián)并聯(lián)2焜升層能力強(qiáng)化動(dòng)態(tài)電路問題的分析方法1.常規(guī)思維過程：(1)對(duì)電路進(jìn)行分析，從阻值變化的部分入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判斷總電阻一定跟隨該電阻變化規(guī)律而變). 由全電路歐姆定律判斷電路總電流、路端電壓變化情況.(3)再根據(jù)電路特點(diǎn)和電路中電壓、電流分配原則判斷各部分電流、電壓、電功率的變化情2.滑動(dòng)變阻器常見三種接法的特點(diǎn)：(1)如圖 4-1 所示的限流式接法.隨P、b間的電阻

2、增大而增大.圖 4-1如圖 4-2 所示分壓電路.電路總電阻等于AP段電阻Rp和F并聯(lián)后的電阻與PB時(shí)，雖然Rp與Ftp變化相反，但電路的總電阻RAB持續(xù)減小；若P點(diǎn)反向移動(dòng)，則RAB持續(xù)增大.段電阻Rbp的串聯(lián)值當(dāng)P由a滑至b圖 4-2由于兩并聯(lián)支路的電阻之和為定值，則兩支路的并聯(lián)電阻隨兩支路阻值之差的增大而減小;時(shí)有最大值，相差最大時(shí)有最小值.隨兩支路阻值之差的減小而增大，且支路阻值相差最小ftfl：圖 4-3如圖 4-4 所示是一實(shí)驗(yàn)電路圖，在滑動(dòng)觸頭由a端滑向b端的過程中，下列表述正確的是(3電路總電阻變化情況(若只有有效工作的一個(gè)電阻阻值變化，則不管它處于哪一支路，電路Ri -Jb1

3、局為Ri圖 4-4A. 路端電壓變小B. 電流表的示數(shù)變大C. 電源內(nèi)阻消耗的功率變小D. 電路的總電阻變大【解析】 當(dāng)滑片向b端滑動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻減小，使總電阻減小，D 錯(cuò)；根據(jù)I=R可知總電流增大，又由U=E-Ir知路端電壓減小，A 對(duì)；流過電流表的示數(shù)為Ii=善可 知電流表示數(shù)減小，B 錯(cuò)；由P內(nèi)=I2r知內(nèi)阻消耗的功率增大， C 錯(cuò).【答案】 A例 （多選）在如圖 4-5 所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E= 6 V，內(nèi)阻r= 1Q,保護(hù)電阻F0= 3Q,滑動(dòng)變阻器總電阻R= 20Q,閉合開關(guān) S,在滑片P從a滑到b的過程中，若電 流表內(nèi)阻忽略，正確的是（）圖 4-5A. 電流表的示數(shù)先減

4、小后增大B. 電流表的示數(shù)先增大后減小C. 滑動(dòng)變阻器消耗的功率先增大后減小D. 滑動(dòng)變阻器消耗的功率先增大后減小，再增大再減小【解析】 此電路是滑動(dòng)變阻器的上部分與下部分并聯(lián)后，再與F0串聯(lián).當(dāng)滑片P從a滑到b的過程中，并聯(lián)電路的電阻先增大后減小，所以總電流先減小后增大，A 正確當(dāng)滑動(dòng)變阻器的并聯(lián)總電阻等于R）+r時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，在滑片P從a滑到b的過程中，并聯(lián)電阻有兩次達(dá)到該值，故選項(xiàng)D 正確.【答案】 AD4電路故障的分析方法這類題目要從已知條件出發(fā)，進(jìn)行嚴(yán)密推理，找出故障的原因具體方法如下：1 儀器檢測(cè)法(1)用電壓表對(duì)斷路故障判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與

5、電路并聯(lián), 若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷點(diǎn).(2) 用電壓表對(duì)短路故障判斷：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，則該段電路短路.(3) 用歐姆表檢測(cè)：在使用歐姆表檢測(cè)電路故障時(shí)，一定要注意將待測(cè)部分與電路斷開若測(cè)得某段電路的電阻是零，說明該部分短路；若測(cè)得某段電路的電阻是無窮大，說明、亠C丿該部分?jǐn)嗦?2 假設(shè)法：已知電路發(fā)生某種故障，尋求故障發(fā)生在何處時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若 干部分，然后，假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行正向推理，推理結(jié)果若與題述 現(xiàn)象相符，則故障發(fā)生在該部分電路否則，故障沒發(fā)生在該部分電路用此方法，直到找 到故障為止.如圖 4

6、-6 所示的電路中，閉合開關(guān)S 后，燈 Li、L2都能發(fā)光后來由于某種故L2突然變亮(未燒壞)，電壓表的讀數(shù)增大，由此可推斷，這故障可能是()【解析】 根據(jù)題設(shè)條件，電路中的某種故障產(chǎn)生兩個(gè)后果：一是燈L2突然變亮，二是電壓表的讀數(shù)增大，只有符合這兩個(gè)條件的故障才是可能的故障.因?yàn)殡妷罕淼淖x數(shù)增大，所以路端電壓增大，電源內(nèi)阻上的電壓減小，說明總電流減小，電路總電阻增大.若電阻R斷路，會(huì)導(dǎo)致總電阻增大，總電流減小，而此時(shí)燈L2兩端電壓會(huì)減小，致使燈 L2暗，故選項(xiàng) A 不符合題意.主龍 2障使燈A.B.C.D.電阻R斷路電阻R2短路燈 Li上兩接線柱間短路電阻R2斷路圖 4-65若電阻 R 短路

7、，燈 L2將不亮，選項(xiàng) B 不符合題意.若燈 Li上兩接線柱間短路，電路的總電阻減小，總電流增大，電壓表讀數(shù)減小，選項(xiàng)C56不符合題意.若電阻R2斷路，電路的總電阻增大，總電流減小，電壓表的讀數(shù)增大，符合題意而 總電流減小導(dǎo)致內(nèi)電壓和燈Li、R并聯(lián)部分電壓減小，燈 L2端電壓增大，燈 L2變亮，故選項(xiàng) D 符合題意.【答案】D_語通關(guān)語通關(guān)-故障部分電路的特點(diǎn)(1) 斷路的特點(diǎn)：電路中發(fā)生斷路，表現(xiàn)為電路中的電流為零而電源兩端的電壓不為零；若外電路中某兩點(diǎn)之間的電壓不為零，則表示這兩點(diǎn)之間出現(xiàn)了斷路，同時(shí)也說明這兩點(diǎn)與電源之間的相連部分無斷路.(2) 短路的特點(diǎn)：電路發(fā)生短路時(shí)，表現(xiàn)為有電流通

8、過短路電路，即電流表是有一定示 數(shù)的，但用電壓表測(cè)該支路兩端的電壓時(shí)，電壓表示數(shù)為零.拓展昱典題舖授1.阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池 曰內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q;閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后,為Q.Q與Q的比值為()2A.53C.3【解析】斷開 S 和閉合 S 后等效電路分別如圖甲、乙所示.甲乙1根據(jù)串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比可得甲、乙兩圖中電容器兩極板間的電壓U= ：E,UC所帶的電荷量1B.22D.3圖 4-773E, C所帶的電荷量 Q=cu則Q: Q= 3 : 5,選項(xiàng)【答案】C【解析】根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得，外電路總電阻為10Q,

9、根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過電源的電流為I=A= 1 A,則路端電壓為U=IR外=10 V，選項(xiàng) A 正確；電源2+ 10 .的總功率P=EI= 12 W,選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；若取電源負(fù)極的電勢(shì)為0,則a點(diǎn)電勢(shì)為0a= 2.5 V,b點(diǎn)電勢(shì)為0b= 7.5 V ,a、b間電壓的大小為 5 V，選項(xiàng) C 正確；若a、b間用導(dǎo)線連接起C 正確.2.（多選）如圖 4-8 所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V,內(nèi)阻為 2Q，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出閉合開關(guān)S,下列說法正確的有（圖 4-8A. 路端電壓為 10 VB. 電源的總功率為 10 WC.a、b間電壓的大小為 5 VD.a、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總

10、電流為1 A12來，根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得，外電路總電阻為7.5Q，根據(jù)閉合電路歐姆定律得電路的總電流為I122+75A 1.26 A，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.【答ACA4-9 甲所示的電路中，恒流源可為電路提供恒定電流3.如圖表、電壓表均可視為理想電表某同學(xué)利用該電路研究滑動(dòng)變阻器Io,R為定值電阻，電流FL消耗的電功率改變FL的阻值，記錄多組電流、電壓的數(shù)值，得到如圖乙所示的U-I關(guān)系圖線.8圖 4-9回答下列問題：（1）_滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)（填“增大”或“減小”）（2）_Io=A.（3）_ R 消耗的最大功率為W（保留一位有效數(shù)字）.【解析】（1）滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)，RL變小，R與R

11、并聯(lián)后的總電阻R總變小，由于電路連接恒流源，根據(jù)U= IR總可得電壓表示數(shù)減小.（2）若滑動(dòng)觸頭滑至最下端，F(xiàn)L= 0,定值電阻R被短路，電流表示數(shù)即為干路電流，由U-I圖象，當(dāng)U= 0 時(shí)，Io=I= 1.0 A.（3）由U-I圖象得解析式U=- 20I+ 20,根據(jù)P=UI得：P=- 20I2+ 20I，則當(dāng)I= 0.5A 時(shí)，P有最大值，Pnax= 5 W【答案】減小 （2）1.00（0.98 、0.99、1.00 均正確）（3）54.現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過 60C時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警提供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時(shí)就會(huì)

12、報(bào)警），電阻箱（最大阻值為 999.9Q）,直流電源（輸出電壓為u內(nèi)阻不計(jì)），滑動(dòng)變阻器R（最 大阻值為 1 000Q），滑動(dòng)變阻器艮（最大阻值為 2 000Q），單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干.在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)已知U約為 18 V ,Ic約為 10 mA;流過報(bào)警器的電流超過20 mA 時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60C時(shí)阻值為 650.0（1）完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線.電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器 _（填“R”或“ R”）.電源熱敏電KI滑動(dòng)變阻器9（3）按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng):電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為 _Q;滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于 _（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是10將開關(guān)向 _ (填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用.【解析】(1)電路圖連接如圖.熱救電阻(2)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，對(duì)整個(gè)回路有U= Ic(R滑+R熱)代入數(shù)據(jù)可得R= 1 150.0Q,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇F2.(3)在調(diào)節(jié)過程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用，電阻箱的阻值應(yīng)為報(bào)警器報(bào)警時(shí)熱敏電阻的阻值，即為 650.0Q.滑動(dòng)變阻