高中物理人教必修三拓展課 電路及其應(yīng)用的綜合問題

1、拓展課電路及其應(yīng)用的綜合問題一、伏安特性曲線的理解及應(yīng)用1.圖線的意義(1)由于導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，所以不同的導(dǎo)體有不同的伏安特性曲線。(2)伏安特性曲線上每一點的電壓坐標與電流坐標的比值，對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻。2.應(yīng)用：IU圖像中圖線上某點與O點連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小。3.兩類圖線(1)線性元件的伏安特性曲線(圖甲中a、b)是過原點的直線，表明它的電阻是不變的。(2)非線性元件的伏安特性曲線(圖乙中c、d)是曲線，表明它的電阻是變化的。例1 (多選)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點，PN為圖線在P點的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的

2、垂線，則下列說法正確的是()A.隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B.對應(yīng)P點，小燈泡的電阻為Req f(U1,I2)C.對應(yīng)P點，小燈泡的電阻為Req f(U1,I2I1)D.對應(yīng)P點，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積大小解析IU圖線的斜率逐漸減小即eq f(1,R)減小，說明電阻逐漸增大，A正確；對應(yīng)P點，小燈泡的電阻為Req f(U1,I2)eq f(U1,I2I1)，B正確，C錯誤；對應(yīng)P點，小燈泡的功率為PI2U1，此值恰為圖中矩形PQOM所圍面積的大小，D正確。答案ABD方法總結(jié)(1)伏安特性曲線(IU)中，導(dǎo)體電阻等于線上點與原點連線斜率的倒數(shù)，而不等于該點切線斜率的倒

3、數(shù)。(2)無論線性元件還是非線性元件，只要是純電阻元件，電阻都可由Req f(U,I)計算。針對訓(xùn)練1 如圖所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長度相同、粗細均勻的電阻絲的伏安特性曲線，下列判斷正確的是()A.a代表的電阻絲較粗B.b代表的電阻絲較粗C.a電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值D.圖線表示電阻絲的阻值與電壓成正比解析圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，故RaRb，C錯誤；由Req f(l,S)知a的橫截面積較小，A錯誤，B正確；由圖像及導(dǎo)體電阻決定條件Req f(l,S)知導(dǎo)體的電阻與電壓無關(guān)，D錯誤。答案B二、用多用電表判斷電路故障電路故障一般是短路或斷路，常見的情況有導(dǎo)線斷芯、燈泡斷絲、

4、燈座短路、電阻器內(nèi)部斷路、接觸不良等現(xiàn)象，檢查故障的基本方法有以下兩種。1.儀器檢測法(1)用電壓表對斷路故障判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷點。(2)用電壓表對短路故障判斷：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：在使用歐姆表檢測電路故障時，一定要注意將待測部分與電路斷開。若測得某段電路的電阻是零，說明該部分短路；若測得某段電路的電阻是無窮大，說明該部分斷路。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，可將整個電路劃分為若干部分，然后假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運用歐

5、姆定律進行正向推理，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。例2 如圖所示是某同學(xué)連接的實驗實物圖，A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法進行故障檢查。(1)閉合開關(guān)，應(yīng)用多用電表的直流電壓擋進行檢查，選擇開關(guān)置于10 V擋。該同學(xué)測試結(jié)果如表1所示，在測試c、d間直流電壓時，紅表筆應(yīng)接觸_(選填“c”或“d”)。根據(jù)測試結(jié)果，可判斷電路中一定存在的故障是_。A.燈A短路 B.燈B短路C.cd段斷路 D.df段斷路表1測試點電壓表示數(shù)a、b有示數(shù)b、c有示數(shù)c、d無示數(shù)d、f有示數(shù)表2測試點指針偏轉(zhuǎn)情況c、dd、ee、f(2)將開

6、關(guān)斷開，再選擇歐姆擋測試，測量結(jié)果如表2所示，那么檢查出的故障是_。A.燈A斷路 B.燈B短路C.燈A、B都斷路 D.d、e間導(dǎo)線斷路解析(1)應(yīng)用多用電表判斷電路故障，首先要正確使用多用電表，對多用電表而言，電流應(yīng)從紅表筆流入該表內(nèi)，由題圖能看出c點電勢高于d點電勢，知紅表筆應(yīng)接觸c點。由表1可知d、f間有示數(shù)，則dca電池bf間無斷路，C錯誤；若僅燈A短路或燈B短路，不會造成A、B燈都不亮，A、B錯誤；若df段斷路，則與測試結(jié)果相符，D正確。(2)由表2可知，c、d間有一定的電阻但不是很大，燈A既不短路也不斷路，A、C錯誤；d、e間存在大電阻，表明d、e間導(dǎo)線斷路，D正確；e、f間電阻為零

7、，則燈B短路，B正確。答案(1)cD(2)BD方法總結(jié)故障電路部分的特點(1)斷路的特點：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；若外電路中某兩點之間的電壓不為零，則表示這兩點之間出現(xiàn)了斷路，同時也說明這兩點與電源之間的相連部分無斷路。(2)短路的特點：電路發(fā)生短路時，表現(xiàn)為有電流通過短路電路，即電流表是有一定示數(shù)的，但用電壓表測該支路兩端的電壓時，電壓表示數(shù)為零。針對訓(xùn)練2 某照明電路出現(xiàn)故障，導(dǎo)致閉合開關(guān)時小燈不發(fā)光，其電路如圖甲所示，該電路用標稱值12 V的蓄電池為電源，導(dǎo)線與其接觸完好，維修人員使用已經(jīng)調(diào)好的多用電表直流50 V擋檢測故障，他將黑表筆接在c點，用紅表筆分別探測電路的a、b點。(1)斷開開關(guān)，紅表筆接a點時多用電表指示如圖乙所示，讀數(shù)為_V，說明_正常(選填“蓄電池”“保險絲”“開