2014-2015学年高中物理 第二章 电路章末知识整合 粤教版选修

【金版新学案】2014-2015学年高中物理 第二章 电路章末知识整合 粤教版选修3-11 / 18基本计算专题一电路中能量转化的分析(1)电功：UIt.(2)电功率：UI.(3)热量：Q.(4)热功率：.分析与方法：闭合电路中电功、热量和电功率、热功率的问题本质上都是能量转化和守恒问题分析这类问题时，要注意区分电功和热量、电功率和热功率，抓住能量守恒这条主线；在纯电阻电路中，电功和热量相等，电功率和热功率相等；在非纯电阻电路中，电功大于热量，电功率大于热功率一台洗衣机上的电动机的额定电压U220 V，线圈电阻R1 ，在额定电压下正常运转时电流I2 A，求：(1)电动机消耗的总功率和发热功率(2)电动机的输出功率解析：(1)电动机总功率即为电功率UI2202 W440 W；发热功率即为线圈电阻的热功率1 W4 W.(2)电动机的输出功率即为电动机的机械功率，由能量守恒可得：，所以436 W.答案：(1) 440 W4 W(2) 436 W点评：电动机是非纯电阻元件，解答时要注意从能量转化和守恒的角度理解其消耗功率、发热功率和输出功率之间的关系 练习1一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V，电流为0.3 A；松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作求：该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？解析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：rU/I 1 ，电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P入I1U10.82 W1.6 W，电动机的机械功率P机P入Ir1.6 W0.821 W0.96 W.答案：1.6 W0.96 W专题二动态电路的分析在恒定电路中，常会由于某个因素的变化而引起整个电路中一系列电学量的变化，出现牵一发而动全身的情况，此类问题即为动态电路问题方法一：“程序法”分析这类问题的常用方法是“程序法”，即从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判断的变化情况，再由欧姆定律判断和的变化情况，最后由部分电路欧姆定律判定各部分的变化情况电动势为E，内阻为r的电源与定值电阻、及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，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()A电压表和电流表的读数都增大B电压表和电流表的读数都减小C电压表的读数增大，电流表的读数减小D电压表的读数减小，电流表的读数增大解析：当滑动变阻器触点向b端移动时，滑动变阻器的电阻R增大，则和的并联电阻增大，回路外电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小由UEr可知，路端电压增大，故电压表读数增大；两端的电压，两端的电压U，所以加在两端电压增大，流过的电流增大，流过电流表的电流，故电流表的读数变小综上所述可知，选项C正确答案：C点评：分析动态电路问题时，关键是明确分析物理量的顺序，先部分再整体再部分；分析部分电路时，要先分析不变部分，再分析变化的部分；要注意思维的变换，分析电压不行时再分析电流方法二：“并同串反”“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小 “串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大如图所示的电路中，、和皆为定值电阻，为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当的滑动角点向图中a端移动时()AI变大，U变小 BI变大，U变大CI变小，U变大 DI变小，U变小解析：本题中变量是，由题意知，的等效电阻变小简化电路结构可各知，电压表V，电流表A均与间接并联，根据“串反并同”的原则，电压表V，电流表A的读数均与的变化趋势相同，即两表示数均减小答案：D点评：(1)近几年高考对电路的分析和计算，考查的重点一般不放在基本概念的理解和辨析方面，而是重在知识的应用方面本题通过5个电阻与电表的串、并联构成较复杂的电路，关键考查考生简化电路结构、绘制等效电路图的能力然后应用“串反并同”法则，可快捷得到结果(2)注意“串反并同”法则的应用条件：单变量电路对于多变量引起的电路变化，若各变量对同一对象分别引起的效果相同，则该原则的结果成立；若各变量对同一对象分别引起的效果相反，则“串反并同”法则不适用 练习2(双选)如图所示，图中的四个表均为理想表，当滑动变阻器的滑动触点向右端滑动时，下列说法正确的是()A电压表的读数减小，电流表的读数增大B电压表的读数增大，电流表的读数减小C电压表的读数减小，电流表的读数增大D电压表的读数增大，电流表的读数减小解析：当滑动变阻器的滑动触点向右端滑动时，R的阻值减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律，电路中的总电流增大，即电流表A1的读数增大；电压表V1的读数为电路的路端电压，其读数减小，故A正确路端电压减小则电流表A2的读数减小；总电流增大，A2电流减小，则流过R2的电流增大，故电压表V2的读数增大，D正确答案：AD专题三电路故障分析方法故障类型短路：电路被短路部分有电流通过(电流表有示数)被短路两点之间没有电压(电压表无示数)断路：电路断路部分没有电流通过(电流表无示数)断路两点之间有电压，断路同侧导线两点无电压电路故障分析思路认真审题，判断电路各元件连接方式，明确电流表、电压表测量的元件，各开关控制的元件根据故障现象分析有无电流，得出电路是短路还是断路 根据电表示数变化分析找出故障位置利用电流表、电压表判断电路故障(1)电流表示数正常而电压表无示数“电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表故障原因可能是：电压表损坏；电压表接触不良；与电压表并联的用电器短路(2)电压表有示数而电流表无示数“电压表有示数”表明电路中有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表故障原因可能是：电流表短路；和电压表并联的用电器断路(3)电流表电压表均无示数“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时短路外，可能是干路断路导致无电流利用电导线判断电路故障(主要判断断路故障)电路中无电流或灯泡不发光：将导线接在两点间，如果电路中有电流(或电路中灯泡发光了)，说明此两点间有断路在如图所示电路中，电源电压不变，闭合开关S，电路正常工作一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则()AL可能变亮 BR可能断路C灯L可能断路 D电阻R可能短路解析：首先分析电路的连接方式与电表的作用对象灯L与电阻R串联，V测电源电压，测电阻R电压其次，从故障现象看，有一个电压表示数变大，而电源电压不变则可判断是示数变大根据上面的“故障分析思路”可判断：可能是灯L短路，或者可能是电阻R断路(也测电源电压)所以，此题应选答案B.答案：B如图所示，开关S闭合电灯不亮，为了检查图中电路故障，现用一根导线进行判断，当导线连接BC时，灯不亮；当导线连接CD时，灯也不亮；当导线连接DE时，灯亮了则电路故障原因是()A电阻R断路 B电灯L断路CR、L同时断路 D变阻器R断路解析：在串联电路中，灯不亮，有两种可能，第一：灯短路；第二：电路中有断路处根据导线的连接现象判断，应该不是第一种故障，所以是电路中有断路处当把断路处连接好，灯就会亮所以，此题应选答案D.答案：D专题四含容电路含电容电器的分析与计算方法在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电如图所示，电源电动势E12 V，内阻r1 ，电阻3 ，2 ，5 ，电容器的电容4F，1F.求：(1)当S闭合时间足够长时，和所带的电量各是多少？(2)然后把S断开，S断开后通过的电量是多少？ 解析：(1)当S闭合时间足够长时，两端的电压等于两端的电压；两端的电压等于路端电压回路电流I2 A.两端的电压4 V的带电量为：44 C1.6 C两端的电压UI()10 V的带电量为：110 C1.0 C(2)断开S后，电容器通过电阻、放电；电容器通过电阻、放电，放电电流均流过，且方向相同因此，通过的电量为：Q1.6 C1.0 C2.6 C.答案：(1)1.6 C1.0 C(2)Q2.6 C实验部分专题一万用表及其应用用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量：旋动部件_，使指针对准电流的“0”刻度线. 将K旋转到电阻挡“100”位置. 将插入“”、“”插孔的表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻的_(填“0 刻线”或“刻线”). 将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_的顺序进行操作，再完成读数测量A将K旋转到电阻挡“1”的位置 B将K旋转到电阻挡“10”的位置 C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进 行校准解析：(1)首先要对表盘机械校零，所以旋动部件是S.接着是欧姆调零，将“”、“”插孔的表笔短接，旋动部件T，让表盘指针指在最右端零刻度处当两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，必须将指针指在中间刻度附近，所以要将倍率调大原因是指针偏转小，则说明刻度盘值大，现在要指针偏大即刻度盘值要小，则只有调大倍率才会实现所以正确顺序ADC.答案：S；T；0刻线；ADC 练习3如图是某同学连接的实验实物图，使用四节电动势为1.5 V的干电池做电源，合上开关S后发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：那么选择开关应置于下列量程的几挡；A2.5 V B10 V C50 V D250 V在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触_点(填“a”或“b”)(2)用欧姆挡的1挡检查c、f段电路情况 测试前，应将开关S_；(填“断开”或“闭合”)测试结果如表格所示，由此可以断定这段电路的故障是 测试点表针读数情况c、d28 d、ee、f28 A.灯A断路 B灯B断路C灯A、B都断路 Dde间导线断路答案：(1)B；a(2)断开；D专题二测定电源的电动势和内阻为了测定某一电源的电动势E和内阻r(E约为4.5 V，r约为1.5 )，实验室提供的实验器材有：量程为3 V的理想电压表V；量程为0.5 A的电流表A(具有一定内阻)；固定电阻R4 ；滑动变阻器R；电键K；导线若干(1)画出实验原理图(2)实验中，当电流表的读数为时，电压表的读数为；当电流表的读数为时，电压表的读数为.则可以求出E_，r_.解析：(1)电路中的短路电流3 A，大于电流表量程，所以必须使用固定电阻保护电路，兼顾干路中电流测量的准确性，采用如图所示的电路(2)由闭合电路欧姆定律有：E (Rr)，E (Rr)，联立两式解得E，rR.答案：见解析 练习4小明的实验桌上有：A.待测电源一个(电动势约3 V，内阻小于1 )；B.直流电流表(量程00.63 A，0.6 A挡的内阻约0.22 ，3 A挡的内阻约0.1 )；C.直流电压表(量程0315 V,3 V挡内阻为15 k，15 V挡内阻为25 k)；D.滑动变阻器(阻值范围为015 ，允许最大电流为1 A)；E.滑动变阻器(阻值范围为01 000 ，允许最大电流为0.2 A)；F.开关；G.导线若干；H.小灯泡(电阻小于1 )假如你是小明，请你完成：(1)利用给出的器材测电源的电动势和内阻，有如图甲、乙两种电路，为了减小测量误差，应选择图_所示电路(2)根据你选择的电路将图丙中的实物连接好(3)你选择的滑动变阻器是_(填代号)，理由是_.(4)小明根据测出的数据，作出UI图线如图丁a线所示，实验所测电源的电动势为E_V，内电阻为r_.解析：(1)伏特表测量的是路端电压，所以使用图乙电路(2)图略(3)D，电流适中且移动滑片时电流表示数较明显(4)3,0.75.答案：见解析专题三测定小灯泡的UI关系曲线线性元件的伏安特性曲线是过原点的直线，而非线性元件的伏安特性曲线则是过原点的曲线因此，在分析非线性元件的伏安特性时，要充分认识到这一点，避免受线性元件伏安特性曲线的影响而形成思维定式小灯泡通电后其电流随所加电压变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为过P点的切线则下列说法正确的是()A对应P点，小灯泡的电阻为0.1 B对应P点，小灯泡的电阻为0.05 C对应P点，小灯泡的电阻为10 D对应P点，小灯泡的电阻为20 解析：该图线是小灯泡的伏安特性曲线，值得注意的是，流过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压并不是正比关系对应P点，小灯泡的电阻R10 .故选项C正确答案：C点评：分析该题常见的错误有两种：一种是没有看清纵坐标和横坐标所代表的物理量，受思维定式的影响，认为小灯泡的电阻R 0.1 ，误选了A；一种是误认为切线斜率的倒数就表示小灯泡的电阻，而误选了D. 练习5在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，利用实验得到了8组数据，在图(a)所示的IU坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线(1)根据图线的坐标数值，请在图(b)中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路(2)根据图(a)，可判断出图(c)中正确的关系图是_(图中P为小灯泡功率)(3)将同种规格的两个这样的小灯泡并联后再与10 的定值电阻串联，接在电压恒为8 V的电源上，如图(d)所示，则电流表的示数为_A，每个小灯泡的功率为_W.解析：(1)因描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，电流从零调到最大值，滑动变阻器应用分压式，故电路图如图所示(2)由图(a)所示图象可知，随电流增大，灯泡电阻R增大，由PI2R可知，在PI2图象中图象上某点与原点连线的斜率为电阻R，而电阻R又随I的增大而增大，则PI2图象的斜率随I2的增大而增大，由图象可知，ABC错误，D正确(3)由图(d)所示电路图可知，两灯泡并联，可以把电源与定值电阻等效为电源，设每只电灯加上的实际电压和实际电流分别为U和I. 在这个闭合电路中，EU2IR0，代入数据并整理得，U820I，在图(a)所示坐标系中作出U820I的图象如图所示，由图象可知，两图象交点坐标值为：U2 V、I0.3 A，此时通过电流表的电流值IA2I0.6 A，每只灯泡的实际功率PUI20.30.6 W.答案：(1)电路图如图所示(2)D(3)0.60.6 希望对大家有所帮助，多谢您的浏览！