资源描述
成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-1,恒定电流,第二章,1.1.1 集合的概念,章末小结,第二章,一、电路故障问题的分析 电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种： 1仪表检测法 (1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。 (2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该电路被短路。若电压表示数不为零，则该电路没有被短路或不完全被短路。,2假设法 已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法。,如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。,(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的_挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的_ _挡。 (2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明_可能有故障。 (3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。 _,解析：(1)当连接点1、2已接好时，电路中已有电压存在，故需用电压挡来检测电路。当连接点1、2同时断开时，电路中没有电源提供电压，要检测电路故障，只有通过测各段电路的电阻是否异常，故采用欧姆挡。 (2)当电路中两点间有电压时，这表明在此两点之外的电路与电源两极是接通的。当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时，就可以确定断路位置在此两点之间。,(3)调到欧姆挡； 将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作； 测量小灯泡的电阻。如电阻无穷大，表明小灯泡有故障。 答案：(1)电压 欧姆 (2)开关或连接点5、6 (3)见解析,规格为“220V 36W”的排气扇，线圈电阻为40，求： (1)接上220V电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率； (2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。,答案：(1)P热1W P机35W (2)P机P热1210W。 点评：电机被卡住不能转动，电能不再转化为机械能，完全转化成内能。,(河南洛阳一中20142015学年高二上学期检测)如图甲所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是( ),A图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况 B图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况 C此过程中电压表V1示数的变化量U1和电流表示数变化量I的比值变大 D此过程中电压表V3示数的变化量U3和电流表示数变化量I的比值不变,答案：ABD,四、电学实验中的几个问题 1进行仪器选择、电路设计时，应注意以下原则： (1)安全性原则：所选元件在电路中不能被损坏，如电压表或电流表的电路中时，各对应物理量不超过它们的量程。 (2)目的性原则：所设计的电路应能够达到实验的目的。 (3)准确性原则：选取仪器或器材时应考虑减小系统误差，如电压表或电流表的指针偏转应尽可能指在中间刻度附近。 (4)方便操作原则：所设计的实验容易达到实验目的，且又简捷、方便。 (5)经济实惠原则：所设计的电路中所用的仪器应在大多数实验室能找到，本原则也可称为可实施原则。,2电压表、电流表及多用电表的读数 (1)电压表、电流表和多用电表的直流电压、直流电流挡的读数，要看清选择的量程和分度值。 (2)多用电表的欧姆挡的读数要看清选择的倍率，如：1、10、100等。 3实验仪器的选取 (1)电源允许通过的最大电流要大于电路中的实际电流。 (2)用电器的额定电流应大于或等于通过它的实际电流。 (3)电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值。,5电路的实物连接方法 (1)先图后连，先串后并。 (2)看准极性，接线到柱。 (3)明确量程，检查定位。 6数据的处理方法 (1)公式法：物理意义比较明确。 (2)图象法：有取平均值的效果，结果比较准确。 7仪器代换 (1)一个定值电阻和一个电流表可以代换电压表。 (2)小量程电流表可以改装后再接入电路。,(河南新郑市20142015学年高二上学期期中)有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线，有下列器材供选用： A电压表(05V，内阻10k) B电压表(010V，内阻20k) C电流表(00.3A，内阻1) D电流表(00.6A，内阻0.4) E滑动变阻器(5，1A) F滑动变阻器(500，0.2A),(1)实验中电压表应选用_，电流表应选用_。为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)。 (2)请在图1方框内画出满足实验要求的电路图，并把由图2中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。,(2)由于灯泡电阻远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法。 故电路图、实物连线图如图所示 答案：(1)A，D，E (2)见解析,1本章为电学基础知识，从近几年高考试题来看，命题多集中在部分电路欧姆定律，串、并联电路，闭合电路欧姆定律这三个知识点上，其次是电功率和直流电路的动态分析。 2由于该部分知识与学生实验结合紧密，因此电学实验是高中物理实验中的重点，也是高考实验考查的热点内容。考查既具体又灵活，象仪器的选择、读数、器材的连接、数据处理、误差分析等，每年的高考试题中都有所涉及，在学习中应予以足够重视。对于基本的多用电表的认识和使用，常见的测量电阻的方法，滑动变阻器、电压表、电流表等电学元件的使用等应该牢牢地掌握。,(2015全国卷，23)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。,(1)已知毫安表表头的内阻为100 ，满偏电流为1 mA；R1和R2为阻值固定的电阻若使用a和b两个接线柱，电表量程为3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA。由题给条件和数据，可以求出R1_，R2_。 (2)现用一量程为3 mA、内阻为150 的标准电流表对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 和1000 ；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 和 3000 。则R0应选用阻值为_的电阻，R应选用最大阻值为_的滑动变阻器。,(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱_(填“b”或“c”)相连。判断依据是：_。,一、选择题(单选题) 1(2015安徽理综，17)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为( ) 答案：C,A将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A B将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A C将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A D将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A 答案：C,解析：A、B项，将接线柱1、2接入电路时电阻R1分流，阻值为电流表的一半，通过R1的电流为通过电流表电流的2倍，量程扩大为原来的3倍，所以每一小格表示0.06A，故A、B项错误。C、D项，将接线柱1、3接入电路时，电流表先与R1并联，然后与R2串联，串联电路对电流表量程无影响，电阻R1分流，电流表量程变为原来的3倍，每一小格表示0.06A，故C项正确，D项错误。,二、非选择题 3(2015全国卷，23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下： 待测电压表(量程3V，内阻约为3000)，电阻箱R0(最大阻值为99999.9)，滑动变阻器R1(最大阻值100，额定电流2A)，电源E(电动势6V，内阻不计)，开关2个，导线若干。 (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。,(2)根据设计的电路，写出实验步骤： _。 (3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“”、“”或“”)，主要理由是_。,答案：(1)实验电路如图所示：,(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表指针满偏；保持滑动变阻器的滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表的内阻。 (3) 断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RVRV。 解析：(1)由于R1的总阻值远小于测量电路总电阻，故控制电路采用分压式接法，电路图见答案。 (2)(3)见答案。,4(2015浙江理综，22)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。,(1)根据图1画出实验电路图； (2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的、所示，电流表量程为0.6 A，电压表量程为3 V。所示读数为：_、_、_、_.两组数据得到的电阻分别为_和_。,答案：(1)如图 (2)0.10A 0.24A 2.00V 0.27 V (8.30.1) (2.70.1) (后两空如填为(2.70.1)和(8.30.1)也行),解析：(1)从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故电路图如图所示,5(2015天津理综，9)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用： A电流表：量程0.6 A，内电阻约1 B电流表：量程3 A，内电阻约0.2 C电压表：量程3 V，内电阻约30 k D电压表：量程6 V，内电阻约60 k E滑动变阻器：01000 ，额定电流0.5 A F滑动变阻器：020 ，额定电流2 A,(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)。 (2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_和_ 相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。,(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标。,解析：(1)此次实验电流表内阻对实验没有影响，选择小量程电流表，减小读数误差；串联电池的电动势约为4.5 V，电压表应选择D项；接入电路中的电阻在满足要求的条件下不宜过大，容易调节，故滑动变阻器应选F。 (2)电压表的内阻相对滑动变阻器的内阻较大，流经电压表的电流可以忽略不计，所以选择电流表内接法，以减小误差。,
展开阅读全文