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固層知識整臺壓檔壓檔; ;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電阻心骨測電阻心骨閉含電路欣姆定自我校對3EI4UI5I2R U+IrRTFI2r串聯(lián)并聯(lián)2焜升層能力強化動態(tài)電路問題的分析方法1.常規(guī)思維過程：(1)對電路進行分析，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.滑動變阻器常見三種接法的特點：(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，雖然Rp與Ftp變化相反，但電路的總電阻RAB持續(xù)減??；若P點反向移動，則RAB持續(xù)增大.段電阻Rbp的串聯(lián)值當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;時有最大值，相差最大時有最小值.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 所示是一實驗電路圖，在滑動觸頭由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. 電源內阻消耗的功率變小D. 電路的總電阻變大【解析】 當滑片向b端滑動時，接入電路中的電阻減小，使總電阻減小，D 錯；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；流過電流表的示數(shù)為Ii=善可 知電流表示數(shù)減小，B 錯；由P內=I2r知內阻消耗的功率增大， C 錯.【答案】 A例 （多選）在如圖 4-5 所示電路中，電源電動勢E= 6 V，內阻r= 1Q,保護電阻F0= 3Q,滑動變阻器總電阻R= 20Q,閉合開關 S,在滑片P從a滑到b的過程中，若電 流表內阻忽略，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. 滑動變阻器消耗的功率先增大后減小D. 滑動變阻器消耗的功率先增大后減小，再增大再減小【解析】 此電路是滑動變阻器的上部分與下部分并聯(lián)后，再與F0串聯(lián).當滑片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 正確當滑動變阻器的并聯(lián)總電阻等于R）+r時，滑動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)電阻有兩次達到該值，故選項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)，進行嚴密推理，找出故障的原因具體方法如下：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

5、電路并聯(lián), 若電壓表指針偏轉，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、亠C丿該部分斷路.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 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)題設條件，電路中的某種故障產(chǎn)生兩個后果：一是燈L2突然變亮，二是電壓表的讀數(shù)增大，只有符合這兩個條件的故障才是可能的故障.因為電壓表的讀數(shù)增大，所以路端電壓增大，電源內阻上的電壓減小，說明總電流減小，電路總電阻增大.若電阻R斷路，會導致總電阻增大，總電流減小，而此時燈L2兩端電壓會減小，致使燈 L2暗，故選項 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 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 總電流減小導致內電壓和燈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 D 符合題意.【答案】D_語通關語通關-故障部分電路的特點(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

8、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.拓展昱典題舖授1.阻值相等的四個電阻、電容器C及電池 曰內阻可忽略)連接成如圖所示電路開關S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q;閉合開關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【答案】C【解析】根據(jù)串并聯(lián)電路的特點可得，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 A 正確；電源2+ 10 .的總功率P=EI= 12 W,選項 B 錯誤；若取電源負極的電勢為0,則a點電勢為0a= 2.5 V,b點電勢為0b= 7.5 V ,a、b間電壓的大小為 5 V，選項 C 正確；若a、b間用導線連接起C 正確.2.（多選）如圖 4-8 所示的電路中，電源電動勢為12 V,內阻為 2Q，四個電阻的阻值已在圖中標出閉合開關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 D 錯誤.【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利用該電路研究滑動變阻器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關系圖線.8圖 4-9回答下列問題：（1）_滑動觸頭向下移動時，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）滑動觸頭向下移動，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U= 0 時，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I= 0.5A 時，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)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過 60C時，系統(tǒng)報警提供的器材有：熱敏電阻，報警器（內阻很小，流過的電流超過Ic時就會

12、報警），電阻箱（最大阻值為 999.9Q）,直流電源（輸出電壓為u內阻不計），滑動變阻器R（最 大阻值為 1 000Q），滑動變阻器艮（最大阻值為 2 000Q），單刀雙擲開關一個，導線若干.在室溫下對系統(tǒng)進行調節(jié)已知U約為 18 V ,Ic約為 10 mA;流過報警器的電流超過20 mA 時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60C時阻值為 650.0（1）完成待調節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線.電路中應選用滑動變阻器 _（填“R”或“ R”）.電源熱敏電KI滑動變阻器9（3）按照下列步驟調節(jié)此報警系統(tǒng):電路接通前，需將電阻箱調到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為 _Q;滑動變阻器的滑片應置于 _（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是10將開關向 _ (填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用.【解析】(1)電路圖連接如圖.熱救電阻(2)報警器開始報警時，對整個回路有U= Ic(R滑+R熱)代入數(shù)據(jù)可得R= 1 150.0Q,因此滑動變阻器應選擇F2.(3)在調節(jié)過程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用，電阻箱的阻值應為報警器報警時熱敏電阻的阻值，即為 650.0Q.滑動變阻