沪科版选修31 4.3　典型案例分析 学案.doc

4.3典型案例分析学习目标重点难点1.记住欧姆表内部结构，会用闭合电路欧姆定律分析欧姆表的工作原理。2会运用闭合电路欧姆定律分析电路问题。重点：欧姆表的内部结构及其工作原理，欧姆定律的应用。难点：闭合电路欧姆定律的综合应用。多用电表欧姆挡多用电表由一只灵敏电流计改装而成，每进行一种测量值使用其中一部分电路，其他部分不起作用。它是通过一个或两个多功能旋转开关来改变内部电路结构的。多用电表测电流和电压的原理，实质上就是我们前面学过的分流和分压原理；多用电表电阻挡(欧姆挡)测电阻的设计原理则是闭合电路欧姆定律。欧姆表由表头、滑动变阻器、电源、红黑表笔组成，表盘刻度不均匀，电流的零处为电阻的无限大刻度，满偏电流处为电阻的零刻度，中间刻度的数值等于欧姆表的内阻。用多用电表测量电阻的阻值时，先要将红、黑表笔相接，进行电阻挡调零，再在红、黑表笔间接入被测电阻，就可以通过刻度盘的示数直接读出电阻值。预习交流把量程为3 ma的电流表改装成欧姆表，其中电池的电动势e1.5 v。经过改装后，若将原来电流表3 ma刻度线处的刻度值定为零位置，则2 ma刻度线处应标多少欧姆？答案：250 解析：由题意可知欧姆表的内电阻r0 5102 ，这样2 ma刻度线处标的电阻值为rr0500 250 ，即应标250 。一、欧姆表的原理多用电表测量电阻的原理是什么？多用电表的电阻挡刻度为什么不均匀？答案：多用电表欧姆挡电路原理如图所示。当待测电阻rx接入图示电路后形成闭合回路。由闭合电路欧姆定律可知，流过新表头的电流为i，式中r是r1和r2串联后与rg的并联等效电阻，r是r5和r6串联的等效电阻。从此式可解出rxrrr。可见，rx与i有着一一对应关系，如果在刻度盘上直接标出与i对应的rx的值，就能从刻度盘上直接读出待测电阻rx的值。因rx与i是非线性关系，故电阻挡刻度不均匀。从表盘上看，“左密右疏”，电阻零刻度是电流最大刻度，电阻“”刻度是电流零刻度。在如图所示的欧姆表示意图中，电流表的满偏电流ig200 a，内阻rg100 ，r00.9 k，电源电动势e1.5 v，电源内阻不计，欧姆表的调零电阻的有效值r是多大？当测量某电阻时，指针恰好在中间位置，则被测电阻r1是多大？当测量电阻r2时，指针恰好指在处，那么电阻r2为多大？答案：6.5 k7.5 k15.0 k解析：对欧姆表调零时，指针指在0处，此位置为满偏电流的位置。那么欧姆表的内电阻为：r内7.5 k，则调零电阻rr内rgr06.5 k。测r1时，e(r内r1)，故r17.5 k。测r2时，e(r内r2)，故r215.0 k。欧姆表测电阻的基本原理是闭合电路的欧姆定律，只要搞清欧姆表的电路连接情况，根据闭合电路的欧姆定律很容易求解。二、电路分析如图所示的电路中，闭合开关，灯l1、l2正常发光。由于电路出现故障，突然发现l1变亮，l2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是()。ar1断路br2断路cr3短路 dr4短路答案：a解析：等效电路如图所示。若r1断路，总外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，l1两端电压变大，l1变亮；ab部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过l2、r4的电流都减小，故a选项正确。若r2断路，总电阻变大，总电流减小，ac部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，r1、l1中电流都减小，与题意相矛盾，故b选项错。若r3短路或r4短路，总电阻减小，总电流增大，中电流变大，与题意相矛盾，故c、d选项错，正确选项只有a。如图所示的电路中，r13 ，r29 ，r36 ，电源电动势e24 v，内阻不计。当开关s1、s2均断开和均闭合时，灯泡l都同样正常发光。(1)写出两种情况下流经灯泡的电流方向；(2)求灯泡正常发光时的电阻r和电压u。答案：见解析解析：画出s1、s2均开启和闭合时的等效电路图如图所示，即可判知电流方向。灯泡l能同样正常发光，表示两情况中通过灯泡的电流相同。(1)s1、s2均断开时，流经灯泡的电流方向从ba；s1、s2均闭合时，流经灯泡的电流方向从ab。其等效电路如图所示。(2)设灯泡的电阻为r，s1、s2均断开时，由闭合电路欧姆定律得流过灯泡的电流i1s1、s2均闭合时，由闭合电路欧姆定律和并联分流的关系得流过灯泡的电流i2两情况中，灯泡l同样正常发光，表示i1i2，解得：r 3 。灯泡正常发光时的电压由等效电路图根据串联分压得ue24 v4.8 v。(1)对于复杂的电路，首先要画出等效电路图，然后再根据闭合电路欧姆定律和串、并联电路的特点进行分析和计算。(2)当电路中某一部分电路变化时，整个电路各处的电压、电流都会受到影响，分析时应抓住全电路中电源电动势和内阻不变的特点，从总电流的变化顺次推理。1关于欧姆表，下列说法正确的是()。a欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的b由于电流和电阻成反比，所以刻度盘上的刻度是均匀的c使用欧姆表时，选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接，进行电阻调零d当换用不同量程的欧姆挡去测量电阻时，可不必进行电阻调零答案：ac解析：欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的。因为ix，所以ix与rx并不成比例关系，所以刻度盘上的刻度不均匀；使用欧姆表时，每换一次挡位都需进行一次电阻调零。2.如图所示，在用多用电表测直流电压u和测量电阻r时，若红表笔插入多用电表的正()插孔，则()。a前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表b前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表c前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表d前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表答案：b解析：如题图所示是多用电表的示意电路图，无论是测电压u还是测电阻r，电流都是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，选项b正确。3如图所示，当可变电阻r的阻值增大时，则()。auab增大buab减小cir增大 dir减小答案：ad解析：可变电阻r增大ab并联部分的电阻增大整个外电路总电阻增大电路的总电流减小内电路上电压(u内ir)和电阻r1上的电压(u1 ir1)都减小ab并联部分的电压增大通过电阻r2的电流增大(i2)通过可变电阻r的电流减小(irii2)，故a、d正确。4.在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，a、b两灯亮度的变化情况为()。aa灯和b灯都变亮ba灯、b灯都变暗ca灯变亮，b灯变暗da灯变暗，b灯变亮答案：b解析：当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，电阻变小，总电阻减小，电路总电流增大，内电压增大，外电压减小，则a灯变暗；同时a上电流减小，则通往左边支路的电流增大，定值电阻两端的电压增大，b灯两端电压减小，b灯变暗。5若某欧姆表表头的满偏电流为5 ma，内装一节干电池，电动