高中物理第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路章末分层突破学案鲁科版选修.docx

第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路章末分层突破自我校对UIrEIUII2RI2r串联并联_动态电路问题的分析方法1.常规思维过程：(1)对电路进行分析，从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判断电路总电阻变化情况(若只有有效工作的一个电阻阻值变化，则不管它处于哪一支路，电路总电阻一定跟随该电阻变化规律而变)(2)由全电路欧姆定律判断电路总电流、路端电压变化情况(3)再根据电路特点和电路中电压、电流分配原则判断各部分电流、电压、电功率的变化情况2.滑动变阻器常见三种接法的特点：(1)如图41所示的限流式接法RAB随P、b间的电阻增大而增大图41(2)如图42所示分压电路电路总电阻RAB等于AP段电阻RaP和R1并联后的电阻与PB段电阻RbP的串联值当P由a滑至b时，虽然RaP与RbP变化相反，但电路的总电阻RAB持续减小；若P点反向移动，则RAB持续增大图42(3)如图43所示并联式电路由于两并联支路的电阻之和为定值，则两支路的并联电阻随两支路阻值之差的增大而减小；随两支路阻值之差的减小而增大，且支路阻值相差最小时有最大值，相差最大时有最小值图43如图44所示是一实验电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()图44A路端电压变小B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大【解析】当滑片向b端滑动时，接入电路中的电阻减小，使总电阻减小，D错；根据I可知总电流增大，又由UEIr知路端电压减小，A对；流过电流表的示数为I1可知电流表示数减小，B错；由P内I2r知内阻消耗的功率增大，C错【答案】A(多选)在如图45所示电路中，电源电动势E6 V，内阻r1 ，保护电阻R03 ，滑动变阻器总电阻R20 ，闭合开关S，在滑片P从a滑到b的过程中，若电流表内阻忽略，正确的是()图45A电流表的示数先减小后增大B电流表的示数先增大后减小C滑动变阻器消耗的功率先增大后减小D滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，再增大再减小【解析】此电路是滑动变阻器的上部分与下部分并联后，再与R0串联当滑片P从a滑到b的过程中，并联电路的电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，A正确当滑动变阻器的并联总电阻等于R0r时，滑动变阻器消耗的功率最大，在滑片P从a滑到b的过程中，并联电阻有两次达到该值，故选项D正确【答案】AD电路故障的分析方法这类题目要从已知条件出发，进行严密推理，找出故障的原因具体方法如下：1仪器检测法(1)用电压表对断路故障判断：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)用电压表对短路故障判断：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，则该段电路短路(3)用欧姆表检测：在使用欧姆表检测电路故障时，一定要注意将待测部分与电路断开若测得某段电路的电阻是零，说明该部分短路；若测得某段电路的电阻是无穷大，说明该部分断路2假设法：已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后，假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理，推理结果若与题述现象相符，则故障发生在该部分电路否则，故障没发生在该部分电路用此方法，直到找到故障为止如图46所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这故障可能是()图46A电阻R1断路B电阻R2短路C灯L1上两接线柱间短路D电阻R2断路【解析】根据题设条件，电路中的某种故障产生两个后果：一是灯L2突然变亮，二是电压表的读数增大，只有符合这两个条件的故障才是可能的故障因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大若电阻R1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L2两端电压会减小，致使灯L2暗，故选项A不符合题意若电阻R2短路，灯L2将不亮，选项B不符合题意若灯L1上两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表读数减小，选项C不符合题意若电阻R2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意而总电流减小导致内电压和灯L1、R1并联部分电压减小，灯L2端电压增大，灯L2变亮，故选项D符合题意【答案】D故障部分电路的特点(1)断路的特点：电路中发生断路，表现为电路中的电流为零而电源两端的电压不为零；若外电路中某两点之间的电压不为零，则表示这两点之间出现了断路，同时也说明这两点与电源之间的相连部分无断路(2)短路的特点：电路发生短路时，表现为有电流通过短路电路，即电流表是有一定示数的，但用电压表测该支路两端的电压时，电压表示数为零1.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为()图47A.B.C.D.【解析】断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示甲乙根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1E，U2E，C所带的电荷量QCU，则Q1Q235，选项C正确【答案】C2(多选)如图48所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 ，四个电阻的阻值已在图中标出闭合开关S，下列说法正确的有()图48A路端电压为10 VB电源的总功率为10 WCa、b间电压的大小为5 VDa、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A【解析】根据串并联电路的特点可得，外电路总电阻为10 ，根据闭合电路欧姆定律得通过电源的电流为IA1 A，则路端电压为UIR外10 V，选项A正确；电源的总功率PEI12 W，选项B错误；若取电源负极的电势为0，则a点电势为a2.5 V，b点电势为b7.5 V，a、b间电压的大小为5 V，选项C正确；若a、b间用导线连接起来，根据串并联电路的特点可得，外电路总电阻为7.5 ，根据闭合电路欧姆定律得电路的总电流为IA1.26 A，选项D错误【答案】AC3如图49甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的UI关系图线甲乙图49回答下列问题：(1)滑动触头向下移动时，电压表示数_(填“增大”或“减小”)(2)I0 _A.(3)RL消耗的最大功率为_W(保留一位有效数字)【解析】(1)滑动触头向下移动，RL变小，R1与R并联后的总电阻R总变小，由于电路连接恒流源，根据UIR总可得电压表示数减小(2)若滑动触头滑至最下端，RL0，定值电阻R被短路，电流表示数即为干路电流，由UI图象，当U0时，I0I1.0 A.(3)由UI图象得解析式U20I20，根据PUI得：P20I220I，则当I0.5 A时，P有最大值，Pmax5 W【答案】(1)减小(2)1.00(0.98、0.99、1.00均正确)(3)54现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 时，系统报警提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 )，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 )，单刀双掷开关一个，导线若干在室温下对系统进行调节已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 时阻值为650.0 .(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线(2)电路中应选用滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_.将开关向_(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用【解析】(1)电路图连接如图(2)报警器开始报警时，对整个回路有UIc(R滑R热)代入数据可得R滑1 150.0 ，因此滑动变阻器应选择R2.(3)在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻的阻值，即为650.0 .滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于b端