2018版高中物理第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3-1

1、第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路章末分层突破|IN固层知识整台压档压档; ;电阻分压电阻分压电流挡匸电流挡匸 一电阻分流一电阻分流测电阻心骨测电阻心骨闭含电路欣姆定自我校对3EI4UI5I2R U+IrRTFI2r串联并联2焜升层能力强化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、并联规律判断总电阻一定跟随该电阻变化规律而变). 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2.滑动变阻器常见三种接法的特点：(1)如图 4-1 所示的限流式接法.随P、b间的电阻

2、增大而增大.图 4-1如图 4-2 所示分压电路.电路总电阻等于AP段电阻Rp和F并联后的电阻与PB时，虽然Rp与Ftp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.段电阻Rbp的串联值当P由a滑至b图 4-2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;时有最大值，相差最大时有最小值.随两支路阻值之差的减小而增大，且支路阻值相差最小ftfl：图 4-3如图 4-4 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(3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Ri -Jb1

3、局為Ri图 4-4A. 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=R可知总电流增大，又由U=E-Ir知路端电压减小，A 对；流过电流表的示数为Ii=善可 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例 （多选）在如图 4-5 所示电路中，电源电动势E= 6 V，内阻r= 1Q,保护电阻F0= 3Q,滑动变阻器总电阻R= 20Q,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 4-5A. 电流表的示数先减

4、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F0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R）+r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】 AD4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

5、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、亠C丿该部分断路.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 4

6、-6 所示的电路中，闭合开关S 后，灯 Li、L2都能发光后来由于某种故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()【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R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.主龍 2障使灯A.B.C.D.电阻R断路电阻R2短路灯 Li上两接线柱间短路电阻R2断路图 4-65若电阻 R 短路

7、，灯 L2将不亮，选项 B 不符合题意.若灯 Li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C56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Li、R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_语通关语通关-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

8、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.拓展昱典题舖授1.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池 曰内阻可忽略)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Q;闭合开关S,电流再次稳定后,为Q.Q与Q的比值为()2A.53C.3【解析】断开 S 和闭合 S 后等效电路分别如图甲、乙所示.甲乙1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U= ：E,UC所带的电荷量1B.22D.3图 4-773E, C所带的电荷量 Q=cu则Q: Q= 3 : 5,选项【答案】C【解析】根据串并联电路的特点可得，外电路总电阻为10Q,

9、根据闭合电路欧姆定律得通过电源的电流为I=A= 1 A,则路端电压为U=IR外=10 V，选项 A 正确；电源2+ 10 .的总功率P=EI= 12 W,选项 B 错误；若取电源负极的电势为0,则a点电势为0a= 2.5 V,b点电势为0b= 7.5 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C 正确.2.（多选）如图 4-8 所示的电路中，电源电动势为12 V,内阻为 2Q，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 4-8A. 路端电压为 10 VB. 电源的总功率为 10 WC.a、b间电压的大小为 5 VD.a、b间用导线连接后，电路的总

10、电流为1 A12来，根据串并联电路的特点可得，外电路总电阻为7.5Q，根据闭合电路欧姆定律得电路的总电流为I122+75A 1.26 A，选项 D 错误.【答ACA4-9 甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流3.如图表、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Io,R为定值电阻，电流FL消耗的电功率改变FL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的U-I关系图线.8图 4-9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）_Io=A.（3）_ R 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，R与R

11、并联后的总电阻R总变小，由于电路连接恒流源，根据U= IR总可得电压表示数减小.（2）若滑动触头滑至最下端，FL= 0,定值电阻R被短路，电流表示数即为干路电流，由U-I图象，当U= 0 时，Io=I= 1.0 A.（3）由U-I图象得解析式U=- 20I+ 20,根据P=UI得：P=- 20I2+ 20I，则当I= 0.5A 时，P有最大值，Pnax= 5 W【答案】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 60C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

12、报警），电阻箱（最大阻值为 999.9Q）,直流电源（输出电压为u内阻不计），滑动变阻器R（最 大阻值为 1 000Q），滑动变阻器艮（最大阻值为 2 000Q），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60C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.电路中应选用滑动变阻器 _（填“R”或“ R”）.电源热敏电KI滑动变阻器9（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 _Q;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10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.热救电阻(2)报警器开始报警时，对整个回路有U= Ic(R滑+R热)代入数据可得R= 1 150.0Q,因此滑动变阻器应选择F2.(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 650.0Q.滑动变阻