2018-2019学年鲁科版选修3-1 第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 章末分层突破 学案

章末分层突破[自我校对]①E R＋r②U＋Ir③EI④UI⑤I2R⑥I2r⑦串联⑧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4-1所示的限流式接法．R AB随P、b间的电阻增大而增大．图4-1(2)如图4-2所示分压电路．电路总电阻R AB等于AP段电阻R aP和R1并联后的电阻与PB段电阻R bP的串联值．当P由a滑至b时，虽然R aP与R bP变化相反，但电路的总电阻R AB持续减小；若P点反向移动，则R AB持续增大．图4-2(3)如图4-3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()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＝ER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I1＝UR3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4-5所示电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝3 Ω，滑动变阻器总电阻R＝20 Ω，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R0＋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】AD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4-6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4-6A．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Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q2.Q 1与Q 2的比值为( )图4-7A.25B.12C.35D.23【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U 1＝15E ，U 2＝13E ，C 所带的电荷量Q ＝CU ，则Q 1∶Q 2＝3∶5，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 Ω，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 Ω，根据闭合电路欧姆定律得通过电源的电流为I＝122＋10A＝1 A，则路端电压为U＝IR外＝10V，选项A正确；电源的总功率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φa＝2.5 V，b点电势为φb＝7.5 V，a、b间电压的大小为5 V，选项C正确；若a、b间用导线连接起来，根据串并联电路的特点可得，外电路总电阻为7.5 Ω，根据闭合电路欧姆定律得电路的总电流为I＝12 2＋7.5A≈1.26 A，选项D错误．【答案】AC3．如图4-9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R L消耗的电功率．改变R L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．甲乙图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)I0＝______________A.(3)R L消耗的最大功率为______________W(保留一位有效数字)．变【解析】(1)滑动触头向下移动，R L变小，R1与R并联后的总电阻R总可得电压表示数减小．小，由于电路连接恒流源，根据U＝IR总(2)若滑动触头滑至最下端，R L＝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，I0＝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＝0.5 A时，P有最大值，P max＝5 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I c时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，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 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，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，I c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 Ω.(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：①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________Ω；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_______________________________.②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U＝I c(R滑＋R热)代入数据可得R滑＝1 150.0 Ω，因此滑动变阻器应选择R2.(3)①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 Ω.滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应臵于b端附近，若臵于另一端a时，闭合开关，则电路中的电流I＝18650.0 A≈27.7 mA，超过报警器最大电流20 mA，报警器可能损坏．②开关应先向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警为止．【答案】(1)连线如解析图所示．(2)R2(3)①650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏②c报警器开始报警我还有这些不足：(1)(2)我的课下提升方案：(1)(2)。