高中物理电路故障问题选修3-1

高中物理选修3-1第二章恒定电流电路故障、黑匣子问题

（Ｄ）ｂｃ间电路不通，ｃｄ间电路通
二、黑盒子问题
1、欧姆表测量电阻的步骤： ①机械调零：方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。 ②选择倍率：原则是尽可能使指针指在中央刻度附近。 ③欧姆调零：方法是将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处 ④测量：将红黑表笔接被测电阻两端进行测量 ⑤读数：将指针示数乘以倍率，得测量值 ⑥将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡
一、故障判断
短路：短路处电压为零，电流很大断路：断路处电流为零，电压很大（通常是断路处“霸占 "一段电路的全部电压）例：图为一电路板，ａ、ｂ、ｃ、ｄ为接线柱，ａ、ｄ与２２０Ｖ的电源连接，ａｂ间、ｂｃ间、ｃｄ间分别连接一个电阻，现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一电压表分别测得ｂ、ｄ两点间以及ａ、ｃ两点间的电压均为２２０Ｖ，由此可知（Ａ）ａｂ间电路通，ｃｄ间电路不通（Ｂ）ａｂ间电路不通，ｂｃ间电路通（Ｃ）ａｂ间电路通，ｂｃ间电路不通
2、欧姆表测量电阻的注意点： ①每改变一个倍率必须重新调零（不是每测量一个电阻必须调零） ②测量时必须把外电路断开，单独测量电阻,手不能接触表笔 ③读数在刻度的中间（4R中——1/4R中）附近较为准确 ④测量完毕后，开关旋至Off挡或交流电压最高挡 ⑤被测电阻元件必须和其他元件断开
某人用万用电表按正确步骤测量一电阻阻值,指针指示位置如图, 则这电阻值是____.如果要用这万用电表测量一个约200欧的电阻, 为了使测量比较精确,选择开关应选的欧姆挡是____.
两种可能。
⑷用欧姆挡测量，黑表笔接C红表笔接B测得阻值比黑表笔A红表笔接B时测得的阻值大，说明二极管在AB间。所以黑元件设定黑箱上有三个接点，两个接点间最多只能接一个元件；黑箱内所接的元件不超过两个。测量步骤和判定：⑴用直流电压挡测量，A 、B 、C 三点间均无电压；说明箱内无电源。⑵用欧姆挡测量，A、C间正、反接阻值不变，说明A、C间有一个电阻。 ⑶用欧姆挡测量，黑表笔接 A 红表笔接B时测得的阻值较小，反接时测得的阻值较大，说明箱内有一个二极管，可能在AB间，也可能在BC间，如右图中

人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第九章专题：电路的动态分析、故障分析和含容电路问题

人教版物理选修3-1第九章专题：电路的动态分析、故障分析和含容电路问题一、多选题。

1. 如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向上移动时，下列说法中正确的是（）A.电流表示数变大B.电压表示数变小C.电阻R0的电功率变大D.电源的总功率变小2. 湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的，当湿度增加时，湿敏电阻的阻值会减小，常用于制作湿度传感器．在室内设计如图所示电路，当周围环境的湿度增加时（）A.电灯L变暗B.电流表的示数变大C.流过湿敏电阻的电流变大D.电源的总功率变小3. 如图所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（）A.R3消耗的功率逐渐减小B.电流表读数减小，电压表读数增大C.电源的输出功率逐渐增大D.质点P将向上运动4. 将阻值为非线性变化的滑动变阻器R2接入图甲的电路中，移动滑动变阻器滑动触头改变接入电路中的电阻丝长度x（x为图中a点与滑动触头之间的距离），定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙所示，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，电路中的电流表和电压表均为理想电表，当滑动触头从a点移动到b点和从b点移动到c点的这两个过程中，下列说法正确的是（）A.电流表A的示数变化量相等B.电压表V2的示数变化量不相等C.从a点到b点电阻R1的功率变化量较大D.电源的输出功率都不断增大5. 如图甲所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化．图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况．以下说法正确的是（）A.图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况B.图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C.此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值变大D.此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI的比值不变6. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值R1=r，当滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU．下列说法中正确的是（）A.电压表V的示数减小B.电流表A1、A2的示数均减小C.ΔU与ΔI1的比值等于电源内阻rD.电源的输出功率逐渐增大7. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻大于电源的内阻r．闭合开关S，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是（）A.电流表的读数减小B.灯泡L变亮C.电源输出功率先减小后增大D.电压表的读数先增大后减小二、选择题。

湖北省黄石市部分中学高中物理选修3-1 2.7.3《电路故障的判断》教案(人教版)

2.7.3 电路故障的判断【【教教学学目目标标】】1．了解电路故障的特点。

2．掌握电路故障的分析方法。

【【重重点点难难点点】】1．了解电路故障的特点。

2．掌握电路故障的分析方法。

【【教教学学方方法法】】讲练结合【【教教学学用用具具】】课件【【教教学学过过程程】】一、电路故障的特点1、断路的特点：电路中发生断路，表现为电源电压不为零而电流强度为零，若外电路中任意两点之间的电压不为零，则这两点间有断点，而这两点与电源联结部分无断点。

2、短路的特点：电路中发生短路，表现为有电流通过电路而电压为零。

二、电路故障的分析方法1、仪器检测法（1）断路故障的判断：用伏特表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若伏特表指针偏转，则该段电路中有断点。

（2）短路故障的判断：用伏特表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联；若伏特表示数为零时，该电路被短路；当伏特表示数不为零，则该电路不被短路或不完全被短路。

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，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用电流定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止。

【例1】如图所示的电路中，电源电动势为6伏，当开关K 接通后，灯泡L 1和L 2都不亮，用电压表测得各部分电压是U ab ＝6伏，U ad ＝0，U cd ＝6伏，由此可断定：A 、L 1和L 2的灯丝都烧断了；B 、L 1的灯丝烧断了；C 、L 2的灯丝烧断了；D 、变阻器R 断路。

【例2】如图所示，R 1＝R 2＝R 3＝2欧，R 4＝6欧，C 1＝7.5微法，电源电动势E ＝10伏，内阻不计，G 为电流计。

当电路中只有一处发生断路时，电流由上向下通过电流计，求：（1）这一断路可能发生在何处?（2）发生断路时，流经电流计的电量。

高中物理选修3-1(电学实验综合)含解析

专题三电学实验综合(建议用时：90分钟)1．某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．甲乙(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图乙所示，读数为________V，说明________正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是________(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．2．将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5 V．可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5 V、额定电流为0.3 A的手电筒上的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3 mA.为了较精确地测定该水果电池的电动势和内阻，提供的实验器材有：A．电流表A1(量程0～3 mA，内阻约为0.5 Ω)B．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)C．电压表V(量程0～1.5 V，内阻约为3 kΩ)D．滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω，额定电流为1 A)E．滑动变阻器R2(阻值0～3 kΩ，额定电流为1 A)F．电键，导线若干G．水果电池(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示)．(2)请在虚线框内画出实验电路图．(3)根据实验记录的数据，经描点、连线得到水果电池的路端电压随电流变化的U－I图象如图所示，由图可知：水果电池的电动势E＝________V，内阻r＝________ Ω.3．某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V 和1 A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线．(2)开关S闭合时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)．(3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”)．(4)定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.(结果取三位有效数字)4．某同学为了研究“3 V，0.3 W”的小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况．设置了如下器材：电流表A1(量程400 mA，内阻r1＝5 Ω)；电流表A2(量程600 mA，内阻r2约为1 Ω)；电压表V(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；定值电阻R0(5 Ω)；滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为1 A)；滑动变阻器R2(0～250 Ω，额定电流为0.3 A)；电源E(电动势3 V，内阻较小)；开关一个，导线若干．(1)从以上给定的器材中选择恰当的器材．在虚线框内画出实验电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号．(2)根据设计的方案，将下图中的器材连成符合要求的电路(有个别仪器可能不用)．(3)闭合开关S，移动滑片P，使________时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为________(用测量的物理量表示)．5．如图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表．(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(选填“a端”、“中央”或“b端”)．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为I1/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068在如图丙所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1－I2曲线．(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I m＝________ A.6．为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：①待测干电池E(电动势约为1.5 V，内阻约为1.0 Ω)②电流表G(满偏电流3.0 mA，内阻为10 Ω)③电流表A(量程0～0.60 A，内阻约为0.10 Ω)④滑动变阻器R1(0～20 Ω，2 A)⑤滑动变阻器R2(0～1 000 Ω，1 A)⑥定值电阻R3＝990 Ω⑦开关和导线若干(1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_____(填仪器字母代号)；(2)请在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号；(3)图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可求出被测干电池的电动势E＝________V(保留3位有效数字)，内电阻r＝________Ω(保留2位有效数字)．7．为了测定电阻R x(电阻值约为1 000 Ω)的电阻值以及一节干电池的电动势和内阻(内阻约为2 Ω)，手边还有如下器材：A．电流表A：量程为3 A、内阻约为0.5 ΩB．电压表V：量程为2 V、内阻很大C．电阻箱R1：总阻值为9 999.9 ΩD．滑动变阻器R2：0～10 ΩE．单刀单掷开关、导线若干(1)为了较准确测量，电表应选用________．(填器材前的编号)(2)请在虚线框内画出一个实验电路，测定R x的电阻值、电池的电动势和内阻．要求：标清楚所需器材的符号(A、V、R1、R x、R2)．(3)通过改变电路的总电阻，记录外电路的电阻值R和对应情况下的电压表示数U，画出1U随1R的变化图线为直线，如图所示，直线与纵轴的交点坐标为b、斜率为k，则电源电动势为________，内阻为________．8．现用伏安法研究某电子器件R1(6 V 2.5 W)的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整(直接测量的变化范围尽可能大一些)，备有下列器材：A．直流电源(6 V，内阻不计)；B．电流表G(满偏电流I g＝3 mA，内阻R g＝10 Ω)；C．电流表A(0～0.6 A，内阻未知)；D．滑动变阻器(0～20 Ω，5 A)；E．滑动变阻器(0～200 Ω，1 A)；F．定值电阻R0(阻值1 990 Ω)；G．开关与导线若干．(1)根据题目提供的实验器材，请你在方框中设计出测量电子器件R1伏安特性曲线的电路原理图．(2)在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用________(填写器材序号)．(3)将上述电子器件R1和另一电子器件R2接入如图甲所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图乙中Ob、Oa所示．电源的电动势E＝6.0 V，内阻忽略不计．调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时R3接入电路的阻值为________Ω.9．某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.(1)先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为____________V.(2)然后，用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．①根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路．②闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R和1/U的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1/U－1/R图线．R（Ω）166.771.450.033.325.020.0U（V）8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 1/R（×10－2Ω－1）0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.001/U（V－1）0.120.170.210.240.310.34③从图线中可求得E＝____________V.10．某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5 V0.5 A”的小直流电动机，线圈内阻小于1 Ω.现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内，输出功率与输入电压的关系，学校实验室提供的器材有：①直流电源E，电压6 V，内阻不计；②小直流电动机M；③电压表V1，量程0～0.6 V，内阻约3 kΩ；④电压表V2，量程0～6 V，内阻约15 kΩ；⑤电流表A1，量程0～0.6 A，内阻约1 kΩ；⑥电流表A2，量程0～3 A，内阻约0.5 Ω；⑦滑动变阻器R，0～10 Ω，2 A；⑧开关一只，导线若干．(1)首先要比较精确测量电动机的内阻r.根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，通过调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选______．若电压表的示数为0.1 V，电流表的示数为0.2 A，则内阻r＝______ Ω，这个结果比真实值偏______(填“大”或“小”)．(2)在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图．(标明所选器材的符号)(3)当电压表的示数为4.5 V时，电流表示数如图所示，此时电动机的输出功率是____W.参考答案与解析1．[139]【解析】(1)因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在题图乙所示位置时，读数为11.5(11.2～11.8之间的值均可)V，说明蓄电池正常．(2)红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯．【答案】(1)11.5(11.2～11.8之间的值均可)蓄电池(2)小灯2．[140]【解析】由图象知电源内阻较大，因此电流表应外接，误差较小；同时滑动变阻器应选R2，电流表才会有明显的示数变化．【答案】(1)A E(2)如图所示(3)1.354503．[141]【解析】(1)表头跟R2串联，R1跟开关串联，两个支路并联，连线图如图所示．(2)开关闭合时，电表的内阻较小，为等效电流表；开关断开时，电表的内阻较大，为等效电压表．(3)电流由红表笔流入，由题图甲可看出表头右端为“＋”，故表笔A为黑表笔．(4)设表头的内阻为r，满偏电流为I g，由欧姆定律可知I g(R2＋r)＝1 V，I g(R2＋r)＝(1 A －I g)R1，解得R1＝1.00 Ω，R2＝880 Ω.【答案】(1)见解析图(2)电流电压(3)黑(4)1.008804．[142]【解析】测电阻的基本方法是伏安法，但由于小灯泡的额定电压为3 V，比电压表的量程小得多，故无法用电压表测电压．可设计让定值电阻R0与A1串联，改装成一个适当量程的电压表，然后用A2测量小灯泡和改装电表并联后的总电流，这样通过两表的示数就可以知道通过小灯泡的电流为I2－I1，小灯泡两端的电压为I1(R0＋r1)，故小灯泡的电阻为R L＝I1（r1＋R0）I2－I1.实验要求测量小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况，即要求电压从0开始调节，故滑动变阻器应选用分压式接法．由于滑动变阻器R2阻值太大，所以滑动变阻器选R1；小灯泡正常发光时电压为3 V，对应电流表读数为I1＝UR0＋r1＝0.3 A＝300 mA.则电路原理图如图甲所示，实物连接图如图乙所示使A 1的示数为300 mA 时，灯泡正常发光，此时R L ＝I 1（r 1＋R 0）I 2－I 1，式中I 2为A 1表示数为300 mA 时，电流表A 2的读数，故I 1＝300 mA.【答案】(1)、(2)见解析图 (3)A 1的示数为300 mAI 1（r 1＋R 0）I 2－I 1 5．[143] 【解析】(1)由电路图连线如图(2)闭合开关S 前，为保护电路，应使连入电路的滑动变阻器阻值最大，故滑动端c 置于b 端．(3)连线如图(4)电路中，A 1与R 1串联等效于电压表，纵轴截距为0.149 mA ，对应电压值U ＝0.149×10－3×104 V ＝1.49 V ，故电动势E ＝1.49 V ，内阻r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝0.60 Ω.(5)短路电流I m ＝E r ＝1.490.60A ＝2.5 A. 【答案】(1)见解析图 (2)b 端 (3)见解析图 (4)1.49 0.60 (5)2.56．[144] 【解析】(1)题中给出两个电流表，其中G 内阻已知，和定值电阻串联后两端电压最大为3 V ，改装用作电压表；滑动变阻器若用R 1，方便调节和读数，易得多组数据，而R 2的电阻值太大，不方便调节，不易测得多组数据．(3)根据闭合电路欧姆定律可知E ＝I 1(R 3＋R G )＋(I 1＋I 2)r ，变形为I 1＝－r R 3＋R G ＋r I 2＋E R 3＋R G ＋r ，图线的纵截距为E R 3＋R G ＋r ＝1.45×10－3A ，斜率为－r R 3＋R G ＋r＝－0.450.5×10－3，解得E ＝1.45 V ，r ＝0.90 Ω.【答案】(1)R 1 (2)如图所示 (3)1.45(1.44～1.46) 0.90(0.88～0.92)7．[145] 【解析】(1)电流表量程太大、不可用，一节干电池的电动势约为1.5 V .(2)滑动变阻器总电阻值太小且在滑动过程中不能读出接入电路的电阻值，所以改变电路中的电阻采用电阻箱，电路图如答案图所示．(3)应用闭合电路欧姆定律有U ＋U R r ＝E ，则1U ＝1E ＋r E ·1R ，由此可知E ＝1b 、r ＝k b. 【答案】(1)B (2)如图所示 (3)1b k b8．[146] 【解析】(1)电子器件R 1允许通过的最大电流I m ＝2.56A ，电流表采用A ；电子器件R 1两端所加电压最大值为6 V ，则需把电流表G 改装成电压表，G 和定值电阻R 0串联后两端电压最大值为3 mA ×(10＋1 990)Ω＝6 V ，正合适；电子器件R 1电阻较小，改装后的电压表内阻远大于其电阻，而电流表A 内阻未知，则电流表A 外接．(2)要求特性曲线尽可能完整，直接测量的变化范围尽可能大一些，滑动变阻器采用分压式，滑动变阻器选总阻值小的D.(3)R 1、R 2和R 3串联，则通过它们的电流相同，又R 1和R 2消耗的电功率恰好相等，则Oa 、Ob 两曲线的交点为满足上述条件的点，通过它们的电流为0.25 A ，R 1和R 2两端电压均为2.5 V ，根据串联电路特点可知R 3两端电压为1 V ，根据欧姆定律可知R 3接入电路的阻值为10.25Ω＝4 Ω. 【答案】(1)如图所示 (2)D (3)4119．[147] 【解析】(1)读出示数为：9.4 V.(2)①连线如图所示．②作图线如图所示③由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋U R (r ＋R 0)，变形得1U ＝1E ＋r ＋R 0E ·1R ，从上式看出在1U－1R 图象中，纵轴的截距即为1E，由图象得出截距为0.10，所以E ＝10.0 V(9.5 V ～11.1 V 内均正确)．10．[148] 【解析】(1)由于小电动机线圈电阻很小，电流也小，因此应选小量程电流表、电压表．r ＝U I＝0.5 Ω.由(2)问图可知电压表分流，故测量值比真实值小． (2)电压表应选V 2，电流表A 1采用外接法，变阻器采用分压式电路．(3)P 出＝4.5×0.4 W －0.42×0.5 W ＝1.72 W.【答案】(1)V 1 0.5 小(2)如图所示(3)1.72。

高二物理人教版选修31电路故障问题的分类解析-最新学习文档

电路故障问题的分类解析重/难点重点：检查电路故障的常用方法。

难点：常见故障电路问题的分类解析。

重/难点分析重点分析：检查电路故障的常用方法有：电压表检查法；电流表检查法；欧姆表检查法；试电笔检查法。

难点分析：常见故障电路问题主要有这样几类：（1）给定可能故障现象，确定检查方法。

（2）给定测量值，分析推断故障。

（3）根据观察现象，分析推断故障。

（4）根据故障，分析推断可能观察到的现象。

突破策略1.常见的故障现象断路：是指电路两点间（或用电器两端）的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路（或用电器）上，指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其它各处均无电压降落（即电压表不偏转）。

短路:是指电路两点间（或用电器两端）的电阻趋于零，此时电路两点间无电2.检查电路故障的常用方法电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障。

在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求。

电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障。

在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求。

欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障。

在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源。

试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查。

在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔的上金属体。

3.常见故障电路问题的分类解析（1）给定可能故障现象，确定检查方法：例1. 在如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是：A ．直流10V 挡；B ．直流0.5A 挡；C ．直流2.5V 挡；D ．欧姆挡。

高二物理人教版选修31电路故障问题的分类解析

高二物理人教版选修31电路故障问题的分类解析重/难点重点：反省电路缺点的常用方法。

难点：罕见缺点电路效果的分类解析。

重/难点剖析重点剖析：反省电路缺点的常用方法有：电压表反省法；电流表反省法；欧姆表反省法；试电笔反省法。

难点剖析：罕见缺点电路效果主要有这样几类：〔1〕给定能够缺点现象，确定反省方法。

〔2〕给定测量值，剖析推断缺点。

〔3〕依据观察现象，剖析推断缺点。

〔4〕依据缺点，剖析推断能够观察到的现象。

打破战略1.罕见的缺点现象断路：是指电路两点间〔或用电器两端〕的电阻无量大，此时无电流经过，假定电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路〔或用电器〕上，指针发作偏转，那么该段电路断路，如电路中只要该一处断路，整个电路的电势差全部下降在该处，其它各处均无电压下降〔即电压表不偏转〕。

短路:是指电路两点间〔或用电器两端〕的电阻趋于零，此时电路两点间无电压下降，用电器实践功率为零〔即用电器不任务或灯不亮，但电源易被烧坏〕2.反省电路缺点的常用方法电压表反省法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各局部电路上的电压，经过对测量电压值的剖析，就可以确定缺点。

在用电压表反省时，一定要留意电压表的极性正确和量程契合要求。

电流表反省法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各局部电路上的电流，经过对测量电流值的剖析，就可以确定缺点。

在用电流表反省时，一定要留意电流表的极性正确和量程契合要求。

欧姆表反省法：当电路中缀开电源后，可以应用欧姆表测量各局部电路的电阻，经过对测量电阻值的剖析，就可以确定缺点。

在用欧姆表反省时，一定要留意切断电源。

试电笔反省法：关于家庭用电线路，当出现缺点时，可以应用试电笔停止反省。

在用试电笔反省电路时，一定要用手接触试电笔的上金属体。

3.罕见缺点电路效果的分类解析〔1〕给定能够缺点现象，确定反省方法：例1. 在如下图电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某先生想先将万用表的红表笔衔接在电源的正极a，再将黑表笔区分连电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在以下选档中，契合操作规程的是：A ．直流10V 挡；B ．直流0.5A 挡；C ．直流2.5V 挡；D ．欧姆挡。

高中物理人教选修3-1课件第2章末小结

1．纯电阻电路在纯电阻电路中，电功等于电热，电功率等于热功率，
2 U 即P电路在非纯电阻电路中，电功大于电热，电功率大于热功率，即UI>P热＝I2R。
规格为“ 220V 36W” 的排气扇，线圈电阻为 40Ω，求： (1) 接上 220V 电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热
(3)U＝E－Ir(U、I间关系) R (4)U＝ E(U、R间关系) R＋r 从(3)式看出：当外电路断开时(I＝0)，路端电压等于电动势。当外电路短路时(R＝0)电流最大为Im＝E/r→短路电流。
2．电源的功率和效率 (1)功率：①电源的功率(电源的总功率)PE＝EI； ②电源的输出功率P出＝UI； ③电源内部消耗的功率Pr＝I2r。 P U (2)电源的效率：η＝ P ＝ E ，当内外电阻相等时，电源的 E E2 输出功率最大，为Pm＝。 4r
的功率；
(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。
解析：(1)排气扇在220V电压下正常工作电流 P 36 I＝U＝ A＝0.16A 220 发热功率P热＝I2R＝(0.16)2×40W＝1W 转化为机械能的功率 P机＝P－P热＝(36－1)W＝35W。
(2)扇叶被卡住不能转动后，电机相当于纯电阻，电能全部转化为热能，此时通过排气扇电流 U 220 I′ ＝ R ＝ A＝5.5A 40 电机消耗的功率等于发热功率 P′＝P热＝I′U＝5.5×220W＝1210W 由于发热量很大，将很快烧坏电动机线圈。
(3)见解析
欧姆
(2)开关或连接点5、6
二、电路中的能量转化在闭合电路中，电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能，在整个电路中，通过电场力做功又将电能转化为其他形式的能。电源为整个电路提供的电功率P总＝EI，其中内阻的发热功率P内＝I2r，电源的输出功率P出＝UI＝P总－P P出 U ＝。内，电源的效率η＝ P总 E

人教版高中物理选修3-1知识点整理及重点题型梳理] 闭合电路欧姆定律的应用基础

人教版高中物理选修3-1知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习闭合电路欧姆定律的应用【学习目标】1．进一步加深对闭合电路各量及其关系的理解。

2．熟练地运用闭合电路欧姆定律对电路进行分析与计算。

3．能够综合运用电路有关知识（串、并联电路特点、部分电路欧姆定律等）对闭合电路进行动态分析和计算；如，路端电压、电压的输出功率、电源的效率等随外电阻的变化。

4．能够熟练地运用能的转化和守恒的知识解决非纯电阻电路问题（如电动机电路等）。

5．综合运用电路知识解决闭合电路问题。

6．电路的等效、简化和电路的极值问题 7．电路故障的判断等。

【要点梳理】要点一、关于闭合电路欧姆定律 1．闭合电路欧姆定律（1）已知电动势为E 、内电阻为r 的电源和电阻R 组成闭合回路，如图，电路中有电流I 通过，根据欧姆定律U IR =外，U Ir =内和E U U =+外内得E IR Ir =+，即E I R r=+．（2）闭合电路的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。

2、对闭合电路欧姆定律的理解公式的适用对象○1UI R =适用于纯电阻电路。

○2EI R r=+适用于纯电阻电路。

○3E U U =+外内适用于各种电路，U E Ir =外－与E U U =+外内相同。

要点二、闭合电路欧姆定律应用1．路端电压随负载的变化分析负载即用电器，而R 是由负载的结构决定的，当R 变化时，路端电压U 、电流I 随之变化，由E Ir U =+得1ER EU E Ir r R r R=-==++．可见：（1）U 随R 的增大而增大，随R 的减小而减小，U I -曲线如图所示。

（2）当0R →（短路）时，0U =，此时EI r=最大，会引起火灾。

（3）当R →∞（断路）时，U E =。

2.功率与电流之间的关系（如图）○1直线表示电源的总功率 P EI =总.○2曲线表示电源的输出功率 2P UI EI I r ==-出．○3曲线表示电源内部消耗的功率 2r P I r =．3．电源做功、功率和输出功率及效率问题的分析（1）电源做功：W EIt = 电源的总功率：P EI = （2）电源的输出功率为2222222=()()4()4E E R E P I R R r R R r Rr R r r R=⋅==+-+-+出，当R r =时，P 出有最大值2244m E E P R r==．P 出与外电阻R 的这种函数关系可用如图的图象定性地表示。

高中物理选修3-1(电学实验综合)含解析

专题三电学实验综合(建议用时：90分钟)1．某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．甲乙(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图乙所示，读数为________V，说明________正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是________(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．2．将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5 V．可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5 V、额定电流为0.3 A的手电筒上的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3 mA.为了较精确地测定该水果电池的电动势和内阻，提供的实验器材有：A．电流表A1(量程0～3 mA，内阻约为0.5 Ω)B．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)C．电压表V(量程0～1.5 V，内阻约为3 kΩ)D．滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω，额定电流为1 A)E．滑动变阻器R2(阻值0～3 kΩ，额定电流为1 A)F．电键，导线若干G．水果电池(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示)．(2)请在虚线框内画出实验电路图．(3)根据实验记录的数据，经描点、连线得到水果电池的路端电压随电流变化的U－I图象如图所示，由图可知：水果电池的电动势E＝________V，内阻r＝________ Ω.3．某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V 和1 A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线．(2)开关S闭合时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)．(3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”)．(4)定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.(结果取三位有效数字)4．某同学为了研究“3 V，0.3 W”的小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况．设置了如下器材：电流表A1(量程400 mA，内阻r1＝5 Ω)；电流表A2(量程600 mA，内阻r2约为1 Ω)；电压表V(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；定值电阻R0(5 Ω)；滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为1 A)；滑动变阻器R2(0～250 Ω，额定电流为0.3 A)；电源E(电动势3 V，内阻较小)；开关一个，导线若干．(1)从以上给定的器材中选择恰当的器材．在虚线框内画出实验电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号．(2)根据设计的方案，将下图中的器材连成符合要求的电路(有个别仪器可能不用)．(3)闭合开关S，移动滑片P，使________时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为________(用测量的物理量表示)．5．如图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表．(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(选填“a端”、“中央”或“b端”)．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为I1/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068在如图丙所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1－I2曲线．(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I m＝________ A.6．为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：①待测干电池E(电动势约为1.5 V，内阻约为1.0 Ω)②电流表G(满偏电流3.0 mA，内阻为10 Ω)③电流表A(量程0～0.60 A，内阻约为0.10 Ω)④滑动变阻器R1(0～20 Ω，2 A)⑤滑动变阻器R2(0～1 000 Ω，1 A)⑥定值电阻R3＝990 Ω⑦开关和导线若干(1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_____(填仪器字母代号)；(2)请在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号；(3)图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可求出被测干电池的电动势E＝________V(保留3位有效数字)，内电阻r＝________Ω(保留2位有效数字)．7．为了测定电阻R x(电阻值约为1 000 Ω)的电阻值以及一节干电池的电动势和内阻(内阻约为2 Ω)，手边还有如下器材：A．电流表A：量程为3 A、内阻约为0.5 ΩB．电压表V：量程为2 V、内阻很大C．电阻箱R1：总阻值为9 999.9 ΩD．滑动变阻器R2：0～10 ΩE．单刀单掷开关、导线若干(1)为了较准确测量，电表应选用________．(填器材前的编号)(2)请在虚线框内画出一个实验电路，测定R x的电阻值、电池的电动势和内阻．要求：标清楚所需器材的符号(A、V、R1、R x、R2)．(3)通过改变电路的总电阻，记录外电路的电阻值R和对应情况下的电压表示数U，画出1U随1R的变化图线为直线，如图所示，直线与纵轴的交点坐标为b、斜率为k，则电源电动势为________，内阻为________．8．现用伏安法研究某电子器件R1(6 V 2.5 W)的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整(直接测量的变化范围尽可能大一些)，备有下列器材：A．直流电源(6 V，内阻不计)；B．电流表G(满偏电流I g＝3 mA，内阻R g＝10 Ω)；C．电流表A(0～0.6 A，内阻未知)；D．滑动变阻器(0～20 Ω，5 A)；E．滑动变阻器(0～200 Ω，1 A)；F．定值电阻R0(阻值1 990 Ω)；G．开关与导线若干．(1)根据题目提供的实验器材，请你在方框中设计出测量电子器件R1伏安特性曲线的电路原理图．(2)在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用________(填写器材序号)．(3)将上述电子器件R1和另一电子器件R2接入如图甲所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图乙中Ob、Oa所示．电源的电动势E＝6.0 V，内阻忽略不计．调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时R3接入电路的阻值为________Ω.9．某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.(1)先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为____________V.(2)然后，用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．①根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路．②闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R和1/U的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1/U－1/R图线．R（Ω）166.771.450.033.325.020.0U（V）8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 1/R（×10－2Ω－1）0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.001/U（V－1）0.120.170.210.240.310.34③从图线中可求得E＝____________V.10．某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5 V0.5 A”的小直流电动机，线圈内阻小于1 Ω.现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内，输出功率与输入电压的关系，学校实验室提供的器材有：①直流电源E，电压6 V，内阻不计；②小直流电动机M；③电压表V1，量程0～0.6 V，内阻约3 kΩ；④电压表V2，量程0～6 V，内阻约15 kΩ；⑤电流表A1，量程0～0.6 A，内阻约1 kΩ；⑥电流表A2，量程0～3 A，内阻约0.5 Ω；⑦滑动变阻器R，0～10 Ω，2 A；⑧开关一只，导线若干．(1)首先要比较精确测量电动机的内阻r.根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，通过调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选______．若电压表的示数为0.1 V，电流表的示数为0.2 A，则内阻r＝______ Ω，这个结果比真实值偏______(填“大”或“小”)．(2)在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图．(标明所选器材的符号)(3)当电压表的示数为4.5 V时，电流表示数如图所示，此时电动机的输出功率是____W.参考答案与解析1．[139]【解析】(1)因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在题图乙所示位置时，读数为11.5(11.2～11.8之间的值均可)V，说明蓄电池正常．(2)红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯．【答案】(1)11.5(11.2～11.8之间的值均可)蓄电池(2)小灯2．[140]【解析】由图象知电源内阻较大，因此电流表应外接，误差较小；同时滑动变阻器应选R2，电流表才会有明显的示数变化．【答案】(1)A E(2)如图所示(3)1.354503．[141]【解析】(1)表头跟R2串联，R1跟开关串联，两个支路并联，连线图如图所示．(2)开关闭合时，电表的内阻较小，为等效电流表；开关断开时，电表的内阻较大，为等效电压表．(3)电流由红表笔流入，由题图甲可看出表头右端为“＋”，故表笔A为黑表笔．(4)设表头的内阻为r，满偏电流为I g，由欧姆定律可知I g(R2＋r)＝1 V，I g(R2＋r)＝(1 A －I g)R1，解得R1＝1.00 Ω，R2＝880 Ω.【答案】(1)见解析图(2)电流电压(3)黑(4)1.008804．[142]【解析】测电阻的基本方法是伏安法，但由于小灯泡的额定电压为3 V，比电压表的量程小得多，故无法用电压表测电压．可设计让定值电阻R0与A1串联，改装成一个适当量程的电压表，然后用A2测量小灯泡和改装电表并联后的总电流，这样通过两表的示数就可以知道通过小灯泡的电流为I2－I1，小灯泡两端的电压为I1(R0＋r1)，故小灯泡的电阻为R L＝I1（r1＋R0）I2－I1.实验要求测量小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况，即要求电压从0开始调节，故滑动变阻器应选用分压式接法．由于滑动变阻器R2阻值太大，所以滑动变阻器选R1；小灯泡正常发光时电压为3 V，对应电流表读数为I1＝UR0＋r1＝0.3 A＝300 mA.则电路原理图如图甲所示，实物连接图如图乙所示使A 1的示数为300 mA 时，灯泡正常发光，此时R L ＝I 1（r 1＋R 0）I 2－I 1，式中I 2为A 1表示数为300 mA 时，电流表A 2的读数，故I 1＝300 mA.【答案】(1)、(2)见解析图 (3)A 1的示数为300 mAI 1（r 1＋R 0）I 2－I 1 5．[143] 【解析】(1)由电路图连线如图(2)闭合开关S 前，为保护电路，应使连入电路的滑动变阻器阻值最大，故滑动端c 置于b 端．(3)连线如图(4)电路中，A 1与R 1串联等效于电压表，纵轴截距为0.149 mA ，对应电压值U ＝0.149×10－3×104 V ＝1.49 V ，故电动势E ＝1.49 V ，内阻r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝0.60 Ω.(5)短路电流I m ＝E r ＝1.490.60A ＝2.5 A. 【答案】(1)见解析图 (2)b 端 (3)见解析图 (4)1.49 0.60 (5)2.56．[144] 【解析】(1)题中给出两个电流表，其中G 内阻已知，和定值电阻串联后两端电压最大为3 V ，改装用作电压表；滑动变阻器若用R 1，方便调节和读数，易得多组数据，而R 2的电阻值太大，不方便调节，不易测得多组数据．(3)根据闭合电路欧姆定律可知E ＝I 1(R 3＋R G )＋(I 1＋I 2)r ，变形为I 1＝－r R 3＋R G ＋r I 2＋E R 3＋R G ＋r ，图线的纵截距为E R 3＋R G ＋r ＝1.45×10－3A ，斜率为－r R 3＋R G ＋r＝－0.450.5×10－3，解得E ＝1.45 V ，r ＝0.90 Ω.【答案】(1)R 1 (2)如图所示 (3)1.45(1.44～1.46) 0.90(0.88～0.92)7．[145] 【解析】(1)电流表量程太大、不可用，一节干电池的电动势约为1.5 V .(2)滑动变阻器总电阻值太小且在滑动过程中不能读出接入电路的电阻值，所以改变电路中的电阻采用电阻箱，电路图如答案图所示．(3)应用闭合电路欧姆定律有U ＋U R r ＝E ，则1U ＝1E ＋r E ·1R ，由此可知E ＝1b 、r ＝k b. 【答案】(1)B (2)如图所示 (3)1b k b8．[146] 【解析】(1)电子器件R 1允许通过的最大电流I m ＝2.56A ，电流表采用A ；电子器件R 1两端所加电压最大值为6 V ，则需把电流表G 改装成电压表，G 和定值电阻R 0串联后两端电压最大值为3 mA ×(10＋1 990)Ω＝6 V ，正合适；电子器件R 1电阻较小，改装后的电压表内阻远大于其电阻，而电流表A 内阻未知，则电流表A 外接．(2)要求特性曲线尽可能完整，直接测量的变化范围尽可能大一些，滑动变阻器采用分压式，滑动变阻器选总阻值小的D.(3)R 1、R 2和R 3串联，则通过它们的电流相同，又R 1和R 2消耗的电功率恰好相等，则Oa 、Ob 两曲线的交点为满足上述条件的点，通过它们的电流为0.25 A ，R 1和R 2两端电压均为2.5 V ，根据串联电路特点可知R 3两端电压为1 V ，根据欧姆定律可知R 3接入电路的阻值为10.25Ω＝4 Ω. 【答案】(1)如图所示 (2)D (3)4119．[147] 【解析】(1)读出示数为：9.4 V.(2)①连线如图所示．②作图线如图所示③由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋U R (r ＋R 0)，变形得1U ＝1E ＋r ＋R 0E ·1R ，从上式看出在1U－1R 图象中，纵轴的截距即为1E，由图象得出截距为0.10，所以E ＝10.0 V(9.5 V ～11.1 V 内均正确)．10．[148] 【解析】(1)由于小电动机线圈电阻很小，电流也小，因此应选小量程电流表、电压表．r ＝U I＝0.5 Ω.由(2)问图可知电压表分流，故测量值比真实值小． (2)电压表应选V 2，电流表A 1采用外接法，变阻器采用分压式电路．(3)P 出＝4.5×0.4 W －0.42×0.5 W ＝1.72 W.【答案】(1)V 1 0.5 小(2)如图所示(3)1.72。

新人教版选修3-1高中物理闭合电路欧姆定律错解分析

闭合电路欧姆定律错解分析例1. 如图1所示的电路中已知电源电动势ε=36V，内电阻r=2Ω，R1=20Ω，每盏灯额定功率都是2W，额定电压也相同。

当K闭合调到R2=14Ω时，两灯都正常发光；当K断开后为使L2仍正常发光，求R2应调到何值？【错解分析】错解：设所求电阻R′2，当灯L1和L2都正常发光时，即通过灯的电流达额定电流I。

分析电路时应注意哪些是恒量，哪些是变量。

图1电路中电源电动势ε是恒量，灯L1和L2正常发光时，加在灯两端电压和通过每个灯的电流是额定的。

错解中对电键K闭合和断开两种情况，电路结构差异没有具体分析，此时随灯所在支路电流强度不变，两种情况干路电流强度是不同的，错误地将干路电流强度认为不变，导致了错误的结果。

【正确解答】解法一：设所求阻值R′2，当灯L1和L2正常发光时，加在灯两端电压力额定电压UL。

当K闭合时，ε1=UL+I1(R1+r+R2)当K断开时，ε2=UL+I2(R1+r+R′2)，又∵ε1=ε2=ε I1=2I2=2I，(I为额定电流)得ε= UL＋2I(R1＋r＋R2) ①ε=UL＋I(R1＋r＋R′2) ②①－②I(R1＋r＋2R2-R2′)=0 但I≠0，∴R1+r＋2R2=R′2即R′2=20+2+2×14=50Ω解法二：设所求阻值R′2，当灯L1和L2正常发光时，加在灯两端电压为额定电压UL，由串联电路电压分析可得：【归纳】电路中的局部电路(开关的通断、变阻器的阻值变化等)发生变化必然会引起干路电流的变化，进而引起局部电流电压的变化。

应当牢记当电路发生变化后要对电路重新进行分析例2 如图2所示电路，已知电源电动势ε=6.3V，内电阻r=0.5Ω，固定电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3是阻值为5Ω的滑动变阻器。

按下电键K，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围。

【错解分析】错解：将滑动触头滑至左端，R3与R1串联再与R2并联，外电阻再将滑动触头滑至右端R3与R2串联再与R1并联，外电阻由于平时实验，常常用滑动变阻器作限流用（滑动变阻器与用电器串联）当滑动头移到两头时，通过用电器的电流将最大或最小。

高中物理选修3-1 电路实验及答案

实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线1．如图甲所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I－U关系曲线图．乙丙丁甲(1)为了通过测量得到如图甲所示I－U关系的完整曲线，在图乙和图丙两个电路中应选择的是图________，简要说明理由：____________________________________________.(电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100Ω)(2)在如图丁所示的电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω.由热敏电阻的I －U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为______V；电阻R2的阻值为________Ω.2．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：小灯泡L，“3.8V,0.3A”电压表V，量程0～5V，内阻5kΩ电流表A1，量程0～100mA，内阻4Ω电流表A2，量程0～500mA，内阻0.4Ω滑动变阻器R1，最大阻值10Ω，额定电流1.0A滑动变阻器R2，最大阻值5Ω，额定电流0.5A直流电源E，电动势约为6V开关S及导线若干(1)在上述器材中，滑动变阻器应选________；电流表应选________．(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号．(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I－U坐标系中，描绘出如图所示的小灯泡的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)()3．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后：(1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是________导线断路．(2)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是()A．a可以作为标准电阻使用B．b能作为标准电阻使用C．b的阻值随电压升高而增大D．c的阻值随电压升高而增大4．某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻R x的阻值．(1)现有电源(4V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50Ω，额定电流2A)、开关和导线若干，以及下列电表：A ．电流表(0～3A ，内阻约0.025Ω)B ．电流表(0～0.6A ，内阻约0.125Ω)C ．电压表(0～3V ，内阻约3kΩ)D ．电压表(0～15V ，内阻约15kΩ)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用图中的________(选填“甲”或“乙”)．(2)图是测量R x 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线． (3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P 的位置，并记录对应的电流表示数I 、电压表示数U .某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值R x ＝UI＝________Ω(保留两位有效数字)．(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________．(选填选项前的字母)A ．电流表测量值小于流经R x 的电流值B ．电流表测量值大于流经R x 的电流值C ．电压表测量值小于R x 两端的电压值D ．电压表测量值大于R x 两端的电压值实验：测定金属的电阻率5．在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻R x 约为5Ω，实验室备有下列实验器材： A ．电压表(量程0～3V ，内阻约为15kΩ) B ．电压表(量程0～15V ，内阻约为75kΩ) C ．电流表(量程0～3A ，内阻约为0.2Ω)D．电流表(量程0～0.6A，内阻约为1Ω)E．变阻器R1(0～100Ω，0.6A)F．变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)G．电池组E(电动势为3V)H．开关S，导线若干(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有________(填代号)．(2)为减小实验误差，应选用图中________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图中的实物图用线连接起来．(3)若用毫米刻度尺测得金属丝接入电路部分的长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为________mm，电阻值为________Ω.6．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)．(2)用伏安法测金属丝的电阻R x.实验所用器材为：电池组(电动势3V，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520x(3)下图是测量R x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图13中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图14所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值R x＝________Ω(保留两位有效数字)．(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m实验：测量电源的电动势和内电阻7.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用电路如图(a)所示，一位同学测得的六组数据如下表所示.组别12345 6电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05(1)试根据这些数据在图(b)中作出U－I图线．(2)根据图线求出电池的电动势E＝________V，电池的内阻r＝________Ω.8.某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R－1I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝________，r＝________.9．某同学在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5Ω的保护电阻R0，实验电路如图甲所示．(1)按图甲电路原理图将图乙实物连接起来；甲乙(2)该同学顺利完成实验，测出的数据如下表所示．请你根据这些数据帮他在图4中画出U－I图象，并由图得出电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.I/A0.100.170.230.30U/V 1.20 1.000.800.6010．某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图(a)．(1)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．(2)请完成下列主要实验步骤：①检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是________；②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；③将开关S2________，电压表的示数是1.16V；断开开关S1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)．实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线答案1．答案(1)乙图乙加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压(2)5.2111.8解析(1)图乙的滑动变阻器用的是分压式接法，加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压，从而能够得到完整I－U图线，故选图乙．(2)通过R 1的电流为I 1＝U R 1＝9250A ＝36mA ，通过热敏电阻的电流I 2＝I －I 1＝(70－36) mA ＝34mA ，由图甲可知热敏电阻两端的电压为5.2V ，电阻R 2＝9－5.234×10－3Ω≈111.8Ω.2．答案 (1)R 1 A 2 (2)电路图如解析图所示 (3)BD解析 (1)本题滑动变阻器采用分压接法，通常应当选用最大阻值较小的滑动变阻器，但本题中如果选用R 2，则电路中的电流会超过R 2允许通过的最大电流，故滑动变阻器应当选择R 1.电流表A 1的量程太小，故电流表应当选择A 2.(2)电路如右图所示，由于电压要从0开始测量，滑动变阻器用分压接法；因为灯泡的内阻比较小，电流表用外接法．(3)随着通过小灯泡电压电流的增大，小灯泡消耗的功率增大，小灯泡的电阻也增大，由P ＝U 2R 知B 图正确，由P ＝I 2R 知D 图正确．3．答案 (1)g (2)AC解析 (1)若调节滑动变阻器，小电珠的亮度变化，但电压表、电流表示数总不能为零，说明滑动变阻器不起分压作用，所以可能是g 导线断路．(2)因a 元件的I U 线是直线，说明电阻随电压的变化不变，故可作为标准电阻，故A 对，B 错．因I －U 线的斜率的倒数的变化表示电阻值的变化，故C 对，D 错，选A 、C. 4．答案 (1)B C 甲 (2)见解析 (3)5.2 (4)B D解析 (1)为了减小误差，应使电表读数为量程的13～23，电源电动势为4V ，故电压表选C.估算通过R x 的最大电流约为I m ＝35A＝0.6A ，所以电流表应选B.因为R V R x ＞R xR A ，所以电流表应外接，即应采用甲电路，测量误差较小． (2)见右图(3)电流表、电压表的读数分别为I ＝0.50A U ＝2.60V 所以R x ＝2.600.50＝5.2Ω.(4)甲电路中产生误差的主要原因是电压表的分流作用，选项B 正确．乙电路中产生误差的主要原因是电流表的分压作用，故选项D 正确．实验：测定金属的电阻率答案5．答案 (1)ADEGH (2)乙实物图见解析 (3)0.635(0.635～0.639均正确) 2.4 解析 (1)由于电源的电动势为3V ，所以电压表应选A ；被测电阻约为5Ω，电路中的最大电流约为I ＝E R x ＝35A ＝0.6A ，电流表应选D ；根据变阻器允许通过的最大电流可知，变阻器应选E ；还要选用电池和开关，导线若干．故应选用的实验器材有ADEGH. (2)由于R V R x ＞R xR A，应采用电流表外接法，应选图乙所示电路，实物连接如图所示．(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635mm ，从电压表可以读出电阻两端电压为1.20V ，从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50A ，被测电阻的阻值为R x ＝U x I x ＝1.200.50Ω＝2.4Ω.6．答案 (1)0.398(0.395～0.399均正确) (2)甲 (3)见解析图甲 (4)见解析图乙 4.4(4.3～4.7均正确) (5)C解析 (1)螺旋测微器的读数为0mm ＋39.8×0.01mm ＝0.398mm.(2)由实验记录的数据可知R x 的阻值大约为5Ω.由题知R x ≪R V ，故电流表外接．若滑动变阻器接为限流的形式，则R x 两端的电压最小值U min ＝520＋5＋1＋0.1E ≈0.6V ，而从实验数据可知R x 两端电压可为0.10V ，因此滑动变阻器应采用分压的形式． (3)如甲图所示．(4)选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图乙所示．甲乙图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值R x ＝4.4Ω.(5)根据R ＝ρl S 得金属丝的电阻率ρ＝RS l ＝πRd 24l ＝3.14×4.4×(0.398×10－3)24×0.5Ω·m ≈1.09×10－6Ω·m ，故选项C 正确．实验：测量电源的电动势和内电阻答案7.答案 (1)见解析图 (2)1.45 0.69解析本题考查用作图法处理实验数据的能力．作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太远的点应舍去，图线如图所示．由图线与纵轴的交点可得电动势E ＝1.45V ，再读出图线与横轴交点的坐标(1.00,0.65)，由E ＝U ＋Ir 得r ＝E －U I≈0.69Ω.8.答案 2.9V 0.9Ω解析由欧姆定律有，E ＝I (R ＋r )，R ＝E I－r . 由此知图线的斜率为电动势E ，纵轴截距大小为内阻r .E ＝2－(－0.9)1.0V ＝2.9V ，r ＝0.9Ω. 9．答案 (1)如图所示(2)1.48 3.010．答案 (1)如图所示 (2)①20Ω ③闭合 (3)0.69Ω解析 (2)由题干图(c)读得电阻箱阻值为R ＝20Ω；将S 1闭合S 2断开，电压表示数为电源电动势E ＝1.49V ，将S 2再闭合，电压表示数为R 两端电压．将电压表视为理想电表，则干路电流I ＝U V R ＝1.1620A ＝0.058A. (3)因为I ＝E R 0＋R ＋r，所以r ＝E I －R 0－R ＝⎝⎛⎭⎫1.490.058－5－20Ω≈0.69Ω。

11 电路的动态分析和故障分析 2018-2019学年高二物理人教版(选修3-1)Word版含解析

第二章恒定电流狂刷11 电路的动态分析和故障分析1．如图所示的电路中，当开关S2闭合时，下列说法正确的是A．电流表示数不变，电压表无示数B．电流表示数增大，电压表有示数C．电流表示数减小，电压表有示数D．电流表示数增大，电压表无示数【答案】B【名师点睛】本题考查了电路的动态分析，要注意开关S2闭合前后通过R1的电流不变，是一道较为简单的应用题。

2．（2018·河北省张家口市第四中学高二期末）在如图所示电路中，当变阻器R3的滑片向b端移动时A ．电压表示数变大，电流表示数变小B ．电压表示数变小，电流表示数变大C ．电压表示数变大，电流表示数变大D ．电压表示数变小，电流表示数变小【答案】B3．如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P 向左移动，则A ．电容器中的电场强度将增大B ．电容器上的电荷量将减少C ．电容器的电容将减小D ．液滴将向上运动【答案】B【解析】电容器两板间电压等于R 2两端的电压，当滑片P 向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则电路中的电流减小，R 2两端电压U 减小，由UE d=知，电容器中的场强变小，故A 错误；根据公式QC U=，可知电容器放电，电荷量减小，故B 正确；电容器的电容与U 的变化没有关系，保持不变，故C 错误；电容器中的场强变小，则带电液滴所受的电场力变小，重力大于电场力，液滴将向下运动，故D 错误。

4．（2018·广东深圳市罗湖区深圳第二实验学校高二月考）如图所示的电路中，闭合电键，灯1L 、2L 正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯1L 变亮，灯2L 变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是A ．1R 断路B ．2R 断路C ．3R 短路D ．4R 短路【答案】A5．如图所示，A 灯与B 灯电阻相同，当滑动变阻器R 的滑动片向下滑动时，两灯的变化是A ．A 灯变亮，B 灯变亮 B ．A 灯变暗，B 灯变亮C ．A 灯变暗，B 灯变暗D ．A 灯变亮，B 灯变暗【答案】C6．（2018·上海浦东）在如图所示电路中，R 1、R 2为定值电阻，闭合电键S 后，带电粒子恰处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表V 1，V 2，V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，则A ．V 1示数减小，V 2和V 3示数增大B ．带电粒子将向上运动C ．ΔU 3>ΔU 1D ．此过程中2U I∆∆保持不变【答案】BCD【解析】将滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，总电流增大，则V 1示数U 1增大。

选修3-1电路问题重要考点总结

选修3-1电路问题重要考点总结考点1电阻、电阻定律的应用【高考命题探究】【典例1】(2017·西安模拟)有长度相同、质量相同、材料不同的金属导线A、B 各一根。

已知A的密度比B的大,A的电阻率比B的小。

则A、B两根导线的电阻为()A.R A>R BB.R A<R BC.R A=R BD.无法判断2.如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光。

若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变暗,发生这一现象的主要原因是()A.电阻丝的电阻率随温度发生了变化B.小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C.小灯泡的电阻发生了变化D.电源的电压随温度发生了变化3.(2017·泉州模拟)某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为()A.4ρ和4RB.ρ和4RC.ρ和16RD.16ρ和16R考点2对欧姆定律及伏安特性曲线的理解【核心要素精讲】1.I= 与的区别:(1)I= 表示通过导体的电流I与电压成正比,与电阻R成反比。

(2)R= 表明了一种测量电阻的方法,不能错误地认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”。

2.伏安特性曲线:(1)定义:用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,画出的I-U图象。

(2)应用。

①伏安特性曲线上每一点的纵、横坐标对应此时的电流值、电压值。

②I-U图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小。

③I-U图象中图线上某点到I轴、U轴的垂线与坐标轴所围的面积对应此时的电功率。

(3)两类图线。

①线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线,表明它的电阻是不变的。

②非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线,表明它的电阻是变化的。

【典例2】(多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中正确的是()A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为R=C.对应P点,小灯泡的电阻为R=D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积大小考点3电功、电功率及电热的计算【核心要素精讲】1.电功与电热的区别与联系:(1)电功W=IUt是电荷定向移动时,电场力做的功,数值上等于电能的消耗量;电热Q=I2Rt是电流流过一段导体时产生的热量。

高中物理选修3-1闭合电路讲义有答案

闭合电路中的几种电功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路中的反映. 由E =U ＋U ′可得EI =UI +U ′I 或 EIt = UIt +U ′It （1）电源的总功率：P = EI =I （U +U ′）若外电路是纯电阻电路，还有P =I 2（R +r ）=rR E +2（2）电源内部消耗的功率：P 内=rU I U r I 22'='=（3）电源的输出功率：P 出= P 总－P 内= EI －I 2r = UI若外电路为纯电阻电路，还有P 出=I 2R . ●疑难突破电源的输出功率为P 出=I 2R =R R r E 22)(+=Rr r R R E 4)(22+-=rR r R E 4/)(22+-，当R =r时，P 出有最大值，即P m =R E 42=rE 42.P 出与外电阻R 的这种函数关系可用如图10－2－2的图象定性地表示.由图象还可知，对应于电源的非最大输出功率P 可以有两个不同的外电阻R 1和R 2.由图象还可知：当R ＜r 时，若R 增加，则P 出增大；当R ＞r 时，若R 增大，则P 出减小.值得注意的是，上面的结论都是在电源的电动势和内电阻r 不变的情况下适用.rP R 12 出R P RO 图10－2－2电源的效率η=)(22r R I R I +=rR R+=Rr +11，所以当R 增大时，效率η提高.当R =r ，电源有最大输出功率时，效率仅为50%，效率并不高.【例1】在如图10－2－3所示的电路中R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻，R 5为可变电阻，电源的电动势为E ，内阻为r 0.设电流表A 的读数为I ，电压表V 的读数为U .当R 5的滑动触点向图中a 端移动时15342VAE,rR abR R R R图10－2－3A.I 变大，U 变小B. I 变大，U 变大C.I 变小，U 变大D.I 变小，U 变小剖析：当滑动头向a 移动时，R 5的阻值变小，使R 2、R 4、R 5的总阻值R ab 变小，从而引起总的外阻R 外变小.由I 总=r R E外知 I 总变大.由U =E －I 总·r 0得U 变小.因U =U 1+U 3+U ab =I 总R 1+I 总R 3+U ab 得到U ab 变小，所以的数值变小.答案：D说明：在讨论电路中电阻发生变化后引起电流、电压发生变化的问题时，应根据电路的结构，由局部到整体的思路，得到总电流的变化情况，然后再由局部分析出电压和支路电流的变化情况.【例2】如图10－2－4所示的电路中，闭合电键，灯L 1、L 2正常发光.由于电路出现故障，突然发现灯L 1变亮，灯L 2正变暗，电流表的读数变小.根据分析，发生的故障可能是112342R R RR L ESL A图10－2－4A.R 1断路B.R 2断路C.R 3短路D.R 4短路剖析：等效电路如图10－2－5所示.若R 1断路，总外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L 1两端电压变大，L 1正变亮；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L 2正、电流表的电流都减小，故A 选项正确.若R 2断路，总外电阻变大，总电流减小，ac 部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，R 1、L 1中电流都减小，与题意相矛盾，故B 选项错.若R 3短路或R 4短路，总外电阻减小，总电流增大，A 中电流变大，与题意相矛盾，故C 、D 选项错，正确选项只有A.ab112342R R R R L ESL A c图10－2－5答案：A说明：当原电路图中各元件的连接情况不清晰时，可作出等效电路图，以便顺利求解.【例3】如图10－2－6电路中，电阻R 1=9 Ω，R 2=15 Ω，电源电动势E =12 V ，内电阻r =1 Ω.求：132E r R R SRA图10－2－6（1）当电流表示数为0.4 A 时，变阻器R 3的阻值多大? （2）R 3阻值多大时，它消耗的电功率最大? （3）R 3阻值多大时，电源的输出功率最大?剖析：（1）设干路电流为I ，根据并联电路的分流原理：I 2=323R R R +·I ①外电路的总电阻R =R 1+3232R R R R +⋅②由全电路欧姆定律I =rR E+③由①②③式求得R 3=30 Ω.（2）设阻值为R 3′时，它消耗的功率最大为P 3，此时电路总外电阻为R ′=R 1+'+'3232R R R R①干路电流I ′=rR E+'②I 3′=322R R R +·I ′③ P 3=I 3′2·R 3′④由①②③④得P 3=)3612(253632332+'+''⋅R R R=)1236(2536332+'+'R R .当'336R =R 3′时消耗的功率最大，则R 3′=6 Ω. （3）设阻值为R 3″时，电源输出功率最大为P m ，P m =（rR E+）2R . 当外电路的总电阻R =r 时，电源输出功率最大，因R ＞r ，所以，当R 越接近r 时输出功率最大.则只有当R 3″=0时，R 接近r ，此时电源输出功率最大.说明：此题重点考查电阻上消耗的功率、电源输出功率等概念以及电源输出功率随外电阻变化而变化的规律，同时还考查用数学知识解决物理问题的能力.【例4】如图10－2－7所示电路，将电动势E =1.5 V 、内阻r =0.5 Ω的电源与一粗细均匀的电阻丝相连，电阻丝的长度l =0.3 m ，电阻R =100 Ω.当滑动触头以v =5×10－3 m/s 的速度向右滑动时，电流表G 的读数为多少?并指出电流表的正负极.已知电容器的电容C =2 μF.ABCE rP R G图10－2－7剖析：根据全电路欧姆定律，电阻丝上的电压U AB =rR E+R .设电阻丝单位长度上的降压为ΔU ，则ΔU =lU AB =l r R ER )(+. 设在时间Δt 内滑动触头P 向右移动的距离Δl =v Δt . 所以，时间Δt 内电容器两端的电压减少量为 ΔU =U AB Δl =l r R l ER )(+∆=lr R tERv )(+∆.时间Δt 内电容器上的带电荷量减少量为： ΔQ =C ΔU =lr R tCERv )(+∆.则流过电流表G 的电流为：I =t Q ∆∆=tl r R tCERv ∆+∆)( =3.0)5.0100(1051005.110236⨯+⨯⨯⨯⨯⨯-- A=4.9×10－8 A.电流表左边接负极，右边接正极，通过电流表的电流方向是由右向左. 1．如图所示，是两个电阻R 1、R 2的I －U 图线，将R 1、R 2并联后的电阻为R ，则电阻R 的I －U 图线在图中 ( )A.区域ⅠB．区域ⅡC．区域ⅢD．不能确定【解析】电阻并联后阻值变小，R<R1，R<R2，又I－U图象中斜率表示电阻的倒数，故选项A对．【答案】 A2．下表列出了不同品牌电冰箱和电风扇铭牌上的主要项目.容声冰箱BCD－208B/HC格力电风扇KYTA－30A总有效容积：208L 冷冻室有效容积：97L 冷冻能力：5.25kg/24h电源：220V/50Hz 额定输入功率：140W 耗电量：1.00kW·h/24h 净重：58kg额定电压：220V工作频率：50Hz扇叶直径：300mm 输出风量：>50m3/min 功率：50W净重：4.0kg毛重：5kg根据铭牌上提供的信息，可以判断()A．一天内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗的电能多B．一天内正常工作的电冰箱比连续运转的电风扇消耗的电能多C．电风扇额定电流比电冰箱大D．电风扇额定电流比电冰箱小【解析】电风扇一天耗电为W＝50×10－3kW×24h＝1.2度，而冰箱一天耗电为1度，选项A正确．由P＝UI知I＝PU，U相同，P大的I大，选项D对．【答案】AD3．电吹风机中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为R1，它和阻值为R2的电热丝串联．设电吹风机工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系式正确的是()A．P>UI B．P＝I2(R1＋R2)C．U＝I(R1＋R2) D．P>I2(R1＋R2)【解析】由于电吹风机中有电动机，不是纯电阻电路，电流做功的功率与热功率不相等，电功率P＝UI；电流做功分为两部分，一是转化为机械能(让电吹风机转动)，另一个是发热，而热功率则是电阻部分消耗的功率：P热＝I2(R1＋R2)，由此可知选项A、B是不正确的；P>P热，选项D是正确的；同理，两电阻两端的电压也小于电吹风机两端的总电压，选项C是错误的．【答案】 D4．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I.设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为()A．n v S B．n vΔt C.IΔtq D.IΔtSq【解析】根据电流的定义式可知，在Δt内通过导线横截面的电荷量Q＝IΔt 所以在这段时间内通过的自由电子数为N＝Qq＝IΔtq所以C项正确，D项错．由于自由电子定向移动的速率是v，因此在时间Δt内，位于以横截面积S 为底、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如右图所示)，这段导线的体积V＝Sl＝S vΔt，所以Δt内通过横截面S的自由电子数为N＝nV＝nS vΔt，所以A、B错．【答案】 C5．如图所示，一段长为a、宽为b、高为c(a>b>c)的导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R，则最小的电阻为()A.c2a2R B.c2ab RC.a2bc R D．R【解析】同种材料的电阻，R＝ρlS，若电阻最大，应该是S最小，l最大，最大电阻的表达式为R＝ρabc.若电阻最小，应该是S最大，l最小，最小电阻的表达式应是R′＝ρcab，故R′R＝c2a2，即R′＝c2a2R.【答案】 A6．如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机的内阻R2＝10Ω.当开关打开时，电流表的示数是0.5A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()A．I＝1.5A B．I<1.5AC．P＝15W D．P<15W【解析】当开关打开时，可据U ＝IR 算出电源电压为10V ，合上开关后，电阻R 1中的电流没变，电动机两端的电压也为10V ，此电压不可能全部降在电动机的内阻上，故电动机的电流不可能达到1A ，所以总电流小于1.5A ，据P ＝UI 可知，电路消耗的功率也小于15W.【答案】 BD7．一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压U 时，通过金属导线的电流为I ，金属导线中自由电子定向移动的平均速度为v ，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U ，则此时 ( )A ．通过金属导线的电流为I2B ．通过金属导线的电流为I4C ．自由电子定向移动的平均速率为v2D ．自由电子定向移动的平均速率为v4【解析】金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的12，电阻变为原来的4倍，两端加上恒定电压U ，通过金属导线的电流为I 4，B 正确．根据I ＝neS v 可知自由电子定向移动的平均速率为v2，C 正确．【答案】 BC8．电子产品制作车间里常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个白炽灯串联使用，电灯还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图所示)，下列说法正确的是 ( )A ．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B ．开关接通时，电灯熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C ．开关断开时，电灯发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D ．开关断开时，电灯发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变【解析】开关接通时，电灯被短路，电灯熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率P ＝U 2R 变大，电烙铁的功率变大，A 正确，B 、C 、D 不正确．【答案】 A9．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行．一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示，此空调器运转1小时用电 ( )A ．1.0度B ．1.5度C ．2.0度D ．2.5度【解析】 W ＝4×(P 1t 1＋P 2t 2)＝4×(0.5kW ×560h ＋2kW ×1060h)＝1.5度，所以B 选项正确．【答案】 B。

阿文物理理鲁科版(选修3-1)：寒假作业之核心考点(电路故障分析)突破练(、较难)

寒假作业之核心考点(电路故障分析)突破练（原创、较难）一、单选题1．某居民家中的电路如图，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能正常工作，但电灯仍正常发光。

拔出电饭煲的插头，把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（）A．仅电热壶所在的C、D两点间发生了断路故障B．仅电热壶所在的C、D两点间发生了短路故障C．仅导线AB间断路D．因为插座用导线接地，所以发生了上述故障【答案】C2．如图所示的电路中，闭合开关后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大。

下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是()A．L1灯丝突然短路B．L2灯丝突然烧断C．电源的输出功率一定变小D．电容器C上电荷量减少【答案】B3．汽车蓄电池供电的简化电路如图所示。

当汽车启动时，开关S闭合，启动系统的电动机工作，车灯亮度会有明显变化；当汽车启动之后，开关S断开，启动系统的电动机停止工作，车灯亮度恢复正常。

则汽车启动时A．电源的效率减小B．车灯一定变亮C．电动机的输出功率等于电源输出功率减去两灯的功率D．若灯L1不亮灯L2亮，可能是由于L1灯短路所致【答案】A4．如图所示的电路中，开关S闭合时，表1V、2V、A的示数分别为220V、110V、0.2A，则当表1V和V的示数都是220V而表A示数为0时（）2A．出故障的是1L，且1L开路B．出故障的是2L，且2L短路C．出故障的是2L，且2L开路D．1L和2L都同时开路【答案】C5．如图所示,a、b端接入电源,当滑动变阻器滑片P向下滑动时,电路中两个灯泡都不亮,用电压表检查电路时,测得U ab=U,U cd=U,U ac=0,U bd=0,则故障原因可能是…( )A．变阻器短路B．变阻器断路C．a、c间灯泡断路D．两个灯泡都断路【答案】B6．如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，（假设电路中仅有一处故障）下列说法正确的是A．将多用表的电压档并联在ac两端，示数0，说明ac间断路B．将多用表的电压档并联在cd两端，有示数，说明cd间完好C．将多用表的电压档并联在bc两端，有示数；并联在cd两端，示数0，说明cd间断路D．断开S，将L1拆下，使用多用电表欧姆档，调零后将红黑表笔连接在L1两端，如果指针不偏转，说明L1断路【答案】D7．如图所示，两只白炽灯泡L1和L2与电源、电键组成的电路中，当电键闭合后，发现电压表V1、V2的示数相同，且电流表A的示数为零，则可能发生的故障是（）A．L1断路B．L2断路C．L1短路D．L2短路【答案】B8．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，与均为理想电表；开始时开关S 闭合，均有读数，某时刻发现和读数均变大，则电路中可能出现的故障是A．R1断路B．R2断路C．R1短路D．R3短路【答案】B9．如图所示的电路中，闭合电键k后，灯a和b都正常发光，后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由此推断这故障可能是（）A．a灯灯丝烧断B．电阻R2短路C．电阻R2断路D．电容被击穿短路【答案】C10．甲、乙、丙三个灯泡，按如图方式连接到电源上。

物理选修3-1 电路的动态分析含容电路故障分析2015

3、检查电路故障的常用方法：
（1）电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测得的电压进行分析，就可以确故障。（2）电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测得的电流进行分析，就可以确故障。这两种方法都应注意电表的极性和量程要求。（3）欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测得的电阻进行分析，就可以确故障。在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源。
含有电容器的电路的分析
一、稳态含容直流电路电容器处于稳定状态时，相当于一个阻值无限大的元件，可看作断路。此时：（1）电容器所在支路无电流，与电容器直接串联的电阻相当于一根阻值为零的导线。
（2）电容器上的电压就是与电容器并联的那条支路两端的电压。
C1
A
R2
C
R1 B U
C2 D
二、动态含容直流电路在电路中，当电容器两端的电压稳定时，电容器处于断路状态，当电容器两端电压增大时，电容器会充电，会形成充电电流；当电容器两端电压降低时，电容器会放电，会形成放电电流。对于这类问题，只要抓住初末两稳定状态电容器极板间的电压的变化情况，根据Δ Q=C·ΔU 来分析即可
电池内阻忽略。
（1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流；（2）求断开S后流过R1的总电量。 R1 R2 C S
解析:
开关闭合, R1 、R2串联，电容器并联在R2两 E 端。
E I 1A R1 R2
开关断开，稳定后电路中无电流。电容器通过R1直接与电源连接，两板间电势差等于电源的输出电压。
练习：如图所示，电容器C1=6uF，C2=3uF. 电阻R1=6Ω，R2= 3Ω ，已知电压U=18V。当开关S闭合时，A、B两点间的电压为多少？当开关S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？

高二物理人教版选修3-1 2.4含容电路和电路故障分析

含容电路和电路故障分析重/难点重点：含电容电器的分析与计算方法,电路故障的分析方法。

难点：含电容电器的分析与计算方法, 电路故障的分析方法。

重/难点分析重点分析：在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流。

一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它。

简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上。

难点分析：电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：仪表检测法和假设法。

突破策略一、含电容电器的分析与计算方法在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流。

一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它。

简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上。

分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：（1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压。

（2）当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等。

（3）电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电。

如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。

【例1】如图所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝5Ω，电容器的电容C1＝4μF，C2＝1μF。

求：(1)当S闭合时间足够长时，C1和C2所带的电量各是多少?(2)然后把S断开，S断开后通过R2的电量是多少?解：(1)当S闭合时间足够长时，C1两端的电压等于R2两端的电压；C2两端的电压等于路端电压回路电流122A E I r R R ==++ C 1两端的电压1224V C U U IR ＝＝＝C 1的带电量为：651114104C 1.610C C Q C U ⨯⨯⨯－－＝＝＝C 2两端的电压21210V C U U I R R ＝＝（＋）＝ C 2的带电量为：6522C2C U 11010C 1.010C Q ⨯⨯⨯－－＝＝＝（2）断开S 后，电容器C 1通过电阻R 2、R 3放电；电容器C 2通过电阻R 1、R 2、R 3放电，放电电流均流过R 2，且方向相同。

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