高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律4.3典型案例分析学案沪科版选修3_1

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1、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

2、、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3mA的电流表改装成欧姆表，其中电池的电动势E＝1.5V。经过改装后，若将原来电流表3mA刻度线处的刻度值定为零位置，则2mA刻度线处应标多少欧姆？答案：250Ω解析：由题意可知欧姆表的内电阻R0＝＝Ω＝5×102Ω，这样2mA刻度线处标的电阻值为R＝－R0＝－

3、500Ω＝250Ω，即应标250Ω。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Rx＝－r－r′－R′。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

4、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Ig＝200μA，内阻Rg＝100Ω，R0＝0.9kΩ，电源电动势E＝1.5V，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：6.5kΩ　7.5kΩ　15.0kΩ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＝＝＝7.5kΩ，则调零电阻R＝R内－Rg－R0＝6.5kΩ。测R

5、1时，E＝(R内＋R1)，故R1＝7.5kΩ。测R2时，E＝(R内＋R2)，故R2＝15.0kΩ。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(　　)。A．R1断路　　　　　　　B．R2断路C．R3短路D．R4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

6、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，R1＝3Ω，R2＝9Ω，R3＝6Ω，电源电动势E＝24V，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

7、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b→a；S1、S2均闭合时，流经灯泡的电流方向从a→b。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I1＝S1、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I1＝I2，解得：R＝＝Ω＝3Ω。灯泡正常发光时的电压由等效电路

8、图根据串联分压得U＝E＝×24V＝4.8V。(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