高中物理教科版选修3-1：第二章 直流电路 学案12

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1、学案12　章末总结一、纯电阻电路和非纯电阻电路1．对于纯电阻电路(如由白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，W＝Q＝UIt＝t＝Pt.2．对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热．在这种情况下，不能用I2Rt或t来计算电功．例1　如图1所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1Ω，电炉电阻R＝19Ω，电解槽电阻r′＝0.5Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看做不变)．试求：图1(1)电源的电动势；

2、(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；(3)S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．解析　(1)设S1闭合、S2断开时电炉功率为P1，电炉中电流I1＝＝A＝6A电源电动势E＝I1(R＋r)＝120V.(2)设S1、S2都闭合时电炉功率为P2，电炉中电流为I′＝＝A＝5A电源路端电压为U＝I′R＝5×19V＝95V，流过电源的电流为I＝＝A＝25A流过电解槽的电流为IA＝I－I′＝20A.(3)电解槽消耗的电功率PA＝IAU＝20×95W＝1900W电解槽内热损耗功率P热＝Ir′＝202×0.5W＝2

3、00W电解槽中电能转化成化学能的功率为P化＝PA－P热＝1700W.答案　(1)120V　(2)20A　(3)1700W针对训练1　在如图2所示的电路中，电源的电动势E＝9.0V，内阻可忽略不计；AB为滑动变阻器，其最大电阻R＝30Ω；L为一小灯泡，其额定电压U＝6.0V，额定功率P＝1.8W；S为开关，开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通开关S，然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C时，小灯泡恰好正常发光．则C、B之间的电阻应为(　　)图2A．10ΩB．20ΩC．15ΩD．5Ω答案　B解析　本题中小灯泡恰好正

4、常发光，说明此时通过小灯泡的电流达到额定电流I额＝＝1.8/6.0A＝0.3A，两端电压达到额定电压U额＝6.0V，而小灯泡和电源、滑动变阻器的AC部分串联，则通过电阻AC的电流与通过小灯泡的电流相等，故RAC＝＝Ω＝10Ω，所以RCB＝R－RAC＝20Ω.二、闭合电路的动态分析动态电路问题的分析思路(1)电路中不论是串联部分还是并联部分，只要有一个电阻的阻值变大，整个电路的总电阻必变大．只要有一个电阻的阻值变小，整个电路的总电阻必变小；(2)根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判定总电流、电压的变化；(3)判定固定支

5、路电流、电压的变化；(4)判定变化部分的电流、电压变化，如变化部分是并联回路，那么仍应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化，最后变化电阻部分的电流、电压就能确定了．例2　如图3所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中，下列各物理量变化情况为(　　)图3A．电流表的读数一直减小B．R0的功率先减小后增大C．电源输出功率先增大后减小D．电压表的读数先增大后减小解析　滑动变阻器滑片P由a端向b端移动的过程中，bP部分和aP部分并联，外电路总电阻先变大后变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电

6、路总电流(电流表示数)先减小后增大，A项错误；根据电功率P0＝I2R0，可知R0的功率先减小后增大，B项正确；当外电路总电阻与电源内阻相等时，输出功率最大，但R0与电源内阻r大小关系不能确定，故不能确定电源输出功率的变化情况，C项错误；电压表所测为电源的路端电压，路端电压与外电阻变化趋势一致，故D项正确．答案　BD针对训练2　如图4所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则(　　)图4A．电灯L更亮，安培表的示数减小B．电灯L更亮，安培表的示数增大C．电灯L更暗，安

7、培表的示数减小D．电灯L更暗，安培表的示数增大答案　A解析　变阻器的滑片P向b端滑动时，R1接入电路的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，安培表的示数减小，路端电压U增大，电灯两端电压增大，电灯L更亮，A正确，B、C、D错误．三、电路故障的分析方法1．用电压表检查故障：(1)断路故障判断：用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则说明该段电路中有断点．(2)短路故障判断：用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则说明该段电路被短路．2．用欧姆表检查故障：用欧姆

8、表检查故障，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为零，说明该部分短路；若测得某段电路的电阻无穷大，说明该部分断路．例3　图5是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现灯A、B都不亮．他采用下列两种方法检查故障：图5(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：①那么选择开关应置于下列量程的________挡