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1、电路故障的分析与含容电路——学生版im☆1电路故障的分析方法: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、灯屎短路、电阻器内部断路、接触不良等现象,检查故障的基木方法有两种:1.仪表检测法①电压表是由灵敏电流计G和分压电阻R串联组成,内部结构如图所示:②用电压表检测如果电压表示数为0,说明电压表上无电流通过,可能在并联路段之外有断路,或并联段内有短路;如果电压表有示数,说明电压表上有电流通过,则在并联段之外无断路,或并联段内无短路。如图所示,合上开关S,若电压表有示数,说明电路屮有电流通过电压表,电路
2、为通路(电压表作为一个高电阻把开关和电源接通了),则开关S和导线不断路,灯L断路即故障所在。1.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,运用电流定律来进行正向推理,推理结果若与题述物理现彖不符合,则故障不是发生在这部分电路;若推理结果与题述物理现彖符合,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,亦称排除法.例题1.如图所不是某同学连接的实验实物图,A、B灯都不亮,他采用下列两种方法进行故障检查:①应用多用电表的真流电压进行检杳
3、,那么选择开关应置于什么档?A.2.5V;B.10V;C.50V;D.250Vo该同学测试结果如表1所示,在测试a、b间貞流电压时,红表笔应接触(填或“b”)。测试点电压示敷a、b有示敛c、b有示数c、d无示数d、f有示数表1测试点表针僞转情况c^dd、e2表2根据测试结果,可以判定的故障是:()A.灯A短路;R.灯B短路;C.c、d段断路;D.d、f段断路。②将电键断开,再选择多用电表的欧姆档测量,测量结果如表2所示.那么进一步检杳出的故障是:()A.灯A断路;R.灯B断路;C.灯A、B断路;D.d、e段断路。点
4、评:此题的测试步骤和相M的判断方法可以作为判断电路故障问题的基本步骤和方法。例题2・如图所示的电路屮,闭合电键,灯Li、4正常发光。由于电路出现故障,突然发现刘L浚亮,灯L2变暗,电流表的读数变小。根据分析,发生的故障可能是:()A.Ri断路B.&断路C.&短路B.乩短路☆2含容电路的分析与计算方法:在肓流电路屮,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,电容器在电路屮就相当于一个阻值无限大(貝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,简化麻若要求
5、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真流电路时,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,所以在此支路屮的电阻上无电压降,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。例题3・如图,电源的电动势为E=18V,内阻E.OQ,电阻R2=5.0Q,R3=6.0
6、Qo平行金属板水平放置,两板间距d二2cm,当可变电阻E的滑动触头移至乩的屮点时,电源的路端电压是16V,一个带电荷Mq=-S.0X10-9C的汕滴正好平衡于两板之间。(g取10m/s2)求:(1)Ri的总阻值;(2)油滴的质量;(3)移动R】的滑动头P,油滴可获得向下的最大加速度。拓展:如图所示,电容器G=6nF,C2=3hF,电阻R.=6Q,R?=3Q。当电键S断开时,A、B两点间的电压Uab=?当S闭合时,电容器G的电量改变了多少C(已知电压U=18V)?S/41CxUH☆3对电源输出功率问题的探究1.首先要
7、搞清儿个概念:电源总功率、电源输出功率、电源内部消耗功率、电源的效(1)电源的功率(电源的总功率)PfEI(2)电源的输出功率P^UI(纯电阻电路P^=IR+r)=1)R+r电源内部消耗的功率Pr=I?r(4)(最示一个等号只适用于纯电阻电路)电源的效率:〃==□=_P,ER+r2.电源输出功率的极值问题R对于纯电阻电路,电源的输出p=E2R二E】汚,当内外电阻相等时,(R+厅(^-r)2[V~4rR的输出功率最大,P=—O宀斤图线如图所示.4r【例4】(密码改编)如图所示,E=6V,r=4Q,用二2Q,金的变化
8、范围是(T10Q。则()A.电源的最大输出功率是6WRiB.脸0时电源的效率最高C.用上消耗的最大功率是2WD.用上消耗的最大功率是1.5W【变式探究】4.如图所示,图线&是某一电源的沪/曲线,图线力是一定值电阻的曲线.若将该电源与该定值电阻连成闭介电路(U知该电源的内阻r-2.0Q),贝I」()A.该定值电阻为6QB.该电源的电动势为20VC.将3只这种电