2020年高中物理(人教选修3-1)配套学案：第2章--学案15-章末总结.docx

学案15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，WQUIttPt.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状况下，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r1 ，电炉电阻R19 ，电解槽电阻r0.5 .当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做不变)试求：图1(1)电源的电动势；(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I1A6 A电源电动势EI1(Rr)120 V.(2)设S1、S2都闭合时电炉功率为P2，电炉中电流为IA5 A电源路端电压为UIR519 V95 V，流过电源的电流为I A25 A流过电解槽的电流为IAII20 A.(3)电解槽消耗的电功率PAIAU2095 W1 900 W电解槽内热损耗功率P热I r2020.5 W200 W电解槽中电能转化成化学能的功率为P化PAP热1 700 W.答案(1)120 V(2)20 A(3)1 700 W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时，整个电路的总电阻必变大只要有一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻必变小；(2)依据总电阻的变化，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，最终变化电阻部分的电流、电压就能确定了例2如图2所示，E为内阻不能忽视的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()图2AV的示数变大，A的示数变小BV的示数变大，A的示数变大CV的示数变小，A的示数变小DV的示数变小，A的示数变大解析解法一：当S断开时，外电阻变大，总电流I变小，路端电压U外变大，所以电压表的示数变大；总电流变小，电阻R1上的电压U1减小，而路端电压变大，则电阻R3上的电压变大，所以电流表的示数变大所以B项正确解法二：S断开，相当于电阻变大，电流表A和电压表V都和S所在支路并联，依据“串反并同”，A、V示数都变大，故B正确答案B三、电路故障的分析方法1用电压表检查故障：(1)断路故障推断：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)短路故障推断：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：用欧姆表检查故障，确定要留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3是某同学连接的试验实物图，合上开关S后，发觉灯A、B都不亮他接受下列两种方法检查故障：图3(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：那么选择开关应置于下列量程的_挡(用字母序号表示)A2.5 VB10 VC50 VD250 V在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触_(选填“a”或“b”)该同学测试结果如下表所示，依据测试结果，可以判定故障是_(假设只有下列中的某一项有故障).测试点电压表示数a、b有示数c、b有示数c、d无示数d、f有示数A.灯A断路 B灯B短路Cc、d段断路 Dd、f段断路(2)用欧姆挡检查：测试前，应将开关S_(选填“断开”或“闭合”)测量结果如下表所示，由此可以断定故障是()测试点表头指针示数c、d有示数e、f有示数d、e无穷大A.灯A断路 B灯B断路C灯A、B都断路 Dd、e间导线断路解析(1)用多用电表的直流电压挡进行测量时，实质上是用电压表测量，而电压表内阻很大，若并联在断路处(设有一处发生断路)时，电路接通，电压表示数应为电源的电动势，并联在未断路处，示数为零因此，用多用电表的直流电压挡进行检查电路时，电压表的量程必需大于电源的电动势，为了使示数明显，选择量程不宜过大，而电源的电动势约为6 V，故选10 V量程即可测试时红表笔应接电势高的a点因合上开关S后，A、B灯都不亮，又只有某一项有故障，所以只发生断路的故障依据测试结果，a、b间有示数，说明a电源b完好；c、b间有示数，说明ca电源b完好；c、d无示数，说明c灯Ad间完好；d、f有示数，说明dca电源bf完好综上分析应是d、f段断路(2)用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开依据测试结果，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e间时电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路答案(1)BaD(2)断开D1(闭合电路的动态分析)如图4所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光在将滑动变阻器的触片渐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是()图4A小灯泡L1、L2均变暗B小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C电流表的读数变小，电压表的读数变大D电流表的读数变大，电压表的读数变小答案BC解析滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，故电流表的读数变小，电压表的读数变大，小灯泡L2变暗，小灯泡L2两端的电压减小，小灯泡L1两端电压增大，小灯泡L1变亮，B、C正确2. (电路故障的分析)如图5所示的电路中，电源电动势为6 V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab6 V，Uad0，Ucd6 V，由此可判定()图5AL1和L2的灯丝都烧断了BL1的灯丝烧断了CL2的灯丝烧断了D变阻器R断路答案C解析由条件可知，电路中有的地方有电压，说明电源是有电压的由Uab6 V和Uad0可知外电路上bcd段有断点；由Ucd6 V可知外电路上cL2d段有断点，即L2的灯丝烧断，而且除L2外，灯L1和变阻器R都没有断路，否则也不存在Ucd6 V.3.(非纯电阻电路的计算)如图6所示的电路中，电源电动势E10 V，内阻r0.5 ，电动机的电阻R01.0 ，电阻R11.5 .电动机正常工作时，电压表的示数U13.0 V，求：图6(1)电源释放的电功率；(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率和效率答案(1)20 W(2)12 W8 W(3)18 W90%解析(1)电动机正常工作时，总电流为IA2 A，电源释放的电功率为P释EI102 W20 W.(2)电动机两端的电压为UEIrU1(1020.53.0) V6 V电动机消耗的电功率为：P电UI62 W12 W电动机消耗的热功率为：P热I2R0221 W4 W依据能量守恒得，电动机将电能转化为机械能的功率P机P电P热12 W4 W8 W(3)电源的输出功率为P出P释P内P释I2r(20220.5) W18 W，100%100%90%.