高中物理 第二章 電路章末復(fù)習(xí)課練習(xí) 粵教版選修3-1.doc

1、a第二章章末復(fù)習(xí)課【知識(shí)體系】 答案填寫I2RtUItEIUII2r主題1非純電阻電路的計(jì)算1.電功：WUIt.2電功率：P電UI.3熱量：QI2Rt.4熱功率：P熱I2R.分析與方法：閉合電路中電功、熱量和電功率、熱功率的問題本質(zhì)上都是能量轉(zhuǎn)化和守恒問題分析這類問題時(shí)，要注意區(qū)分電功和熱量、電功率和熱功率，抓住能量守恒這條主線；在純電阻電路中aa，電功和熱量相等，電功率和熱功率相等；在非純電阻電路中，電功大于熱量，電功率大于熱功率【典例1】一臺(tái)洗衣機(jī)上的電動(dòng)機(jī)的額定電壓U220 V，線圈電阻R1 ，在額定電壓下正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流I2 A，求：(1)電動(dòng)機(jī)消耗的總功率和發(fā)熱功率；(2)電動(dòng)機(jī)的輸出

2、功率解析：(1)電動(dòng)機(jī)總功率即為電功率P總UI2202 W440 W；發(fā)熱功率即為線圈電阻的熱功率P熱I2R221 W4 W.(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率即為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，由能量守恒可得：P總P出P熱，所以P出P總P熱436 W.答案：(1)440 W4 W(2)436 W針對(duì)訓(xùn)練1一直流電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈兩端加電壓為0.3 V，電流為0.3 A；松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2 V時(shí)，電流為0.8 A，電動(dòng)機(jī)正常工作求：該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入的電功率是多少？電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多少？解析：電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律

3、得電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻：r 1 ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，其輸入的電功率為P入I1U10.82 W1.6 W，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P機(jī)P入Ir1.6 W0.821 W0.96 W.答案：1.6 W0.96 W主題2含電容器的直流電路在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路里有充、放電電流一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大(只考慮電容器是理想的不漏電的情況)的元件，在電容器處電路可看作是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶電量時(shí)，可接在相應(yīng)的位置上分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)：(1)電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無(wú)電流通過，所以在此支

4、路中的電阻上無(wú)電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓(2)當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等(3)電路的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充(放)電如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電【典例2】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E12 V，內(nèi)阻r1 ，電阻R13 ，R22 ，R35 ，電容器的電容C14 F，C21 F.求：aa(1)當(dāng)S閉合時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，C1和C2所帶的電量各是多少？(2)把S斷開，S斷開后通過R2的電量是多少？ 解析：(1)當(dāng)S閉合時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，C1兩端的電壓等于R2兩端的電壓；C2兩端

5、的電壓等于路端電壓回路電流I2 A，C1兩端的電壓UC1U2IR24 V，C1的帶電量為：Q1C1UC141064 C1.6105 C，C2兩端的電壓UC2UI(R1R2)10 V，C2的帶電量為：Q2C2UC2110610 C1.0105 C.(2)斷開S后，電容器C1通過電阻R2、R3放電；電容器C2通過電阻R1、R2、R3放電，放電電流均流過R2，且方向相同因此，通過R2的電量為：QQ1Q21.6105 C1.0105 C2.6105 C.答案：(1)1.6105 C1.0105 C(2)2.6105 C針對(duì)訓(xùn)練2下圖電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E10 V、內(nèi)阻忽略不計(jì)，定值電阻R14 ，R26

6、，電容C30 F.(1)閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后通過電阻R1的電流多大？(2)然后將開關(guān)S斷開，求這以后流過電阻R1的總電量？(3)開關(guān)S斷開以后，電源還輸出多少電能？解析：(1) 閉合開關(guān)S后，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電容器相當(dāng)于斷路，由閉合電路歐姆定律知，通過R1的電流為：I1 A.(2)斷開前，電容器兩極上電壓等于R2兩端的電壓，即：UCIR216 V6 V，電容器的帶電量為：QCUC301066 C1.8104 C.aaS斷開后，電容器兩極間電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)E，其帶電量為：QCE3010610 C3104 C，流過R1的總電量等于電容器帶電量的增加量，即：QQQ1.2104 C.(3)開關(guān)斷開

7、以后，電源又釋放的電能為：E電QE1.210410 J1.2103 J.答案：(1)1 A(2)1.2104 C(3)1.2103 J主題3電路故障的分析方法1故障類型(1)短路：電路被短路部分有電流通過(電流表有示數(shù))，被短路兩點(diǎn)之間沒有電壓(電壓表無(wú)示數(shù))(2)斷路：電路斷路部分沒有電流通過(電流表無(wú)示數(shù))，斷路兩點(diǎn)之間有電壓，斷路同側(cè)導(dǎo)線兩點(diǎn)無(wú)電壓2電路故障分析思路(1)認(rèn)真審題，判斷電路各元件連接方式，明確電流表、電壓表測(cè)量的元件，各開關(guān)控制的元件(2)根據(jù)故障現(xiàn)象分析有無(wú)電流，得出電路是短路還是斷路(3)根據(jù)電表示數(shù)變化分析找出故障位置3利用電流表、電壓表判斷電路故障(1)電流表示數(shù)

8、正常而電壓表無(wú)示數(shù)“電流表示數(shù)正?！北砻麟娏鞅硭陔娐窞橥?，“電壓表無(wú)示數(shù)”表明無(wú)電流通過電壓表故障原因可能是：電壓表?yè)p壞；電壓表接觸不良；與電壓表并聯(lián)的用電器短路(2)電壓表有示數(shù)而電流表無(wú)示數(shù)“電壓表有示數(shù)”表明電路中有電流通過，“電流表無(wú)示數(shù)”說(shuō)明沒有或幾乎沒有電流流過電流表故障原因可能是：電流表短路；和電壓表并聯(lián)的用電器斷路(3)電流表、電壓表均無(wú)示數(shù)“兩表均無(wú)示數(shù)”表明無(wú)電流通過兩表，除了兩表同時(shí)短路外，可能是干路斷路導(dǎo)致無(wú)電流【典例3】在如圖所示電路中，電源電壓不變，閉合開關(guān)S，電路正常工作一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)電壓表示數(shù)變大，則()aaAL可能變亮BR可能斷路C燈L可能斷路

9、D電阻R可能短路解析：首先分析電路的連接方式與電表的作用對(duì)象燈L與電阻R串聯(lián)，V測(cè)電源電壓，V1測(cè)電阻R電壓其次，從故障現(xiàn)象看，有一個(gè)電壓表示數(shù)變大，而電源電壓不變，則可判斷是V1示數(shù)變大根據(jù)“故障分析思路”可判斷：可能是燈L短路，或者可能是電阻R斷路(V1也測(cè)電源電壓)所以，此題應(yīng)選B.答案：B針對(duì)訓(xùn)練3如圖所示，開關(guān)S閉合電燈不亮，為了檢查圖中電路故障，現(xiàn)用一根導(dǎo)線進(jìn)行判斷，當(dāng)導(dǎo)線連接BC時(shí)，燈不亮；當(dāng)導(dǎo)線連接CD時(shí)，燈也不亮；當(dāng)導(dǎo)線連接DE時(shí)，燈亮了則電路故障原因是()A電阻R斷路 B電燈L斷路CR、L同時(shí)斷路 D變阻器斷路解析：在串聯(lián)電路中，燈不亮，有兩種可能，第一，燈短路；第二，電路

10、中有斷路處根據(jù)導(dǎo)線的連接現(xiàn)象判斷，應(yīng)該不是第一種故障，所以是電路中有斷路處當(dāng)把斷路處連接好，燈就會(huì)亮所以，此題應(yīng)選D.答案：D主題4電學(xué)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)基本原則(1)安全不損壞實(shí)驗(yàn)儀器(2)精確盡可能減少實(shí)驗(yàn)誤差(3)方便便于實(shí)驗(yàn)操作、讀數(shù)和數(shù)據(jù)處理2實(shí)驗(yàn)儀器的選取(1)電源允許的最大電流要大于電路中的實(shí)際電流(2)用電器的額定電流大于或等于通過它的實(shí)際電流(3)電壓表和電流表的量程不能小于被測(cè)電壓和電流的最大值，一般兩表的指針應(yīng)該指到滿偏刻度的的位置為宜aa3兩種電路的選擇(1)阻值比較法：先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)

11、接法簡(jiǎn)單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”(2)臨界值計(jì)算法Rx時(shí)，用電流表外接法；Rx時(shí)，用電流表內(nèi)接法(3)實(shí)驗(yàn)試探法：按如圖所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法4滑動(dòng)變阻器的兩種接法的選擇(2)兩種接法的適用條件限流式接法適合測(cè)量阻值小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小)分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大)如果Rx很小，限流式接法中滑動(dòng)變阻器分得電壓較大，調(diào)節(jié)范圍也

12、比較大Rx很大時(shí)，分壓式接法中Rx幾乎不影響電壓的分配，滑片移動(dòng)時(shí)，電壓變化接近線性關(guān)系，便于調(diào)節(jié)若采用限流式接法不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測(cè)電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測(cè)電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式接法若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端時(shí)，待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時(shí)，應(yīng)改用分壓電路若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式電路aa兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛?jiǎn)單、耗能低5電路的實(shí)物連接的方法(1)先

13、圖后連，先串后并(2)看準(zhǔn)極性，接線到柱(3)明確量程，檢查定位【典例4】用如圖所示的多用電表測(cè)量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S、T.請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量：(1)旋動(dòng)部件_，使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻度線. (2)將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“100”位置. (3)將插入“”“”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件_，使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的_(填“0 刻線”或“刻線”). (4)將兩表筆分別與待測(cè)電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按_的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測(cè)量A將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“1 K”的位置 B將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“10”的位置 C將兩表筆的金屬部分分別與被

14、測(cè)電阻的兩根引線相接 D將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)解析：首先要對(duì)表盤機(jī)械校零，所以旋動(dòng)部件是S.接著是歐姆調(diào)零，將“”“”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件T，讓表盤指針指在最右端零刻度處當(dāng)兩表筆分別與待測(cè)電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，必須將指針指在中間刻度附近，所以要將倍率調(diào)大原因是指針偏轉(zhuǎn)小，則說(shuō)明刻度盤值大，現(xiàn)在要指針偏大即刻度盤值要小，則只有調(diào)大倍率才會(huì)實(shí)現(xiàn)所以正確順序ADC.答案：(1)S(3)T0刻線(4)ADC針對(duì)訓(xùn)練4小明的實(shí)驗(yàn)桌上有：A.待測(cè)電源一個(gè)(電動(dòng)勢(shì)約3 V，內(nèi)阻小于1 )；B.直流電流表(量程00.6aa3 A，0.6 A擋的內(nèi)阻

15、約0.22 ，3 A擋的內(nèi)阻約0.1 )；C.直流電壓表(量程0315 V，3 V擋內(nèi)阻為15 k，15 V擋內(nèi)阻為25 k)；D.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為015 ，允許最大電流為1 A)；E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為01 000 ，允許最大電流為0.2 A)；F.開關(guān)；G.導(dǎo)線若干；H.小燈泡(電阻小于1 )請(qǐng)你幫助小明完成下列問題：(1)利用給出的器材測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，有如圖甲、乙兩種電路，為了減小測(cè)量誤差，應(yīng)選擇圖_所示電路(2)根據(jù)你選擇的電路將圖丙中的實(shí)物連接好(3)你選擇的滑動(dòng)變阻器是_(填代號(hào))，理由是_.(4)小明根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)，作出UI圖線如圖丁a線所示，實(shí)驗(yàn)所測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)

16、為E_V，內(nèi)電阻為r_.解析：(1)伏特表測(cè)量的是路端電壓，所以使用圖乙電路(2)圖略(3)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇能使電路電流適中且移動(dòng)滑片時(shí)電流表示數(shù)較明顯，所以選D.(4)E3 V，r0.75 .答案：見解析aa統(tǒng)攬考情本章的內(nèi)容較多，理論基礎(chǔ)是閉合電路的歐姆定律，通常以電路分析、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)題的形式考查，近幾年來(lái)，實(shí)驗(yàn)題的考查是重中之重從近幾年的高考來(lái)看，各省市的高考題基本都涉及本章的實(shí)驗(yàn)，考查范圍較廣，有實(shí)驗(yàn)儀器的選擇與使用、實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果的分析以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，涉及的實(shí)驗(yàn)有多用電表的使用、伏安法測(cè)電阻，電流表(電壓表)的改裝和測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻這要求我們?cè)谏羁汤斫忾]合電路的歐姆定律、熟練掌握電路

17、分析方法的基礎(chǔ)上，對(duì)有關(guān)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)在原理、實(shí)質(zhì)上有明確的認(rèn)識(shí)真題例析(2013廣東卷)下圖a是測(cè)量電阻Rx的原理圖，學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6 A(內(nèi)阻不計(jì))，標(biāo)有長(zhǎng)度刻度的均勻電阻絲ab的總長(zhǎng)為30.0 cm.圖a圖b圖caa(1)根據(jù)原理圖連接圖b的實(shí)物圖(2)斷開S2，合上S1；調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0 V時(shí)，單位長(zhǎng)度電阻絲的電壓u_V/cm.記錄此時(shí)電流表A1的示數(shù)(3)保持S1閉合，合上S2；滑動(dòng)c點(diǎn)改變ac的長(zhǎng)度l，同時(shí)調(diào)節(jié)電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟記錄的值相同，記錄長(zhǎng)度l和A2的示數(shù)I.測(cè)量6組l和I值，測(cè)量數(shù)據(jù)已在圖c中標(biāo)出寫出Rx與l、I、u的關(guān)系式

18、Rx_；根據(jù)圖c用作圖法算出Rx_.解析：(2)3 V電壓分布在長(zhǎng)為30 cm的電阻絲上，故有單位長(zhǎng)度的電壓u V/cm0.1 V/cm.(3)設(shè)電阻絲每1 cm長(zhǎng)的電阻為R，當(dāng)合上S1, 斷開S2時(shí)，設(shè)此時(shí)電阻絲電流為I，有：I30R30u, 當(dāng)合上S1 、S2時(shí)，IlRIRx，由上兩式得：Rx與l、I、u的關(guān)系式Rx.在圖c中過盡可能多的點(diǎn)作直線如圖所示，對(duì)照?qǐng)D可得lI，由LI圖線的斜率k60.016 cm/A，可得Rxku60.0160.1 6.0 .答案：(1)見下圖(2)0.1(3)6.0針對(duì)訓(xùn)練(1)在測(cè)定一根粗細(xì)均勻的合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過程如圖所

19、示aa，校零時(shí)的讀數(shù)為_mm，合金絲的直徑為_mm.(2)為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx，設(shè)計(jì)出如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成圖2中的實(shí)物電路連接圖1圖2解析：校零時(shí)螺旋測(cè)微器讀數(shù)：0 mm0.01 mm0.70.007 mm；測(cè)量時(shí)螺旋測(cè)微器讀數(shù)：0.5 mm0.01 mm14.50.645 mm；合金絲的直徑d0.645 mm0.007 mm0.638 mm.答案：(1)0.007 mm0.638 mm (2)實(shí)物電路連接如圖1(多選)如圖所示的電路中，R1、R2是兩個(gè)定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，R3為小燈泡，電源內(nèi)阻為r.開關(guān)閉合后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)時(shí)()aaA電壓表示數(shù)

20、變大B小燈泡亮度變亮C電容器充電 D電源的總功率變大解析：滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，根據(jù)“串反并同”，通過與其串聯(lián)的小燈泡和電源的電流變小，故小燈泡變暗，電源的總功率減小，B、D錯(cuò)誤；與其并聯(lián)的電容器、電壓表兩端的電壓變大，故電容器充電，A、C正確答案：AC2用圖示的電路可以測(cè)量電阻的阻值圖中Rx是待測(cè)電阻，R0是定值電阻，是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)觸頭P的位置，當(dāng)通過電流表的電流為零時(shí)，測(cè)得MPl1，PNl2，則Rx的阻值為()A.R0B.R0C.R0 D.R0解析：根據(jù)電阻定律有，當(dāng)電表無(wú)讀數(shù)時(shí)，有，解得Rx，選項(xiàng)C正

21、確答案：C3在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖所示. M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí)()ARM變大，且R越大，U增大越明顯BRM變大，且R越小，U增大越明顯CRM變小，且R越大，U增大越明顯DRM變小，且R越小，U增大越明顯解析：根據(jù)題述接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，可知RM變小，且R越大，U增大越明顯，選項(xiàng)C正確aa答案：C4某同學(xué)設(shè)計(jì)的可調(diào)電源電路如圖(a)所示，R0為保護(hù)電阻，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，閉合電鍵S.(1)用電壓表測(cè)量A、B兩端的電壓；將電壓表調(diào)零，選擇03 V擋，示數(shù)如圖(b)，電壓值為_V.(2)在接通外電路之前，為了保證外電路的安全，滑片P應(yīng)先置于_端(3)要使輸出電壓U變大，滑片P應(yīng)向_端移動(dòng)(4)若電源電路中不接入R0，則在使用過程中，存在_(填“斷路”或“短路”)的風(fēng)險(xiǎn)解析：(1)電壓表選擇03 V量程，最小刻度為0.1 V，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到下一位，因此電壓表的讀數(shù)為1.30 V(2)接通電路前應(yīng)使滑片置于A端，使