高二物理暑假专题 直流电路 北师大版

高二物理暑假专题 直流电路 北师大版

高二物理暑假专题 直流电路 北师大版 一. 本周教学内容： 暑假专题——直流电路 二. 教学过程： 1. 电路的动态变化 引起电路特性发生动态变化主要有三种情况： 第一，滑动变阻器滑动片位置的改变，使电路的电阻发生变化； 第二，开关的闭合、断开或换向（双掷开关）使电路结构发生变化； 第三，非理想电表的接入使电路的结构发生变化。 2. 电路故障 电路故障的判断历来是学生知识掌握的薄弱环节，这一方面是由于学生缺乏实际操 作的经历，另一方面没弄清其中的原理也是重要的原因。应当清楚，断路的表现是 电路的端电压不为零而电流为零。具体判断方法是用电压表测量电路中其两点间电 压，若电压不为零，则说明这两点与电源的连接完好，断路点就在该两点之间。逐 渐缩小测量范围，即不难把断路点找到。而短路的表现是电流不为零而电压为零， 用电压表亦不难判断出来。 3. 电功 W、电功率 P 和电热 Q （1）W＝UIt 适用于计算任何性质电路的电功。它反映该电路消耗的总电能，注意 何性质的导体所产生的热或电流通过该导体而发热所消耗的那部分电能。 （2）电功和电热的关系（用电器上的能量转化）：①在纯电阻电路中，电流流过电 路做功将电能全部转化为内能，即电功 W 等于电热 Q（电功率 P 等于电热的功率 P 热）。 算式，对其他电路没有意义。纯电阻用电器有白炽灯、电炉、电熨斗等。 ②在非纯电阻电路中，电流做功 W 将电能一部分转化为内能 Q，还有一部分转化为 其 的蓄电池等。 4. 闭合电路中的功率 闭合电路中的各个元件都能实现能量的转化。电源把其他形式的能转化为电能，而 负载则把电能转化为其他形式的能。最常见的两种转化方式为：电能转化为内能和 电能转化为机械能。对能的转化过程的计算，尤其需要搞清楚电源的各种功率关系。 对于纯电阻电路，电源的输出功率： 不难看出，外电阻越大，电源的效率越高。 【典型例题】 例 1. 如图所示，UAB＝12V，R1＝3Ω，R2＝R4，当 CD 间接电压表时示数为 8V，当 CD 间接电流表时示数为 1A，求： （1）R3＝？ （2）R4＝？ 解析：当 CD 接上电压表时，理想电压表内阻应视为无穷大，R2、R4 无电流通过，E 和 C、F 和 D 等电势，故电压表示数为 R3 两端电压，即 UEF＝UCD＝8V，则 R1 两端电压 U1＝（12－8）V＝4V。 当 CD 接上电流表时，理想电流表内阻视为零，设干路电流为 I，则通过 R3 电流为 （I－1）A。 例 2. 在下图所示的电路中，已知电容 C＝2μF，电源电动势 E＝12V，内电阻不计， R1：R2：R3：R4＝1：2：6：3，则电容器极板 a 上所带的电量为（ ） 解析：选 A 点为零电势点，并设通过 R1 的电流强度为 I1，通过 R3 的电流强度为 I2， 由全电路欧姆定律得： 又因为电流方向从 A 流到 a，故电势关系为 再由电容定义式得： 正确答案为 D。 思考：当 R1、R2、R3、R4 的阻值满足什么关系时电容器的带电量为零？ 例 3. 如图所示，为了检查电路中的故障，用电压表测得 UAE＝7V，UED＝0V，UCD＝ 0V，UCE＝6V，则此电路故障是下述情况中的哪一种（ ） A. R 断路 B. L 断路 C. R'断路 D. R'与 L 同时断路 解析：电压表接入电路，对电路来讲相当于接入一个大电阻，它的示数就是这个大 电阻上的电压，UAE＝7V，表示电源本身无故障，且电动势约为 7V。 测得 UCE＝6V，表示电压表接在 CE 两点时，电路中有电流，且电流的方向为 A→B→ C（经电压表）→E→A。由此可判断出 R 没有发生断路故障。UCE＜UAE，表示 R 的阻 值较大。 测得 UCD＝0，表示电压表接在 CD 两点时，电压表中无电流通过，说明 CD 之外的部 分电路有断路现象，由于电源和 R 完好，则滑动变阻器 R'一定断路。同样的道理可 得：UED＝0，则 L 一定断路。 故 D 正确。 例 4. 如图所示是一小灯泡亮度可调装置，已知电源电动势 E＝24V，内电阻不计， 滑动变阻器 R0＝36Ω，小灯泡的规格为“12V 6W”，问： （1）为不烧坏小灯泡，合上 S 前，滑动变阻器滑片 c 应靠近哪一端？ （2）合上 S 后，要使小灯泡正常发光，bc 间电阻应为多少？ （3）合上 S 后，由于操作不慎，将滑片滑至 b 端，小灯泡的实际功率为多少？ 解析：（1）显然，当滑片 c 触到 a 端时，灯泡被导线短路，灯泡两端电压为零，这 正是问（1）所需要的结果。 （2）设滑片 c 接在 ab 间某位置时，灯泡恰好正常发光。作出等效电路图（如图 甲），由额定功率公式可得： 图甲 由分压原理，并考虑到灯泡正常发光时 （3）画出滑片 c 接到 b 端时的等效电路图（如图乙），用功率公式求得 实际功率大大超过额定功率，灯泡将烧坏。 图乙 【模拟试题】 1. 有材料相同，质量相同的甲、乙两根电阻丝，甲的直径是乙的直径的 2 倍，则甲 的电阻是乙的电阻的（ ） A. B. C. D. 2. 如图，通电后，它们消耗的电功率之比为（ ） A. 8：5：10 B. 5：4：1 C. 2：1：1 D. 10：4：1 3. 三个相同的电阻连成如图所示的电路。S 断开时电流表示数为闭合时电流表示数 为，这两个示数之比为（ ） A. 3：4 B. 4：3 C. 3：2 D. 2：3 4. 如图所示电路，，滑动变阻器的总阻值，则 A、B 间的电阻值的变化范围是（ ） A. 10 至 12Ω B. 6 至 10Ω C. 6 至 12Ω D. 12 至 18Ω 5. 如下图，有内阻的电源及电阻及变阻器组成电路。当变阻器的滑动头 P 向右移动 的过程中，（ ） A. 电路的总电流增大 B. 支路电流也增大 C. 路端电压 U 减小 D. 支路电流也减小 6. 图为一电路板的示意图，a、b、c、d 为接线柱，a、d 与 220V 的交流电源连接， ab 间、bc 间、cd 间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流，为检查电路故障， 用一交流电压表分别测得 b、d 两点间以及 a、c 两点间的电压均为 220V，由此可知 （ ） A. ab 间电路通，cd 间电路不通 B. ab 间电路不通，bc 间电路通 C. ab 间电路通，bc 间电路不通 D. bc 间电路不通，cd 间电路通 7. 用伏安法测的阻值，电路连接成如图的样子以后，用电压表的 d 端先后接触 b、 c 两点，发现电流表的示数变化较大。为了减少测量误差，d 应接在__________点。 正确接好后，所测得的阻值__________于的真实值。 8. 在图示电路中，，电键 S 打开与闭合，安培表的示数没有变化。则__________ Ω。 9. 电子电量，电路中电流强度为 0.4A，则半分钟通过导线横截面的电子数为 __________个。 10. 某商场安装了一台倾角为 30°的自动扶梯，该扶梯在电压为 380V 的电动机带 动下以 0.4 m/s 的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为 4.9 kW。不载 人时测得电动机中的电流为 5A，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台 自动扶梯可同时乘载的最多人数为__________（设人的平均质量为 60kg，）。 11. 如下图电路，为已知。S 原来是闭合的，现在把 S 打开，S 打开以后，通过的电 流方向是从__________到__________，通过的电量是__________。 12. 电路如图所示，a、c 之间电压为 U，，若在 bd 间接入理想电压表，读数为 __________；若在 bd 间接入内阻为 R 的电压表，读数为__________。 13. A 灯是“100V 100W”，B 灯是“100V 25W”，采用如图甲、乙两种连接方式， 接入 200V 的电路，都能正常发光。则＝__________Ω，它消耗的电功率为_________W。 __________Ω，它消耗的电功率为__________W。 14. 某人用多用表按正确步骤测量一电阻阻值，选择开关放在Ω×100 档位。指针 指示位置如图。则这电阻值是__________。如果要用这多用表测量一个约 200Ω的 电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的电阻挡是__________，但在测量时应 注意先__________，然后再进行测量。 15. 如下图甲，电表内阻，若再加接两个电阻和，把电路甲变为电路乙，则电路的 总电阻不变而通过电流表的电流变为原来的，那么可知__________Ω，__________ Ω。 16. 用图示的电路测电池的电动势和内电阻，依照数据画出了图线，则测得电动势 __________V，内阻__________Ω。比真实值__________，比真实值__________。 17. 某电压表的内阻在之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材： 待测电压表 V（量程 3V） 电流表（量程） 电流表（量程 5mA） 电流表（量程 0.6A） 滑动变阻器 R（最大阻值） 电源 E（电动势 4V） 电键 S （1）所提供的电流表中，应选用_____________（填写字母代号）。 （2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试画出符合要求的实验电路图。 [参考答案] http://www.DearEDU.com 1. C 2. D 3. C 4. B 5. AC 6. CD 7. C；大 8. 24 9. 10. 25 11. 12. 13. 80；125；133.3；75 14. ；调零 15. 100；810 16. 1.5；0.5；小；小 17. （1） （2）