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第二章 学案15


高中物理 · 选修3-1· 人教版 专题 整合区

·

第二章 恒定电流
学案15 章末总结

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非静电力 E R UIt UI I2 R
W q
U I

I2Rt

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U1+U2+…

R1+R2+…
I1+I2+…

P1+P2+…

P1+P2+…

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I2Rt

IE I2 r

IU

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一、纯电阻电路和非纯电阻电路

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1.对于纯电阻电路 (如白炽灯、电炉丝等构成的电路 ),电流做 U2 功将电能全部转化为内能, W=Q= UIt= t= Pt. R 2.对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路 ),电功 2 U 大于电热.在这种情况下,不能用 I2Rt 或 t 来计算电功. R

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例1 如图所示,电解槽A和电炉B并联 后接到电源上,电源内阻r=1 Ω, 电炉电阻R=19 Ω,电解槽电阻r′= 0.5 Ω.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: (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. IA

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I1 I' I

B:纯电阻电路 A:非纯电阻电路

(2) I′=

P2 = R

475 A=5 A 19

(3)PA=I AU= 20× 95 W= 1 900 W
2 P 热=I 2 Ar′= 20 × 0.5 W=200 W

U=I′R=5×19 V=95 V E-U 120-95 I= = A=25 A r 1 IA=I-I′=20 A.
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P 化= PA- P 热 =1 700 W.
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二、闭合电路的动态分析 动态电路问题的分析思路

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(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)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.
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例2 如图所示,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 R0

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Rbp

Rap

中,下列各物理量变化情况为
( BD ) A.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

当Rap=Rbp时,R并有极大值
外电路总电阻先变大后变小 路端电压(电压表示数)先增后减 干路电流(电流表示数)先减后增 P0=I2R0,可知R0的功率先减后增 R0与r大小关系不能确定, 故不能确定P出的变化情况

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三、电路故障的分析方法

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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.
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例3 如图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: (1)用多用电表的直流电压挡进行检查: B ①那么选择开关应置于下列量程的________ 挡.(用字母序号表示) A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V ②在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触 a 选填“a”或“b”). ________( ③该同学测试结果如下表所示,根据测试结 D 果,可以判定故障是__________( 假设只有下 列中的某一项有故障). A.灯A断路 B.灯B短路 C.c、d段断路 D.d、f段断路 网络构建 专题整合

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E=6V

断路

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(2)用欧姆挡检查: 断开 选填“断 ①测试前,应将开关S______(

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开”或“闭合”).
②测量结果如下表所示,由此可以断定 故障是 ( D ) A. 灯A断路 B.灯B断路 A灯完好 B灯完好 d、e间导线断路

C.灯A、B都断路
D.d、e间导线断路

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1.(闭合电路的动态分析)如图所示,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

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后,两小灯泡均能发光.在将滑动变阻
器的触片逐渐向右滑动的过程中,下列 说法正确的是 ( BC ) R增大 由串反并同可知:

L2、 与R串联,所以L2变暗、 电流表示数变小 L1、 与R并联,所以L1变亮、 电压表示数变大

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2.(电路故障的分析)如图所示的电 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Uab=6 V, Uad=0,Ucd=6 V,由此可判定 ( C)

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若L1烧断则:Ucd=0与Ucd=6V不相符

A.L1和L2的灯丝都烧断了
B.L1的灯丝烧断了 C.L2的灯丝烧断了

故:L1完好
同理得:变阻器R完好

D.变阻器R断路

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3.(非纯电阻电路的计算)如图所示
的电路中,电源电动势E=10 V, 内阻r=0.5 Ω,电动机的电阻R0=

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1.0 Ω,电阻R1=1.5 Ω.电动机正常
工作时,电压表的示数U1=3.0 V, 求: (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.

U
U

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再见



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