1、第二章,恒定电流,章 末 小 结,知 识 结 构,规 律 方 法,一、电路故障问题的分析 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、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种： 1仪表检测法 (1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。 (2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该电路被短路。若电压表示数不为零，则该电路没有被短路或不完全被短路。,2假设法 已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部
2、分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，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。,(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的_挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的_挡。,电压,欧姆,(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明_可能有故障。 (3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。 调到欧姆挡；将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；测量小灯泡的电阻。如
3、电阻无穷大，表明小灯泡有故障。,开关或连接点5、6,解析：(1)当连接点1、2已接好时，电路中已有电压存在，故需用电压挡来检测电路。当连接点1、2同时断开时，电路中没有电源提供电压，要检测电路故障，只有通过测各段电路的电阻是否异常，故采用欧姆挡。 (2)当电路中两点间有电压时，这表明在此两点之外的电路与电源两极是接通的。当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时，就可以确定断路位置在此两点之间。 (3)调到欧姆挡； 将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作； 测量小灯泡的电阻。如电阻无穷大，表明小灯泡有故障。,3电路的动态分析 分析依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联
4、电路的电压关系、并联电路的电流关系，常用规律： (1)变化电阻本身和总电路变化规律相同； (2)总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大； (3)和变化电阻有串联关系的看电流，即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小。 (4)和变化电阻有并联关系的看电压，即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大。,4闭合电路的UI图象 图中a为电源的UI图象，b为外电阻的UI图象。 两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率； a的斜率的绝对值表示电源内阻大小； b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时(即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大
5、，即输出功率最大。,A图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况 B图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况 C此过程中电压表V1示数的变化量U1和电流表示数变化量I的比值变大 D此过程中电压表V3示数的变化量U3和电流表示数变化量I的比值不变 答案：ABD,四、电学实验中的几个问题 1进行仪器选择、电路设计时，应注意以下原则： (1)安全性原则：所选元件在电路中不能被损坏，如电压表或电流表的电路中时，各对应物理量不超过它们的量程。 (2)目的性原则：所设计的电路应能够达到实验的目的。 (3)准确性原则：选取仪器或器材时应考虑减小系统误差，如电压表或电流表的指针偏转应尽可
6、能指在中间刻度附近。 (4)方便操作原则：所设计的实验容易达到实验目的，且又简捷、方便。 (5)经济实惠原则：所设计的电路中所用的仪器应在大多数实验室能找到，本原则也可称为可实施原则。,2电压表、电流表及多用电表的读数 (1)电压表、电流表和多用电表的直流电压、直流电流挡的读数，要看清选择的量程和分度值。 (2)多用电表的欧姆挡的读数要看清选择的倍率，如：1、10、100等。 3实验仪器的选取 (1)电源允许通过的最大电流要大于电路中的实际电流。 (2)用电器的额定电流应大于或等于通过它的实际电流。 (3)电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值。,5电路的实物连接方法 (1)先图后
7、连，先串后并。 (2)看准极性，接线到柱。 (3)明确量程，检查定位。 6数据的处理方法 (1)公式法：物理意义比较明确。 (2)图象法：有取平均值的效果，结果比较准确。 7仪器代换 (1)一个定值电阻和一个电流表可以代换电压表。 (2)小量程电流表可以改装后再接入电路。,(1)实验中电压表应选用_，电流表应选用_。为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)。 (2)请在图1方框内画出满足实验要求的电路图，并把由图2中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。,A,D,E,(2)由于灯泡电阻远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法。 故电路
8、图、实物连线图如图所示答案：(2)见解析,触 及 高 考,1本章为电学基础知识，从近几年高考试题来看，命题多集中在部分电路欧姆定律，串、并联电路，闭合电路欧姆定律这三个知识点上，其次是电功率和直流电路的动态分析。 2由于该部分知识与学生实验结合紧密，因此电学实验是高中物理实验中的重点，也是高考实验考查的热点内容。考查既具体又灵活，象仪器的选择、读数、器材的连接、数据处理、误差分析等，每年的高考试题中都有所涉及，在学习中应予以足够重视。对于基本的多用电表的认识和使用，常见的测量电阻的方法，滑动变阻器、电压表、电流表等电学元件的使用等应该牢牢地掌握。,一、考题探析,BCD,图(a),图(b),48
9、.2,答案：实物连线如图,1(2016全国卷，17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为( ) A2/5 B1/2 C3/5 D2/3,二、临场练兵,C,2(2018全国卷，22)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有：微安表头(量程100A，内阻900)；电阻箱R1(阻值范围0999.9)；电阻箱R2(阻值范围099999.9)；导线若干。 要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的
10、多用电表有电流1 mA和电压3V两挡。,100,2910,答案：(1)如图所示 解析：(1)如图所示。 (2)接a时改装成量程为1mA的电流表，有 IgRg(IIg)R1 解得R1100 接b时改装成量程为3V的电压表，有 UIgRgIR2 解得R22910。,3(2018江苏卷，10)一同学测量某干电池的电动势和内阻。 (1)题1图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。 开关未断开； 电阻箱阻值为零。,(题1图),1.4(1.301.44都算对),1.2(1.01.4都算对),(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如题2图所示，则该干电池的电动势应为_V； 内阻应为_。,1.4结果与(2)问第一个空格一致,1.0结果比(2)问第二个空格小0.2,(题2图),答案：(2)如图所示,(2)a.请在图2画好的UI关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率； b请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。 (3)请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。,
