（2021新人教版）高中物理必修第三册第11章 电路及其应用 （课件+讲义+章末检测）.zip

学科素养提升学科素养提升 科学思维 1等效电流的求解 电荷的运动可以等效为电流，计算中可以选取一定时间(一般选一个周期)，此 时间内通过截面的电荷量与此时间的比值即为等效电流。 1.所谓等效是指不同的物理过程(或现象)在某种意义上有相同效果。等效法就是 在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物 理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的方法。 2.根据电流的定义，只要电荷发生定向移动就可以看作产生了电流，而等效电 流的计算要紧抓电荷定向移动方向上的一个截面，看时间 t 内通过这个截面的 电荷量的数值 q，然后再用 I 计算。 q t 例 1一根横截面积为 S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为 q，当此棒沿轴线方向做速度为 v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效 电流大小为() A.qv B. C.qvS D. q v qv S 解析时间 t 内通过垂直于棒运动方向某一横截面的电荷量 Qqvt，依电流的 定义式可得 I qv，故 A 正确。 Q t 答案A 方法总结 等效电流的形成可以是电荷转动通过某一截面，也可以是平动经过某一截面。根 据定义，只要电荷发生定向移动就可以看作产生了电流。而等效电流的计算要明 确电荷定向移动方向上的一个截面，看时间 t 内通过这个截面的电荷量，由 I 计算电流。特别注意当求负电荷运动产生的电流时，电流方向与负电荷运动方 q t 向相反。 针对训练 1(多选)半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为 Q，现使圆 环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度 匀速转动，则由环产生的等效 电流判断正确的是() A.若 不变而使电荷量 Q 变为原来的 2 倍，则等效电流也将变为原来的 2 倍 B.若电荷量 Q 不变而使 变为原来的 2 倍，则等效电流也将变为原来的 2 倍 C.若使 、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大 D.若使 、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小 解析截取圆环的任一横截面 S，如右图所示，在橡胶圆环运动 一周的时间 T 内，通过这个横截面的电荷量为 Q，则有 I ，又 T，所以 I，由上式可知，选项 A、B 正确。 q t Q T 2 Q 2 答案AB 科学思维 2电路的等效化简 一、化简原则 1.理想导线可任意长短。 2.无电流支路可去掉。 3.等电势点可合并。 4.理想电压表可看成断路，理想电流表可看成短路，电流稳定后，电容器可看 成断开。 二、化简方法 1.电流分支法 (1)将各节点用字母标上。 (2)判定各支路元件的电流方向。 (3)按电流流向，自左向右(或自上向下)将各元件、节点、分支逐一画出。 (4)将画出的等效图加工整理。 2.等势点排列法 (1)将各节点用字母标上。 (2)判定各节点电势的高低。 (3)将各节点按电势高低自左向右(或自上向下)依次排列，再将各节点之间的支 路画出。 (4)将画出的等效图加工整理。 例 2如图所示电路，R1R24 ，R3R42 ，UAB6 V，求： (1)电流表 A1和 A2的示数(不计电流表的内阻)； (2)R1与 R4两端的电压之比。 解析(1)等效电路图如图所示，R1、R2、R3三个电阻并联的总电阻设为 R并，则有 ，得 R并1 。 1 R并 1 R1 1 R2 1 R3 电路的总电流 I A2 A。 UAB R并R4 6 12 并联部分的电压 U并IR并21 V2 V。 通过 R1、R2、R3三个电阻的电流分别为 I1 A0.5 A，I2 A0.5 A， U并 R1 2 4 U并 R2 2 4 I3 A1.0 A。 U并 R3 2 2 由图可知，电流表 A1的示数是通过 R2与 R3的电流之和，则有 IA1I2I30.5 A1.0 A1.5 A。 电流表 A2的示数是通过 R1与 R2的电流之和 则有 IA2I1I20.5 A0.5 A1.0 A (2)因为 UABU并U4，所以 R4两端电压为 U4UABU并6 V2 V4 V， U1U并2 V，则 。 U1 U4 2 V 4 V 1 2 答案(1)1.5 A1.0 A(2)12 针对训练 2分析如图所示的电路(电流表内阻不计)，下列说法正确的是() A.四个电阻为并联关系 B.四个电阻为串联关系 C.A1的示数为通过 R2和 R3的电流之和 D.A2的示数为通过 R3和 R4的电流之和 解析对电路进行简化，简化后的电路如图所示，根据电路 图可知，电阻 R1、R2、R3为并联关系，电阻 R1、R2、R3构成的 并联电路与 R4为串联关系，选项 A、B 错误；根据电路图可知，A1的示数为通过 R2和 R3的电流之和，A2的示数为通过 R1和 R2的电流之和，选项 C 正确，D 错误。 答案C 科学思维 3电学黑箱原件的判断 1.“电学黑箱”的种类 一般有四种： (1)纯电阻黑箱； (2)纯电源黑箱； (3)由电阻和电源组成的闭合电路黑箱； (4)含电容器、二极管的黑箱。 2.常见元件的特性及测量现象 元件特性 不分极性，正向、反向电阻大小相等 单向导电性，正向、反向电阻差值很大 直流电路中相当于断路，欧姆表测量时指针先偏转，又回 到“”刻度 提供电压，用电压表测量，如果在两测量点间电压最大， 说明两点间有电源 3.用多用电表探测黑箱内的电学元件的基本思路 根据以上思路判断出黑箱内有哪些电学元件后，再根据各接点间测量的数据进 行逻辑推理，最后确定出元件的位置和连接方式。 例 3现有一个电学黑箱，有 A、B、C、D 四个接线柱，如图 所示。若用多用电表的电压挡和电阻挡分别做三次测量，发现 两接线柱间测量结果如下：UABUACUAD1.5 V；UBCUBDUCD0；RBC4 ，RBD3 ，RCD5 。 试判断箱内电路的最简结构(电阻无并联的情况)。 思路点拨判断黑箱内元件的连接情况，要根据外部电压、电阻的测量结果来作 出判定，采用各个击破的方式来画出内部结构，然后分析所画结构图是否符合题 意，直到所画图符合题意为止。 解析由电压测量结果知，B、C、D 三点电势相等，A 点电势比它们高 1.5 V， 只有一节干电池，接线柱 A 应接电源正极，在 B、C、D 三点间无 电池。由电阻测量结果可知，B、C、D 三个接线柱之间均有电阻， 如图所示，由测量结果可知，R1R24 ，R1R33 ，R2R35 ，解得 R11 ，R23 ，R32 。 答案箱内电路结构如图所示。 方法总结 判断黑盒子问题时要特别关注电压和电阻的测量情况。电压不为零，说明内部有 电源；电压为零，说明所测的两点间被短路，也可能是这两点都在断开的电路的 负极一侧或正极一侧。电阻的测量值也能反映电路电阻的连接情况，可以判断黑 盒子中是否有二极管。 1.(伏安特性曲线的理解)某同学做三种导电元件的导电性能的实验，根据所测量 数据分别绘制了三种元件的 IU 图像，如图所示，则下述判断正确的是() A.只有乙图正确 B.甲、丙图的曲线肯定是误差太大 C.甲、丙不遵从欧姆定律，肯定不可能 D.甲、乙、丙三个图像都可能正确，并不一定有较大误差 解析甲、乙、丙三个图像都可能正确，乙是定值电阻，甲的电阻随 U 的增大而 减小，丙的电阻随 U 的增大而增大，都是可能存在的，并不一定有较大的误差， 故 D 选项正确。 答案D 2.(电路故障的分析)(多选)如图所示为一电路板的示意图， a、b、c、d 为接线柱，a、d 与 220 V 的交流电源连接。a、b 间，b、c 间，c、d 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 220 V，由此可知() A.a、b 间电路通，c、d 间电路不通 B.a、b 间电路不通，b、c 间电路通 C.a、b 间电路通，b、c 间电路不通 D.b、c 间电路不通，c、d 间电路通 解析由于用交流电压表测得 b、d 两点间电压为 220 V，这说明 a、b 间电路是 通的，b、c 间电路不通或 c、d 间电路不通；由于 a、c 两点间电压为 220 V，这说 明 c、d 间电路是通的，a、b 间电路不通或 b、c 间电路不通，综合分析可知 b、c 间 电路不通，a、b 间和 c、d 间电路通，即选项 C、D 正确。 答案CD 3.(电路故障的分析)在如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6 为连接点的标号。 在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有： 电源、开关、小灯泡、3 根导线以及电路中的各连接点。 (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。 (2)在开关闭合情况下，若测得 5、6 两点间的电压接近电源提供的电压，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。 解析用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开，在点 1 和点 2 已接 好的情况下，应选用多用电表的直流电压挡测量各元件两端的电压；点 1 和点 2 同时断开时，可以用欧姆挡进行测量。在开关闭合时，若测得 5、6 两点间电压接 近电源提供的电压，可知开关或连接点 5、6 出现故障。把小灯泡拆离电路后，检 验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡调零后进行测量，如果电阻无穷大，说 明灯泡是断路的。 答案(1)直流电压欧姆(2)开关或连接点 5、6 (3)将多用电表挡位调至欧姆挡；将红、黑表笔相接进行欧姆调零，检查欧 姆挡能否正常工作；测量小灯泡的电阻，如电阻为无穷大，表明小灯泡有故 障。 4.(电路的等效化简)如图所示四个电阻的阻值均为 4 ，求 Rab。 解析等效电路图如图 所以 Rab R 41 。 1 4 1 4 答案1 * 学科素养提升学科素养提升 * 科学思维科学思维1等效电流的求解等效电流的求解 电电荷荷的的运运动动可可以以等等效效为为电电流流，计计算算中中可可以以选选取取一一定定时时间间(一一般般选选一一个个周周期期) ，此时间内通过截面的电荷量与此时间的比值即为等效电流。，此时间内通过截面的电荷量与此时间的比值即为等效电流。 1.所所谓谓等等效效是是指指不不同同的的物物理理过过程程(或或现现象象)在在某某种种意意义义上上有有相相同同效效果果。等等效效法法就就是是在在保保 证证某某种种效效果果(特特性性和和关关系系)相相同同的的前前提提下下，将将实实际际的的、复复杂杂的的物物理理问问题题和和物物理理过过程程转转化化 为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的方法。为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的方法。 * * 例例1一一根根横横截截面面积积为为S的的均均匀匀长长直直橡橡胶胶棒棒上上均均匀匀带带有有负负电电荷荷，每每米米电电荷荷量量为为q，当当 此此棒棒沿沿轴轴线线方方向向做做速速度度为为v的的匀匀速速直直线线运运动动时时，由由于于棒棒运运动动而而形形成成的的等等效效电电流流大大小小为为( ) 答案答案A * * 针针对对训训练练1(多多选选)半半径径为为R的的橡橡胶胶圆圆环环均均匀匀带带正正电电，总总电电荷荷量量为为Q，现现使使圆圆环环绕绕垂垂 直直环环所所在在平平面面且且通通过过圆圆心心的的轴轴以以角角速速度度匀匀速速转转动动，则则由由环环产产生生的的等等效效电电流流判判断断正正确确 的是的是() A.若若不不变变而而使使电电荷荷量量Q变变为为原原来来的的2倍倍，则则等等效效电电流流也也将将变变为为原原来来的的2倍倍 B.若若电电荷荷量量Q不不变变而而使使变变为为原原来来的的2倍倍，则则等等效效电电流流也也将将变变为为原原来来的的2倍倍 C.若使若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大 D.若使若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小 * 答案答案AB * 科学思维科学思维2电路的等效化简电路的等效化简 一、化简原则一、化简原则 1.理想导线可任意长短。理想导线可任意长短。 2.无电流支路可去掉。无电流支路可去掉。 3.等电势点可合并。等电势点可合并。 4.理理想想电电压压表表可可看看成成断断路路，理理想想电电流流表表可可看看成成短短路路，电电流流稳稳定定后后，电电容容器器可可看看成成 断开。断开。 * 二、化简方法二、化简方法 1.电流分支法电流分支法 (1)将各节点用字母标上。将各节点用字母标上。 (2)判定各支路元件的电流方向。判定各支路元件的电流方向。 (3)按电流流向，自左向右按电流流向，自左向右(或自上向下或自上向下)将各元件、节点、分支逐一画出。将各元件、节点、分支逐一画出。 (4)将画出的等效图加工整理。将画出的等效图加工整理。 * 2.等势点排列法等势点排列法 (1)将各节点用字母标上。将各节点用字母标上。 (2)判定各节点电势的高低。判定各节点电势的高低。 (3)将将各各节节点点按按电电势势高高低低自自左左向向右右(或或自自上上向向下下)依依次次排排列列，再再将将各各节节点点之之间间的的支支路路 画出。画出。 (4)将画出的等效图加工整理。将画出的等效图加工整理。 * 例例2如图所示电路，如图所示电路，R1R24 ，R3R42 ，UAB6 V，求：，求： (1)电流表电流表A1和和A2的示数的示数(不计电流表的内阻不计电流表的内阻)； (2)R1与与R4两端的电压之比。两端的电压之比。 * 并联部分的电压并联部分的电压 U并并IR并并21 V2 V。 * 通过通过 R1、R2、R3三个电阻的电流分别为三个电阻的电流分别为 由图可知，电流表由图可知，电流表A1的示数是通过的示数是通过 R2与与R3的电流之和，则有的电流之和，则有 IA1I2I30.5 A1.0 A1.5 A。 电流表电流表 A2的示数是通过的示数是通过 R1与与R2的电流之和的电流之和 则有则有 IA2I1I20.5 A0.5 A1.0 A * (2)因为因为 UABU并并U4，所以，所以 R4两端电压为两端电压为 U4UABU并并6 V2 V4 V， 答答案案(1)1.5 A1.0 A(2)12 * 针对训练针对训练2分析如图所示的电路分析如图所示的电路(电流表内阻不计电流表内阻不计)，下列说法正确的是，下列说法正确的是() A.四个电阻为并联关系四个电阻为并联关系 B.四个电阻为串联关系四个电阻为串联关系 C.A1的示数为通过的示数为通过R2和和R3的电流之和的电流之和 D.A2的示数为通过的示数为通过R3和和R4的电流之和的电流之和 * 解解析析对对电电路路进进行行简简化化，简简化化后后的的电电路路如如图图所所示示，根根据据电电路路图图可可知知，电电阻阻 R1、R2、R3为为并并联联关关系系，电电阻阻R1、R2、R3构构成成的的并并联联电电路路与与R4为为串串联联关关系系 ，选选项项A、B错错误误；根根据据电电路路图图可可知知，A1的的示示数数为为通通过过R2和和R3的的电电流流之之和和 ，A2的示数为通过的示数为通过 R1和和R2的电流之和，选项的电流之和，选项C正确，正确， D错误。错误。 答案答案C * 科学思维科学思维3电学黑箱原件的判断电学黑箱原件的判断 1.“电学黑箱电学黑箱”的种类的种类 一般有四种：一般有四种： (1)纯电阻黑箱；纯电阻黑箱； (2)纯电源黑箱；纯电源黑箱； (3)由电阻和电源组成的闭合电路黑箱；由电阻和电源组成的闭合电路黑箱； (4)含电容器、二极管的黑箱。含电容器、二极管的黑箱。 * 2.常见元件的特性及测量现象常见元件的特性及测量现象 元件元件特性特性 不分极性，正向、反向电阻大小相等不分极性，正向、反向电阻大小相等 单向导电性，正向、反向电阻差值很大单向导电性，正向、反向电阻差值很大 直流电路中相当于断路，欧姆表测量时指针先偏转，直流电路中相当于断路，欧姆表测量时指针先偏转， 又回到又回到“”“”刻度刻度 提供电压，用电压表测量，如果在两测量点间电压最提供电压，用电压表测量，如果在两测量点间电压最 大，说明两点间有电源大，说明两点间有电源 * 3.用多用电表探测黑箱内的电学元件的基本思路用多用电表探测黑箱内的电学元件的基本思路 根根据据以以上上思思路路判判断断出出黑黑箱箱内内有有哪哪些些电电学学元元件件后后，再再根根据据各各接接点点间间测测量量的的数数据据进进 行逻辑推理，最后确定出元件的位置和连接方式。行逻辑推理，最后确定出元件的位置和连接方式。 * 例例3现现有有一一个个电电学学黑黑箱箱，有有A、B、C、D四四个个接接线线柱柱，如如图图 所所示示。若若用用多多用用电电表表的的电电压压挡挡和和电电阻阻挡挡分分别别做做三三次次测测量量，发发现现 两两接接线线柱柱间间测测量量结结果果如如下下：UABUACUAD1.5 V；UBCUBD UCD0；RBC4 ，RBD3 ，RCD5 。 试判断箱内电路的最简结构试判断箱内电路的最简结构(电阻无并联的情况电阻无并联的情况)。 思思路路点点拨拨判判断断黑黑箱箱内内元元件件的的连连接接情情况况，要要根根 据据外外部部电电压压、电电阻阻的的测测量量结结果果来来作作出出判判定定，采采用用各各个个击击破破 的的方方式式来来画画出出内内部部结结构构，然然后后分分析析所所画画结结构构图图是是否否符符合合题题 意，直到所画图符合题意为止。意，直到所画图符合题意为止。 * 解解析析由由电电压压测测量量结结果果知知，B、C、D三三点点电电势势相相等等，A点点电电势势比比它它们们高高1.5 V，只只有有一一节节干干电电池池，接接线线柱柱A应应接接电电源源正正极极，在在B、C、D三三点点间间无无电电池池。 由由电电阻阻测测量量结结果果可可知知，B、C、D三三个个接接线线柱柱之之间间均均有有电电阻阻，如如图图所所示示，由由 测测量量结结果果可可知知，R1R24 ，R1R33 ，R2R35 ，解解得得R11 ，R2 3 ，R32 。 答答案案箱箱内内电电路路结结构构如如图图所所示示。 * 方法总结方法总结 判断黑盒子问题时要特别关注电压和电阻的测量情况。电压不为零，说判断黑盒子问题时要特别关注电压和电阻的测量情况。电压不为零，说 明内部有电源；电压为零，说明所测的两点间被短路，也可能是这两点明内部有电源；电压为零，说明所测的两点间被短路，也可能是这两点 都在断开的电路的负极一侧或正极一侧。电阻的测量值也能反映电路电都在断开的电路的负极一侧或正极一侧。电阻的测量值也能反映电路电 阻的连接情况，可以判断黑盒子中是否有二极管。阻的连接情况，可以判断黑盒子中是否有二极管。 拓展课拓展课电路及其应用的综合问题电路及其应用的综合问题 一、伏安特性曲线的理解及应用 1.图线的意义 (1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。 (2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电 阻。 2.应用：IU 图像中图线上某点与 O 点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大， 电阻越小。 3.两类图线 (1)线性元件的伏安特性曲线(图甲中 a、b)是过原点的直线，表明它的电阻是不 变的。 (2)非线性元件的伏安特性曲线(图乙中 c、d)是曲线，表明它的电阻是变化的。 例 1 (多选)小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如 图所示，P 为图线上一点，PN 为图线在 P 点的切线，PQ 为 U 轴 的垂线，PM 为 I 轴的垂线，则下列说法正确的是() A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B.对应 P 点，小灯泡的电阻为 R U1 I2 C.对应 P 点，小灯泡的电阻为 R U1 I2I1 D.对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围的面积大小 解析IU 图线的斜率逐渐减小即 减小，说明电阻逐渐增大，A 正确；对应 P 1 R 点，小灯泡的电阻为 R，B 正确，C 错误；对应 P 点，小灯泡的功率 U1 I2 U1 I2I1 为 PI2U1，此值恰为图中矩形 PQOM 所围面积的大小，D 正确。 答案ABD 方法总结 (1)伏安特性曲线(IU)中，导体电阻等于线上点与原点连线斜率的倒数，而不等 于该点切线斜率的倒数。 (2)无论线性元件还是非线性元件，只要是纯电阻元件，电阻都可由 R 计算。 U I 针对训练 1 如图所示，a、b 分别表示由相同材料制成的两 条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断 正确的是() A.a 代表的电阻丝较粗 B.b 代表的电阻丝较粗 C.a 电阻丝的阻值小于 b 电阻丝的阻值 D.图线表示电阻丝的阻值与电压成正比 解析图线的斜率表示电阻的倒数，故 RaRb，C 错误；由 R 知 a 的横截面积 l S 较小，A 错误，B 正确；由图像及导体电阻决定条件 R 知导体的电阻与电压 l S 无关，D 错误。 答案B 二、用多用电表判断电路故障 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以下两种。 1.仪器检测法 (1)用电压表对断路故障判断：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)用电压表对短路故障判断：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，则该段电路短路。 (3)用欧姆表检测：在使用欧姆表检测电路故障时，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是零，说明该部分短路；若测得某段电路的电 阻是无穷大，说明该部分断路。 2.假设法：已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划 分为若干部分，然后假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理， 推理结果若与题述现象相符，则故障发生在该部分电路。否则，故障没发生在 该部分电路。用此方法，直到找到故障为止。 例 2 如图所示是某同学连接的实验实物图，A、B 灯都不亮，他采用下列两种 方法进行故障检查。 (1)闭合开关，应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于 10 V 挡。 该同学测试结果如表 1 所示，在测试 c、d 间直流电压时，红表笔应接触 _(选填“c”或“d”)。根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是 _。 A.灯 A 短路 B.灯 B 短路 C.cd 段断路 D.df 段断路 表 1 测试点电压表示数 a、b有示数 b、c有示数 c、d无示数 d、f有示数 表 2 测试点指针偏转情况 c、d d、e e、f (2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表 2 所示，那么检查出的故障 是_。 A.灯 A 断路 B.灯 B 短路 C.灯 A、B 都断路 D.d、e 间导线断路 解析(1)应用多用电表判断电路故障，首先要正确使用多用电表，对多用电表而 言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出 c 点电势高于 d 点电势，知红表 笔应接触 c 点。由表 1 可知 d、f 间有示数，则 dca电池bf 间无断路，C 错误；若仅灯 A 短路或灯 B 短路，不会造成 A、B 灯都不亮，A、B 错误；若 df 段 断路，则与测试结果相符，D 正确。 (2)由表 2 可知，c、d 间有一定的电阻但不是很大，灯 A 既不短路也不断路，A、C 错误；d、e 间存在大电阻，表明 d、e 间导线断路，D 正确；e、f 间电阻为零，则灯 B 短路，B 正确。 答案(1)cD(2)BD 方法总结故障电路部分的特点 (1)断路的特点：电路中发生断路，表现为电路中的电流为零而电源两端的电压不 为零；若外电路中某两点之间的电压不为零，则表示这两点之间出现了断路，同 时也说明这两点与电源之间的相连部分无断路。 (2)短路的特点：电路发生短路时，表现为有电流通过短路电路，即电流表是有一 定示数的，但用电压表测该支路两端的电压时，电压表示数为零。 针对训练 2 某照明电路出现故障，导致闭合开关时小灯不发光，其电路如图 甲所示，该电路用标称值 12 V 的蓄电池为电源，导线与其接触完好，维修人员 使用已经调好的多用电表直流 50 V 挡检测故障，他将黑表笔接在 c 点，用红表 笔分别探测电路的 a、b 点。 (1)断开开关，红表笔接 a 点时多用电表指示如图乙所示，读数为_V， 说明_正常(选填“蓄电池” “保险丝” “开关”或“小灯”)。 (2)红表笔接 b 点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然 如图乙，可判定发生故障的器件是_(选填“蓄电池” “保险丝” “开关” 或“小灯”)。 答案(1)11.5(11.211.8 均可)蓄电池(2)小灯 * 拓展课电路及其应用的综合问题拓展课电路及其应用的综合问题 * 一、伏安特性曲线的理解及应用一、伏安特性曲线的理解及应用 1.图线的意义图线的意义 (1)由由于于导导体体的的导导电电性性能能不不同同，所所以以不不同同的的导导体体有有不不同同的的伏伏安安特特性性曲曲线线 。 (2)伏伏安安特特性性曲曲线线上上每每一一点点的的电电压压坐坐标标与与电电流流坐坐标标的的比比值值，对对应应这这一一状状 态下的电阻。态下的电阻。 2.应应用用：IU图图像像中中图图线线上上某某点点与与O点点连连线线的的斜斜率率表表示示电电阻阻的的倒倒数数，斜斜率率越越大大，电电 阻越小。阻越小。 * 3.两类图线两类图线 (1)线线性性元元件件的的伏伏安安特特性性曲曲线线(图图甲甲中中a、b)是是过过原原点点的的直直线线，表表明明它它的的电电阻阻是是不不变变 的。的。 (2)非线性元件的伏安特性曲线非线性元件的伏安特性曲线(图乙中图乙中c、d)是曲线，表明它的电阻是变化的。是曲线，表明它的电阻是变化的。 * 例例1 (多选多选)小灯泡通电后其电流小灯泡通电后其电流I随所加电压随所加电压U变化的图线如图所变化的图线如图所 示示，P为为图图线线上上一一点点，PN为为图图线线在在P点点的的切切线线，PQ为为U 轴的垂线，轴的垂线，PM为为I轴的垂线，则下列说法正确的是轴的垂线，则下列说法正确的是() * 答案答案ABD * * 针针对对训训练练1 如如图图所所示示，a、b分分别别表表示示由由相相同同材材料料制制成成的的两两条条长长度度相相同同、粗粗细细均均匀匀的的 电阻丝的伏安特性曲线，下列判断正确的是电阻丝的伏安特性曲线，下列判断正确的是() A.a代表的电阻丝较粗代表的电阻丝较粗 B.b代表的电阻丝较粗代表的电阻丝较粗 C.a电阻丝的阻值小于电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值电阻丝的阻值 D.图线表示电阻丝的阻值与电压成正比图线表示电阻丝的阻值与电压成正比 * 答案答案B * 二、用多用电表判断电路故障二、用多用电表判断电路故障 电电路路故故障障一一般般是是短短路路或或断断路路，常常见见的的情情况况有有导导线线断断芯芯、灯灯泡泡断断丝丝、灯灯座座 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以下两种。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以下两种。 * 1.仪器检测法仪器检测法 (1)用用电电压压表表对对断断路路故故障障判判断断：用用电电压压表表与与电电源源并并联联，若若有有电电压压，再再逐逐段段与与电电路路 并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。 (2)用用电电压压表表对对短短路路故故障障判判断断：用用电电压压表表与与电电源源并并联联，若若有有电电压压，再再逐逐段段与与电电路路 并联，若电压表示数为零，则该段电路短路。并联，若电压表示数为零，则该段电路短路。 (3)用用欧欧姆姆表表检检测测：在在使使用用欧欧姆姆表表检检测测电电路路故故障障时时，一一定定要要注注意意将将待待测测部部分分与与电电 路路断断开开。若若测测得得某某段段电电路路的的电电阻阻是是零零，说说明明该该部部分分短短路路；若若测测得得某某段段电电路路的的电电 阻是无穷大，说明该部分断路。阻是无穷大，说明该部分断路。 * 2.假假设设法法：已已知知电电路路发发生生某某种种故故障障，寻寻求求故故障障发发生生在在何何处处时时，可可将将整整个个电电路路划划分分 为为若若干干部部分分，然然后后假假设设某某部部分分电电路路发发生生故故障障，运运用用欧欧姆姆定定律律进进行行正正向向推推理理，推推 理理结结果果若若与与题题述述现现象象相相符符，则则故故障障发发生生在在该该部部分分电电路路。否否则则，故故障障没没发发生生在在该该 部分电路。用此方法，直到找到故障为止。部分电路。用此方法，直到找到故障为止。 * 例例2 如如图图所所示示是是某某同同学学连连接接的的实实验验实实物物图图，A、B灯灯都都不不亮亮，他他采采用用下下列列两两种种方方法法进进 行故障检查。行故障检查。 (1)闭闭合合开开关关，应应用用多多用用电电表表的的直直流流电电压压挡挡进进行行检检查查，选选择择开开关关置置于于10 V挡挡。该该 同同学学测测试试结结果果如如表表1所所示示，在在测测试试c、d间间直直流流电电压压时时，红红表表笔笔应应接接触触_(选选 填填“c”或或“d”)。根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是。根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是_。 A.灯灯A短路短路 B.灯灯B短路短路 C.cd段断路段断路 D.df段断路段断路 * 表表1表表2 测试点测试点电压表示数电压表示数 a、b有示数有示数 b、c有示数有示数 c、d无示数无示数 d、f有示数有示数 测试点测试点指针偏转情况指针偏转情况 c、d d、e e、f * (2)将将开开关关断断开开，再再选选择择欧欧姆姆挡挡测测试试，测测量量结结果果如如表表2所所示示，那那么么检检查查出出的的故故障障是是 _。 A.灯灯A断路断路 B.灯灯B短路短路 C.灯灯A、B都断路都断路 D.d、e间导线断路间导线断路 * 解解析析(1)应应用用多多用用电电表表判判断断电电路路故故障障，首首先先要要正正确确使使用用多多用用电电表表，对对多多 用用电电表表而而言言，电电流流应应从从红红表表笔笔流流入入该该表表内内，由由题题图图能能看看出出c点点电电势势高高于于d 点点电电势势，知知红红表表笔笔应应接接触触c点点。由由表表1可可知知d、f间间有有示示数数，则则dca电电池池 bf间间无无断断路路，C错错误误；若若仅仅灯灯A短短路路或或灯灯B短短路路，不不会会造造成成A、B灯灯都都 不亮，不亮， A、B错误；若错误；若 df段断路，则与测试结果相符，段断路，则与测试结果相符，D正确。正确。 (2)由由表表2可可知知，c、d间间有有一一定定的的电电阻阻但但不不是是很很大大，灯灯A既既不不短短路路也也不不断断路路 ，A、C错错误误；d、e间间存存在在大大电电阻阻，表表明明d、e间间导导线线断断路路，D正正确确；e、f间间 电阻为零，则灯电阻为零，则灯 B短路，短路， B正确。正确。 答案答案(1)cD(2)BD * 方法总结方法总结故障电路部分的特点故障电路部分的特点 (1)断断路路的的特特点点：电电路路中中发发生生断断路路，表表现现为为电电路路中中的的电电流流为为零零而而电电源源两两端端 的的电电压压不不为为零零；若若外外电电路路中中某某两两点点之之间间的的电电压压不不为为零零，则则表表示示这这两两点点之之 间出现了断路，同时也说明这两点与电源之间的相连部分无断路。间出现了断路，同时也说明这两点与电源之间的相连部分无断路。 (2)短短路路的的特特点点：电电路路发发生生短短路路时时，表表现现为为有有电电流流通通过过短短路路电电路路，即即电电流流 表表是是有有一一定定示示数数的的，但但用用电电压压表表测测该该支支路路两两端端的的电电压压时时，电电压压表表示示数数为为 零。零。 * 针针对对训训练练2 某某照照明明电电路路出出现现故故障障，导导致致闭闭合合开开关关时时小小灯灯不不发发光光，其其电电路路如如图图甲甲所所 示示，该该电电路路用用标标称称值值12 V的的蓄蓄电电池池为为电电源源，导导线线与与其其接接触触完完好好，维维修修人人员员使使用用已已经经 调调好好的的多多用用电电表表直直流流50 V挡挡检检测测故故障障，他他将将黑黑表表笔笔接接在在c点点，用用红红表表笔笔分分别别探探测测电电 路的路的a、b点。点。 * (1)断断开开开开关关，红红表表笔笔接接a点点时时多多用用电电表表指指示示如如图图乙乙所所示示，读读数数为为_V，说说 明明_正常正常(选填选填“蓄电池蓄电池”“保险丝保险丝”“开关开关”或或“小灯小灯”)。 (2)红红表表笔笔接接b点点，断断开开开开关关时时，表表针针不不偏偏转转，闭闭合合开开关关后后，多多用用电电表表指指示示仍仍然然如如 图图乙乙，可可判判定定发发生生故故障障的的器器件件是是_(选选填填“蓄蓄电电池池”“保保险险丝丝”“开开关关” 或或“小灯小灯”) )。 答案答案(1)11.5(11.211.8均可均可)蓄电池蓄电池(2)小灯小灯 章末检测章末检测 (时间：90 分钟满分 100 分) 一、选择题(本大题共 10 个小题，共 60 分。在每小题所给的四个选项中，第 16 题只有一项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求，每小题满分 6 分。全 部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。) 1.下列关于电流方向的说法中正确的是() A.电荷的定向移动方向即为电流的方向 B.电流的方向总是从电源的正极流向负极 C.电流既有大小，又有方向，是一个矢量 D.在电源内部，电流从负极流向正极 解析正电荷的定向移动方向与电流方向相同，负电荷的定向移动方向与电流方 向相反；电流虽有方向，但不符合矢量运算法则，不是矢量，而是标量；外电路中电 流从正极流向负极，电源内部电流从负极流向正极，故 A、B、C 错误，D 正确。 答案D 2.关于公式 I ，下列说法中正确的是() q t A.式中的 q 表示单位时间内通过导体横截面的电荷量 B.式中的 q 表示通过导体单位横截面积的电荷量 C.比值 能表示电流的强弱 q t D.该公式表明电流跟通过导体横截面的电荷量成正比，跟通电时间成反比 解析公式 I 中 q 表示在时间 t 内通过导体横截面的电荷量，选项 A、B 错误； q t 比值 表示电流的强弱，选项 C 正确；由电流的微观表达式 IngSv 可知，电流决 q t 定于导体中单位体积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的 速率以及导体的横截面积，故选项 D 错误。 答案C 3.灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，加在灯泡两端的电压较小时，通过灯泡 的电流也较小，灯丝的温度较低。加在灯泡两端的电压较大时，通过灯泡的电流 也较大，灯丝的温度较高。已知一只灯泡两端的电压为 1 V 时，通过灯泡的电流 为 0.5 A，灯泡两端的电压为 3 V 时，通过灯泡的电流为 1 A，则灯泡两端电压 为 2 V 时，通过灯泡的电流可能是() A.0.5 A B.0.6 A C.0.8 A D.1 A 解析灯泡电压为 1 V 时，灯泡的电阻为 2 ，当灯泡的电压为 3 V 时，灯泡的电 阻为 3 ，所以电压为 2 V 时，电阻 2 R3 ，由 I 得此时的电流 U R AI1 A，故 C 正确。 2 3 答案C 4.如图所示，P 为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极 A、B 之间，然后将它再按图乙方式接在电极 C、D 之间，设 AB、CD 之间的电压是相 同的，则这两种接法的电阻大小关系为() A.R甲 R乙 B.R甲 R乙 1 2 1 4 C.R甲2R乙 D.R甲4R乙 解析将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为 r，图甲中等效为两个电阻并 联，R甲 ，图乙中等效为两个电阻串联，R乙2r，所以 R甲 R乙，所以 B 正确。 r 2 1 4 答案B 5.两定值电阻 R1、R2串联后接在电压恒等于 10 V 的直流电 源上。某学生把内阻不是远大于