(粤教版)高中物理【选修3-1】第2章《电路》章末知识整合课时检测及答案.pdf
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1、【金版新学案】 2014-2015 学年高中物理第 2 章 电路 章末知识 整合课时检测粤教版选修3-1 基本计算 专题一电路中能量转化的分析 (1) 电功:WUIt. (2) 电功率:P 电 UI. (3) 热量: Q 2 I Rt. (4) 热功率:P 热 2 I R. 分析与方法:闭合电路中电功、热量和电功率、热功率的问题本质上都是能量转化和守恒问 题分析这类问题时,要注意区分电功和热量、电功率和热功率,抓住能量守恒这条主线; 在纯电阻电路中,电功和热量相等,电功率和热功率相等;在非纯电阻电路中,电功大于热 量,电功率大于热功率 一台洗衣机上的电动机的额定电压U220 V,线圈电阻R1
2、,在额定电压下正 常运转时电流I 2 A,求: (1) 电动机消耗的总功率和发热功率 (2) 电动机的输出功率 解析: (1) 电动机总功率即为电功率P 总 UI2202 W 440 W ;发热功率即为线圈电阻的热 功率P 热 I R 2 2 2 1 W4 W. (2) 电动机的输出功率即为电动机的机械功率,由能量守恒可得:P 总 P 出 P 热 , 所以P 出 P 总 P 热 436 W. 答案: (1) P 总 440 W P 热 4 W (2) P 出 436 W 点评: 电动机是非纯电阻元件,解答时要注意从能量转化和守恒的角度理解其消耗功率、发 热功率和输出功率之间的关系 练习 1一直
3、流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3 V , 电流为 0.3 A;松开转轴,在线圈两端加电压为2 V时,电流为0.8 A,电动机正常工作求: 该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少? 解析: 电动机不转动时,其消耗的电功全部转化为内能,故可视为纯电阻电路,由欧姆 定律得电动机线圈内阻:r U/I 0.3 0.3 1 ,电动机转动时,消耗的电能转化为内能和 机械能,其输入的电功率为P入I1U10.8 2 W 1.6 W , 电动机的机械功率P机P入 I 2 1r 1.6 W0.8 21 W 0.96 W. 答案: 1.6 W 0.96
4、W 专题二动态电路的分析 在恒定电路中,常会由于某个因素的变化而引起整个电路中一系列电学量的变化,出现牵一 发而动全身的情况,此类问题即为动态电路问题 方法一:“程序法” 分析这类问题的常用方法是“程序法”,即从阻值变化的部分入手,由串、并联规律判断R总 的变化情况,再由欧姆定律判断I 总 和U 外 的变化情况,最后由部分电路欧姆定律判定各部 分的变化情况 电动势为E,内阻为r 的电源与定值电阻R 1 、R 2 及滑动变阻器R 连接成如图 所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时,下列说法正确的是( ) A电压表和电流表的读数都增大 B电压表和电流表的读数都减小 C电压表的读数增大,电
5、流表的读数减小 D电压表的读数减小,电流表的读数增大 解析: 当滑动变阻器触点向b 端移动时,滑动变阻器的电阻R 增大,则R和R 2 的并联电 阻增大,回路外电阻R外增大,由闭合电路欧姆定律I总 E Rr 外 可知,干路电流减 小由UEI总r可知,路端电压增大,故电压表读数增大;R 1 两端的电压U1 I 总 R 1 ,R 2 两端的电压U2UU1, 所以加在R 2 两端电压U2增大,流过R 2 的 电流增大,流过电流表的电流I 3 I总I 2 ,故电流表的读数变小综上所述可知,选 项 C正确 答案: C 点评: 分析动态电路问题时,关键是明确分析物理量的顺序,先部分再整体再部分;分析部 分电
6、路时,要先分析不变部分,再分析变化的部分;要注意思维的变换,分析电压不行时再 分析电流 方法二:“并同串反” “并同”:是指某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功 率都将增大;某一电阻减小时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都 将减小 “串反”:是指某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功 率都将减小;某一电阻减小时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将 增大 如图所示的电路中,R 1 、R2、R 3 、和R 4 皆为定值电阻,R5为可变电阻, 电源的电动势为E,内阻为r ,设电流表A 的读数为I ,电压表V的
7、读数为U,当R5的滑动 角点向图中a 端移动时 ( ) AI 变大, U变小 BI 变大, U变大 CI 变小, U变大 DI 变小, U变小 解析: 本题中变量是R 5 ,由题意知,R5的等效电阻变小简化电路结构可各知,电压表 V, 电流表 A均与R5间接并联, 根据“串反并同”的原则,电压表 V,电流表 A的读数均与R5 的变化趋势相同,即两表示数均减小 答案: D 点评: (1) 近几年高考对电路的分析和计算,考查的重点一般不放在基本概念的理解和辨析方 面,而是重在知识的应用方面本题通过5 个电阻与电表的串、并联构成较复杂的电路,关 键考查考生简化电路结构、绘制等效电路图的能力然后应用“
8、串反并同”法则,可快捷得 到结果 (2) 注意“串反并同”法则的应用条件:单变量电路 对于多变量引起的电路变化,若各变量对同一对象分别引起的效果相同,则该原则的结果成 立;若各变量对同一对象分别引起的效果相反,则“串反并同”法则不适用 练习 2( 双选 ) 如图所示,图中的四个表均为理想表,当滑动变阻器的滑动触点向右端滑动时,下 列说法正确的是( ) A电压表 1 V的读数减小,电流表 1 A的读数增大 B电压表 1 V的读数增大,电流表 1 A的读数减小 C电压表 2 V的读数减小,电流表 2 A的读数增大 D电压表 2 V的读数增大,电流表 2 A 的读数减小 解析: 当滑动变阻器的滑动触
9、点向右端滑动时,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根 据欧姆定律,电路中的总电流增大,即电流表A1的读数增大;电压表V1的读数为电路的路端 电压,其读数减小,故A 正确路端电压减小则电流表A2的读数减小;总电流增大,A2电流 减小,则流过R2的电流增大,故电压表V2的读数增大,D正确 答案: AD 专题三电路故障分析方法 故障类型 短路:电路被短路部分有电流通过( 电流表有示数) 被短路两点之间没有电压( 电压表无示 数) 断路:电路断路部分没有电流通过( 电流表无示数) 断路两点之间有电压,断路同侧导线两 点无电压 电路故障分析思路 认真审题,判断电路各元件连接方式,明确电流表、电压表测量的
10、元件,各开关控制的元 件 根据故障现象分析有无电流,得出电路是短路还是断路 根据电表示数变化分析找出故障位置 利用电流表、电压表判断电路故障 (1) 电流表示数正常而电压表无示数 “电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表 故障原因可能是:电压表损坏;电压表接触不良;与电压表并联的用电器短路 (2) 电压表有示数而电流表无示数 “电压表有示数”表明电路中有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过 电流表 故障原因可能是:电流表短路;和电压表并联的用电器断路 (3) 电流表电压表均无示数 “两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,可
11、能是干路断路导致无电流 利用电导线判断电路故障( 主要判断断路故障) 电路中无电流或灯泡不发光:将导线接在两点间,如果电路中有电流( 或电路中灯泡发光了) , 说明此两点间有断路 在如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作一段时间后,发现 其中一个电压表示数变大,则( ) AL 可能变亮 BR可能断路 C灯 L 可能断路 D电阻 R可能短路 解析: 首先分析电路的连接方式与电表的作用对象灯L 与电阻 R串联, V测电源电压, 1 V 测电阻 R电压其次,从故障现象看, 有一个电压表示数变大,而电源电压不变则可判断是 1 V 示数变大根据上面的“故障分析思路”可判断:可能是灯L 短
12、路,或者可能是电阻R 断路 ( 1 V也测电源电压) 所以,此题应选答案B. 答案: B 如图所示, 开关 S闭合电灯不亮, 为了检查图中电路故障,现用一根导线进行判断, 当导线连接BC时,灯不亮;当导线连接CD时,灯也不亮;当导线连接DE时,灯亮了则电 路故障原因是( ) A电阻 R断路 B电灯 L 断路 CR、L 同时断路 D变阻器R断路 解析: 在串联电路中,灯不亮,有两种可能,第一:灯短路;第二:电路中有断路处根据 导线的连接现象判断,应该不是第一种故障,所以是电路中有断路处当把断路处连接好, 灯就会亮所以,此题应选答案D. 答案: D 专题四含容电路 含电容电器的分析与计算方法 在直
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