【21世纪原创】2017年秋高中物理人教选修3-1同步学案：第二章 恒定电流 章末复习
文档属性
| 名称 | 【21世纪原创】2017年秋高中物理人教选修3-1同步学案：第二章 恒定电流 章末复习 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1009.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-09-15 15:58:32 | ||
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文档简介
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第二章 恒定电流 章末复习
【知识网络】
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【题型探究】
一、纯电阻电路和非纯电阻电路
1．对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，W＝Q＝UIt＝t＝Pt.21cnjy.com
2．对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热．在这种情况下，不能用I2Rt或 t来计算电功．www.21-cn-jy.com
例1 如图1所示，电源的电动势E＝110 V，电阻R1＝21 Ω，电动机线圈的电阻R0＝0.5 Ω，开关S1始终闭合．当开关S2断开时，电阻R1的电功率是525 W；当开关S2闭合时，电阻R1的电功率是336 W，求：2·1·c·n·j·y
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图1
(1)电源的内电阻；
(2)当开关S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率．
二、含容电路的计算
1．分析含电容器的电路时应注意电容器两极板分别与电路中哪两点等势，从而可确定电容器两极板间电势差和带电荷量的正负．21世纪教育网版权所有
2．当电路发生变化时，注意分析电容器两板 ( http: / / www.21cnjy.com )电势的变化，计算电容器电量变化量时，要注意极板电荷电性的变化．若某一极板原来带正电Q1，后来变为带正电Q2，则电量变化量大小ΔQ＝|Q1－Q2|；若该极板由原来带正电Q1变为后来带负电－Q2，则ΔQ＝Q1＋Q2.
例2 如图2所示，已知路端电压U＝18 V，电容器C1＝6 μF、C2＝3 μF，电阻R1＝6 Ω、R2＝3 Ω.当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB等于多少？当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？【来源：21·世纪·教育·网】
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图2
三、电路故障的分析
电路故障的分析方法
(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．21·cn·jy·com
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，则该段电路被短路．21·世纪*教育网
③用欧姆表检测：在使用欧姆表检测电路故障时 ( http: / / www.21cnjy.com )，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，说明该部分是短路，若测得某段电路的电阻是无穷大，说明该部分是断路．www-2-1-cnjy-com
(2)假设法
已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时 ( http: / / www.21cnjy.com )，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3 如图3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( )
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图3
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
D．变阻器R断路
例4 如图4所示电路，已知R3＝4 Ω，闭合开关，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使电流表读数为0.8 A，电压表读数变为3.2 V，问：
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图4
(1)哪个电阻发生断路故障；
(2)R1的阻值是多少；
(3)能否求出电源电动势E和内阻r？如果能，求出结果；如果不能，说明理由．
答案精析
知识网络
非静电力 UIt UI I2Rt I2R U1＋U2＋… R1＋R2＋… P1＋P2＋… I1＋I2＋… ＋＋… P1＋P2＋… ρ I2Rt IE IU I2r21教育网
题型探究
例1 (1)1 Ω (2)26 A 1 606 W
解析 (1)设S2断开时R1消耗的功率为P1，则P1＝()2R1，代入数据可以解得，r＝1 Ω.
(2)设S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为P2，则P2＝，
解得，U＝84 V
由闭合电路欧姆定律得，E＝U＋Ir，
代入数据，得I＝26 A
流过R1的电流为I1，流过电动机的电流为I2，I1＝＝4 A，
而I1＋I2＝I，所以I2＝22 A，
由UI2＝P出＋IR0
代入数据得，P出＝1 606 W.
例2 18 V 减少了3.6×10－5 C
解析 在电路中电容器C1、C2相当于断路．当S断开时，电路中无电流，B、C等势，A、D等势，因此UAB＝U＝18 V.2-1-c-n-j-y
当S闭合时，R1和R2串联，C1两端的电压等于R1两端电压，C2两端的电压为R2两端电压，C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手．21*cnjy*com
当S断开时，UAC＝18 V，电容器C1带电荷量为Q1＝C1UAC＝6×10－6×18 C＝1.08×10－4 C.
当S闭合时，电路R1、R2导通，电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压，由串联电路的电压分配关系得【来源：21cnj*y.co*m】
UAC′＝U＝×18 V＝12 V
此时电容器C1的带电荷量为
Q′＝C1UAC′＝6×10－6×12 C＝7.2×10－5 C
电容器C1带电荷量的变化量为
ΔQ＝Q′－Q1＝－3.6×10－5 C
负号表示减少，即C1的带电荷量减少了3.6×10－5 C.
例3 C [由题干条件可知，电路中有的地方有电压，说明电源是有电压的．
由Uab＝6 V和Uad＝0可知外电路 ( http: / / www.21cnjy.com )上bcd段有断点；由Ucd＝6 V可知外电路上cL2d段有断点，即L2的灯丝烧断了，而且除L2外，灯L1和变阻器R都没有断路，否则也不存在Ucd＝6 V．]
例4 (1)R2 (2)4 Ω (3)见解析
解析 (1)由电压表和电流表示数都增大可以确定R2断路．
(2)R2断路后，电压表测量的是R1两端的电压，根据R＝得R1＝＝ Ω＝4 Ω.
(3)R2断路前，R3两端的电压为
U3＝IR1－U＝0.75×4 V－2 V＝1 V
I3＝＝0.25 A
R2断路前后，根据闭合电路欧姆定律
E＝0.75×4 V＋(0.25 A＋0.75 A)·(R4＋r)
E＝3.2 V＋0.8 A·(R4＋r)
解得E＝4 V，R4＋r＝1 Ω
故只能求出电源电动势E，而不能求出内阻r.
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第二章 恒定电流 章末复习
【知识网络】
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【题型探究】
一、纯电阻电路和非纯电阻电路
1．对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，W＝Q＝UIt＝t＝Pt.21cnjy.com
2．对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热．在这种情况下，不能用I2Rt或 t来计算电功．www.21-cn-jy.com
例1 如图1所示，电源的电动势E＝110 V，电阻R1＝21 Ω，电动机线圈的电阻R0＝0.5 Ω，开关S1始终闭合．当开关S2断开时，电阻R1的电功率是525 W；当开关S2闭合时，电阻R1的电功率是336 W，求：2·1·c·n·j·y
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图1
(1)电源的内电阻；
(2)当开关S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率．
二、含容电路的计算
1．分析含电容器的电路时应注意电容器两极板分别与电路中哪两点等势，从而可确定电容器两极板间电势差和带电荷量的正负．21世纪教育网版权所有
2．当电路发生变化时，注意分析电容器两板 ( http: / / www.21cnjy.com )电势的变化，计算电容器电量变化量时，要注意极板电荷电性的变化．若某一极板原来带正电Q1，后来变为带正电Q2，则电量变化量大小ΔQ＝|Q1－Q2|；若该极板由原来带正电Q1变为后来带负电－Q2，则ΔQ＝Q1＋Q2.
例2 如图2所示，已知路端电压U＝18 V，电容器C1＝6 μF、C2＝3 μF，电阻R1＝6 Ω、R2＝3 Ω.当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB等于多少？当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？【来源：21·世纪·教育·网】
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图2
三、电路故障的分析
电路故障的分析方法
(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．21·cn·jy·com
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，则该段电路被短路．21·世纪*教育网
③用欧姆表检测：在使用欧姆表检测电路故障时 ( http: / / www.21cnjy.com )，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，说明该部分是短路，若测得某段电路的电阻是无穷大，说明该部分是断路．www-2-1-cnjy-com
(2)假设法
已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时 ( http: / / www.21cnjy.com )，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3 如图3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( )
( http: / / www.21cnjy.com )
图3
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
D．变阻器R断路
例4 如图4所示电路，已知R3＝4 Ω，闭合开关，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使电流表读数为0.8 A，电压表读数变为3.2 V，问：
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图4
(1)哪个电阻发生断路故障；
(2)R1的阻值是多少；
(3)能否求出电源电动势E和内阻r？如果能，求出结果；如果不能，说明理由．
答案精析
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非静电力 UIt UI I2Rt I2R U1＋U2＋… R1＋R2＋… P1＋P2＋… I1＋I2＋… ＋＋… P1＋P2＋… ρ I2Rt IE IU I2r21教育网
题型探究
例1 (1)1 Ω (2)26 A 1 606 W
解析 (1)设S2断开时R1消耗的功率为P1，则P1＝()2R1，代入数据可以解得，r＝1 Ω.
(2)设S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为P2，则P2＝，
解得，U＝84 V
由闭合电路欧姆定律得，E＝U＋Ir，
代入数据，得I＝26 A
流过R1的电流为I1，流过电动机的电流为I2，I1＝＝4 A，
而I1＋I2＝I，所以I2＝22 A，
由UI2＝P出＋IR0
代入数据得，P出＝1 606 W.
例2 18 V 减少了3.6×10－5 C
解析 在电路中电容器C1、C2相当于断路．当S断开时，电路中无电流，B、C等势，A、D等势，因此UAB＝U＝18 V.2-1-c-n-j-y
当S闭合时，R1和R2串联，C1两端的电压等于R1两端电压，C2两端的电压为R2两端电压，C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手．21*cnjy*com
当S断开时，UAC＝18 V，电容器C1带电荷量为Q1＝C1UAC＝6×10－6×18 C＝1.08×10－4 C.
当S闭合时，电路R1、R2导通，电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压，由串联电路的电压分配关系得【来源：21cnj*y.co*m】
UAC′＝U＝×18 V＝12 V
此时电容器C1的带电荷量为
Q′＝C1UAC′＝6×10－6×12 C＝7.2×10－5 C
电容器C1带电荷量的变化量为
ΔQ＝Q′－Q1＝－3.6×10－5 C
负号表示减少，即C1的带电荷量减少了3.6×10－5 C.
例3 C [由题干条件可知，电路中有的地方有电压，说明电源是有电压的．
由Uab＝6 V和Uad＝0可知外电路 ( http: / / www.21cnjy.com )上bcd段有断点；由Ucd＝6 V可知外电路上cL2d段有断点，即L2的灯丝烧断了，而且除L2外，灯L1和变阻器R都没有断路，否则也不存在Ucd＝6 V．]
例4 (1)R2 (2)4 Ω (3)见解析
解析 (1)由电压表和电流表示数都增大可以确定R2断路．
(2)R2断路后，电压表测量的是R1两端的电压，根据R＝得R1＝＝ Ω＝4 Ω.
(3)R2断路前，R3两端的电压为
U3＝IR1－U＝0.75×4 V－2 V＝1 V
I3＝＝0.25 A
R2断路前后，根据闭合电路欧姆定律
E＝0.75×4 V＋(0.25 A＋0.75 A)·(R4＋r)
E＝3.2 V＋0.8 A·(R4＋r)
解得E＝4 V，R4＋r＝1 Ω
故只能求出电源电动势E，而不能求出内阻r.
( http: / / www.21cnjy.com )
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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