（京津瓊魯專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流章末總結(jié)學(xué)案 新人教版必修2.doc

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第二章 恒定電流 章末總結(jié) 恒定電流 一、純電阻電路和非純電阻電路 1.對(duì)于純電阻電路(如白熾燈、電爐絲等構(gòu)成的電路)，電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，W＝Q＝UIt＝t＝Pt. 2.對(duì)于非純電阻電路(如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路)，電功大于電熱.在這種情況下，不能用I2Rt或 t來計(jì)算電功. 例1　如圖1所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝90 V，內(nèi)電阻r＝1 Ω ，電阻R＝20 Ω，電動(dòng)機(jī)繞線的電阻R0＝0.5 Ω，閉合開關(guān)S，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，電阻R消耗的電功率為320 W，不計(jì)電動(dòng)機(jī)的摩擦損耗等.求： 圖1 (1)通過電阻R的電流及其兩端的電壓； (2)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率. 答案　(1)4 A　80 V　(2)462 W 解析　(1)由P＝I12R 可得I1＝＝4 A 由U＝I1R得U＝80 V (2)由閉合電路歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r 可得I＝＝10 A 則通過電動(dòng)機(jī)的電流I2＝I－I1＝6 A 電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P入＝UI2＝480 W 電動(dòng)機(jī)的熱功率為P熱＝I22R0＝18 W 電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為P機(jī)＝P入－P熱＝462 W. 二、含容電路的計(jì)算 1.分析含電容器的電路時(shí)應(yīng)注意電容器兩極板分別與電路中哪兩點(diǎn)等勢(shì)，從而可確定電容器兩極板間電勢(shì)差和帶電荷量的正負(fù). 2.當(dāng)電路發(fā)生變化時(shí)，注意分析電容器兩極板電勢(shì)的變化，計(jì)算電容器帶電荷量變化量時(shí)，要注意極板電荷電性的變化.若某一極板原來帶正電Q1，后來變?yōu)閹д奞2，則電荷量變化量大小ΔQ＝|Q1－Q2|；若該極板由原來帶正電Q1變?yōu)楹髞韼ж?fù)電－Q2，則ΔQ＝Q1＋Q2. 例2　如圖2所示，已知路端電壓U＝18 V，φD>φC，電容器C1＝6 μF、C2＝3 μF，電阻R1＝6 Ω、R2＝3 Ω.當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，A、B兩點(diǎn)間的電壓UAB等于多少？當(dāng)S閉合時(shí)，電容器C1的電荷量改變了多少？ 圖2 答案　18 V　減少了3.610－5 C 解析　在電路中電容器C1、C2相當(dāng)于斷路.當(dāng)S斷開時(shí)，電路中無電流，B、C等勢(shì)，A、D等勢(shì)，因此UAB＝U＝18 V. 當(dāng)S斷開時(shí)，UAC＝18 V，電容器C1帶電荷量為Q1＝C1UAC＝610－618 C＝1.0810－4 C. 當(dāng)S閉合時(shí)，電路R1、R2導(dǎo)通，電容器C1兩端的電壓即電阻R1兩端的電壓，由串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系得 UAC′＝U＝18 V＝12 V 此時(shí)電容器C1的帶電荷量為 Q′＝C1UAC′＝610－612 C＝7.210－5 C 電容器C1帶電荷量的變化量為 ΔQ＝Q′－Q1＝－3.610－5 C 負(fù)號(hào)表示減少，即C1的帶電荷量減少了3.610－5 C. 針對(duì)訓(xùn)練1　(多選)(2018山東濟(jì)南市高一下期末)如圖3所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則(　　) 圖3 A.R3上消耗的功率逐漸減小 B.電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大 C.電源的輸出功率逐漸增大 D.質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng) 答案　AC 解析　當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向b端移動(dòng)時(shí)，R4減小，總電阻減小，干路電流I增大，并聯(lián)部分電壓U并＝E－I(R1＋r)減小，R3的電流減小，R2、R4支路電流增大，示數(shù)增大，示數(shù)減小，A正確，B錯(cuò)誤；因?yàn)镽外>R1＝r，當(dāng)R4減小時(shí)，由P－R圖象知，電源的輸出功率增大，C正確；電容器兩端的電壓等于并聯(lián)部分電壓，所以UC減小，帶電粒子受到的電場(chǎng)力減小，質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤. 三、電路故障分析 1.故障種類及特點(diǎn) 電路故障一般有兩種情況，即短路和斷路. ①短路的特點(diǎn)：電路中有電流，但短路部分電壓為零；被短路的用電器不工作，與之串聯(lián)的用電器工作電流增大. ②斷路的特點(diǎn)：在電源正常的情況下，斷路部分電流為零，但斷路處有電壓，若干路斷路則斷路處電壓等于電源電動(dòng)勢(shì). 2.分析與檢測(cè)方法 (1)電壓表檢測(cè)法 若電路斷路，將電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓說明電源完好，然后將電壓表逐段與電路并聯(lián)，若某一段電壓表指針偏轉(zhuǎn)，說明該段電路中有斷點(diǎn).若電路短路，則用電壓表逐段與電路并聯(lián)，某一段電壓表示數(shù)為零，則該段被短路. (2)歐姆表檢測(cè)法 斷開電路，用多用電表的歐姆擋測(cè)量待測(cè)部分的電阻，若檢測(cè)部分示數(shù)正常，說明兩點(diǎn)間正常；若檢測(cè)部分電阻很小(幾乎為零)，說明該部分短路；若檢測(cè)部分指針幾乎不動(dòng)，說明該部分有斷路. 例3　如圖4所示是某同學(xué)連接的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖，A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法進(jìn)行故障檢查. 圖4 (1)應(yīng)用多用電表的直流電壓擋進(jìn)行檢查，選擇開關(guān)置于10 V擋.該同學(xué)測(cè)試結(jié)果如表1所示，在測(cè)試c、d間直流電壓時(shí)，紅表筆應(yīng)接觸 (選填“c”或“d”).根據(jù)測(cè)試結(jié)果，可判斷電路中一定存在的故障是 . A.燈A短路 B.燈B短路 C.cd段斷路 D.df段斷路 表1 測(cè)試點(diǎn) 電壓表示數(shù) a、b 有示數(shù) b、c 有示數(shù) c、d 無示數(shù) d、f 有示數(shù) 表2 測(cè)試點(diǎn) 指針偏轉(zhuǎn)情況 c、d d、e e、f (2)將開關(guān)斷開，再選擇歐姆擋測(cè)試，測(cè)量結(jié)果如表2所示，那么檢查出的故障是 . A.燈A斷路 B.燈B短路 C.燈A、B都斷路 D.d、e間導(dǎo)線斷路 答案　(1)c　D　(2)BD 解析　(1)應(yīng)用多用電表判斷電路故障，首先要正確使用多用電表，對(duì)多用電表而言，電流應(yīng)從紅表筆流入該表內(nèi)，由題圖能看出c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)，知紅表筆應(yīng)接觸c點(diǎn).由表1可知d、f間有示數(shù)，則d—c—a—電池—b—f間無斷路，C錯(cuò)誤；若僅燈A短路或燈B短路，不會(huì)造成A、B燈都不亮，A、B錯(cuò)誤；若df段斷路，則與測(cè)試結(jié)果相符，D正確. (2)由表2可知，c、d間有一定的電阻但不是很大，燈A既不短路也不斷路，A、C錯(cuò)誤；d、e間存在大電阻，表明d、e間導(dǎo)線斷路，D正確；e、f間電阻為零，則B燈短路，B正確. 針對(duì)訓(xùn)練2　(多選)(2018山東濟(jì)南市高一下期末)如圖5所示電路，當(dāng)S閉合后兩燈均不亮，已知兩燈泡、電源、開關(guān)及開關(guān)到電源負(fù)極間的導(dǎo)線都完好，其余三條導(dǎo)線中有一條發(fā)生斷路.若某同學(xué)使用多用電表來檢查斷線部分，他用多用電表的紅表筆與a點(diǎn)相連接，把黑表筆分別先后與b點(diǎn)、c點(diǎn)相連，則以下檢測(cè)斷線部分的方法可行的是(　　) 圖5 A.S閉合，用多用電表的電壓表 B.S斷開，用多用電表的電流表 C.S斷開，用多用電表1量程的歐姆表 D.S閉合，用多用電表1量程的歐姆表 答案　AC