高中物理第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路优化总结鲁科选修31.ppt

第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 纯电阻 串联 并联 闭合电路欧姆定律 与 门 或 门 非 门 1 故障特点 1 断路特点 电路中发生断路 表现为电源电压不为零而电流强度为零 若外电路中无用电器的任意两点间电压不为零 则这两点间有断点 而这两点与电源连接部分无断点 2 短路特点 电路中发生短路 表现为有电流通过电路而路端电压为零 电路故障的分析与判断 2 故障的分析方法这类题目要从已知条件出发 进行严密地推理 找出故障的原因 具体分为两种方法 1 仪器检测法 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 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相符合则故障可能发生在这部分电路 用此方法 直到找出发生故障的全部可能为止 在如图所示的电路中 当合上开关S后 发现两个小灯泡 均标有 3V 1W 均不亮 用电压表测得Uac Ubd 6V 如果电路中的各段导线及连接处均无问题 这说明 A 灯泡L1的灯丝断了B 灯泡L2的灯丝断了C 可变电阻R的电阻断了D 开关未接通好 B 解析 两个小灯泡均不亮 说明电路为断路 此时的路端电压应等于电源的电动势 即E等于6V Uac 6V 即电压表测得的是路端电压的数值 这说明a点与电池正极连通 c点经过变阻器R和开关S跟电池负极连通 C项和D项错误 同理Ubd 6V 说明b点经过灯泡L1与电池正极连通 d点与电池负极连通 故A项错误 由此可见 断点出于bc段 而导线和连接处又无问题 说明L2的灯丝断了 B项正确 故选B 在如图所示的电路中 电源电压不变 电源内阻不计 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 A 灯L可能变亮B 电阻R可能断路C 灯L可能断路D 电阻R可能短路 B 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 V1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V1示数变大 根据上面的 故障分析思路 可判断 可能是灯L短路 或者是电阻R断路 V1也测电源电压 故选B 方法总结检查电路故障的一种方法是用电压表检查测量 把电压表接入电路 相当于在电路中并接了一个阻值较大的电阻 若电路中是断路故障 当电压表无示数时 不能说明该部分电路的通断 而当电压表有示数时 断路故障肯定在电压表并接的两点之间 原因是此时电压表把电路接通 使电压表有示数 断路点的判定方法为 当由纯电阻组成的串联电路中仅有一处发生断路故障时 用电压表就可以方便地判定断路点 凡两端电压为零的用电器或导线是无故障的 两端电压等于电源电压的用电器或导线发生了断路 电路中局部的变化会引起整个电路电流 电压 电功率的变化 处理这类问题的常规思维过程 首先对电路进行分析 然后从阻值变化的部分入手 由串 并联规律判断电路总电阻变化情况 若只有有效工作的一个电阻阻值变化 则不管它处于哪一支路 电路总电阻一定跟随该电阻变化规律而变 再由全电路欧姆定律判断电路总电流 路端电压变化情况 最后再根据电路特点和电路中电压 电流分配原则判断各部分电流 电压 电功率的变化情况 滑动变阻器常见三种接法的特点 电路动态分析的方法 第一种 如图所示的限流式接法 RAB随Pb间的电阻增大而增大 第二种 如图甲所示分压电路 电路总电阻RAB等于AP段R1和RaP并联的电阻与PB段电阻RbP的串联值 当P由a滑至b时 虽然RaP与RbP变化相反 但电路的总电阻RAB持续减小 若P点反向移动 则RAB持续增大 甲 第三种 如图乙所示并联式电路 由于两并联支路的电阻之和为定值 则两支路的并联电阻随两支路阻值之差的增大而减小 随两支路阻值之差的减小而增大 且支路阻值相差最小时有最大值 相差最大时有最小值 乙 如图所示 当滑动变阻器的滑片向上端移动时 电流表A1 A2和电压表V1 V2示数如何变化 2014 厦门一中高二检测 如图所示的电路中 电池的电动势为E 内阻为r 电路中的电阻R1 R2和R3的阻值都相同 在开关S处于闭合状态下 若将开关S1由位置1切换到位置2 则 A 电压表的示数变大B 电池内部消耗的功率变大C 电阻R2两端的电压变大D 电池的效率变大 B 方法总结处理此类问题的方法是 一要抓住变化中的不变因素 如电源的E r等 二要从电阻的变化情况入手 一般的分析思路是 将部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律结合起来 从局部到整体 再回到局部 分析电路中的电流及电压变化 部分电路欧姆定律的U I图象与闭合电路欧姆定律的U I图象的不同1 从表示的内容上看 图甲所示是对某固定电阻而言的 纵坐标和横坐标分别表示该电阻两端的电压U和通过该电阻的电流I 反映I跟U的正比关系 图乙所示是对闭合电路整体而言的 是电源的输出特性曲线 U表示路端电压 I表示通过电源的电流 图线反映U与I的制约关系 用U I图象分析电路问题 2 从图线的物理意义上看 图甲是表示导体的性质 图乙是表示电源的性质 在图甲中 U与I成正比 图线是直线 的前提是电阻R保持一定 在图乙中 电源的电动势和内阻不变 外电阻R是变化的 正是R的变化 才有I和U的变化 图线也是直线 电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比 在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示 图中U为路端电压 I为干路电流 a b为图线上的两点 相应状态下电源的效率分别为 a b 由图可知 a b的值分别为 B 如图所示的图线a是某电源的U I图线 图线b是电阻R的伏安特性曲线 用这个电源和两个电阻R串联构成闭合电路 试求电源的输出功率 答案 2 88W 方法总结图象把抽象的数据和物理过程变成相应的直观而具体的几何图形 不仅能形象直观地显示出物理量变化的规律 而且可以从图象上找出物理量之间的关系 并且能用来求解一些物理量 应用图象应从以下几方面考虑 1 坐标轴的物理意义及单位 2 图线的物理意义 3 图线截距的意义 4 图线斜率的意义 5 图线与坐标轴所围面积的意义 6 图线交点的意义 。