資源簡介

章末核心素養提升
　　　　
一、電路的動態變化問題分析（思路方法）
1.電路的動態變化的特點
電路中局部的變化會引起整個電路電流、電壓、電功率的變化，“牽一發而動全局”。
2.電路的動態變化問題的分析思路
對于閉合電路的動態分析問題，一般解題思路是“先局部后整體再局部”。具體可歸納為：
例1 （多選）（2024·陜西渭南高二校考）在如圖所示的電路圖中，當滑動變阻器的滑片移動時，發現電流表A的示數變大，則下列判斷正確的是（　　）
A.電壓表的示數減小
B.滑動變阻器的滑片一定是由a向b滑動
C.電源的內阻消耗的功率變大
D.整個電路消耗的功率變小
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
二、閉合電路中的圖像問題
直流電路中常見的圖像有
類型 表達式 圖像 物理意義
I－R圖像 I＝ 縱軸截距為短路電流，I隨R增大而減小
U－R圖像 U＝＝ U隨R的增大而增大，但為非線性關系
U－I U＝E－Ir 縱軸截距為E，橫軸截距為I短，斜率的絕對值等于r
P出－R圖像 P出＝R 當R＝r時，電源的輸出功率最大，Pmax＝＝；當R>r時，電源的輸出功率隨R的增大而減小；當RP出－I 圖像 P出＝ EI－I2r 當I＝＝時，輸出功率的最大值為；當I<時，電源的輸出功率隨I的增大而增大；當I>時，電源的輸出功率隨I的增大而減小
η－R圖像 η＝＝ 電源的效率隨外電路電阻的增大而增大
－R圖像 ＝·R＋ 圖像的斜率表示，縱軸截距為，橫軸截距為－r
－圖像 ＝·＋ 圖像的斜率為，縱軸截距為，橫軸截距為－
例2 如圖所示，線段A為某電源的U－I圖線，線段B為某電阻R的U－I圖線，由上述電源和電阻組成閉合電路時，求：
（1）電源的輸出功率P出；
（2）電源內部損耗的電功率P內；
（3）電源的效率η。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
三、用多用電表判斷電路故障
1.用多用電表的電壓擋檢測：把多用電表與被檢測部分并聯，如果多用電表讀數為零，說明多用電表內無電流通過，可能在并聯部分之外有斷路，或者并聯部分有短路。如果多用電表有示數，說明多用電表內有電流通過，可能在并聯部分之外無斷路或并聯部分之內無短路。
2.用多用電表的歐姆擋檢測：在確保外部電源斷開的情況下，用電阻“×1”擋（注意先調零）測電阻，如果阻值為“∞”，表明電路斷路，如果阻值為零，表明電路短路。
3.用多用電表的電流擋檢測：把多用電表與被檢測的部分并聯，如果多用電表有示數，其他部分開始工作，則此時與多用電表并聯的部分斷路。
注意：進行電路故障分析時，要以電路動態分析為基礎，畫出等效電路圖，將題目中設置的可能故障代入等效電路，根據各物理量之間存在的相互依賴、相互制約的關系，判斷其他物理量發生的變化與題目是否吻合。
例3 （2024·福建福州高二開學考試）在如圖甲所示的電路中，四節干電池串聯，小燈泡A、B的規格為“3.8 V、0.3 A”，合上開關S后，無論怎樣移動滑動片，A、B燈都不亮。
（1）用多用電表的直流電壓擋檢查故障。測得c、d間電壓約為5.8 V，e、f間電壓為0，則故障是　　　　。
A.A燈絲斷開 B.B燈絲斷開
C.d、e間連線斷開 D.B燈被短路
（2）接著換用歐姆表的“×1”擋測電阻，歐姆表經過歐姆調零。
①測試前，一定要將電路中的開關S　　　　；
②測c、d間和e、f間電阻時，某次測試結果如圖乙所示，讀數為　　　　Ω，此時測量的是　　　　間電阻。根據小燈泡的規格計算出的電阻為　　　　Ω，它不等于測量值，原因是：________________________________________________
_____________________________________________________________________。
訓練 某興趣小組用多用電表來排查電路故障，某同學連接的實驗電路如圖所示（每個干電池的銘牌都為1.5 V、0.5 Ω）。開關閉合后，A、B（2.5 V　1 W）燈泡都不亮，該小組用下列兩種方法檢查電路故障。
（1）先應用多用電表的直流電壓擋進行檢查，那么選擇開關應置于　　　　擋。
A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V
（2）該小組成員測試結果如下表所示，在測量a、b間電壓時，紅表筆應接觸　　　　（選填“a”或“b”），根據測試結果，可以判斷故障是　　　　。
測試點 電壓表
a、b 有示數
c、b 有示數
c、d 無示數
d、f 有示數
A.燈A短路 B.燈B短路
C.c、d段斷路 D.d、f段斷路
（3）再選擇多用電表的歐姆擋進行測量，測試前，應將開關S　　　（選填“斷開”或“閉合”）。測量結果如表所示，那么進一步檢查的故障是____________________________________________________________________。
測點 歐姆表針偏轉情況
c、d
e、d
e、f
A.燈A斷路 B.燈B斷路
C.燈A、B均斷路 D.d、e段斷路
核心素養提升
例1 AD　[根據題意可知，電流表A的示數變大，則R3兩端電壓變大，即路端電壓變大，由閉合電路歐姆定律U＝E－Ir可知，總電流減小，由總電流等于各支路電流之和可知，流過R2所在支路的電流減小，則R2兩端的電壓減小，即電壓表的示數減小，由總電流減小可知，總電阻增大，則滑動變阻器電阻增大，即滑動變阻器的滑片一定是由b向a滑動，故B錯誤，A正確；由公式P＝I2r可知，總電流減小，則電源的內阻消耗的功率變小，故C錯誤；由公式P＝EI可知，總電流減小，整個電路消耗的功率變小，故D正確。]
例2 (1)4 W　(2)2 W　(3)66.7%
解析　(1)從圖像的交點可讀出，路端電壓U＝2 V，電路電流I＝2 A
則電源的輸出功率為P出＝UI＝2×2 W＝4 W。
(2)從圖線A可讀出，電源的電動勢E＝3 V，內阻r＝＝ Ω＝0.5 Ω
電源內部損耗的電功率
P內＝I2r＝22×0.5 W＝2 W。
(3)電源的總功率為P總＝IE＝2×3 W＝6 W
故電源的效率為η＝×100%＝×100%＝66.7%。
例3 (1)A　(2)①斷開　②6　e、f　12.7　歐姆表測得的電阻是燈泡未通電工作時的電阻，溫度較低，電阻率偏小，阻值偏小。
解析　(1)電源為四節干電池，電動勢約為E＝1.5×4 V＝6 V，因c、d間電壓為5.8 V，接近電源電動勢，而e、f間電壓為零，故應為A燈絲斷開，B燈絲沒有斷開，但無法進一步判斷B燈是否短路，故A正確，B、D錯誤；d、e間連線斷開，則c、d間電壓無法接近電源電壓，故D錯誤。
(2)①用歐姆表測電路中電阻的阻值時，一定要將電路斷開測量，故開關S斷開；②測電阻時用歐姆表的“×1”擋，由乙圖讀數知電阻阻值為R＝6×1 Ω＝6 Ω； 因c、d間斷路，c、d間電阻非常大，所以所測電阻應為燈泡B的阻值，即測量的為e、f間的電阻；由R＝＝ Ω≈12.7 Ω，該阻值與歐姆表測得的阻值相差較大，是因為歐姆表測得的電阻是燈泡未通電工作時的電阻，溫度較低，電阻率偏小，阻值偏小。
訓練 (1)B　(2)a　D　(3)斷開　D
解析　(1)圖中電源有四節干電池，電源電動勢約為6 V，故選擇10 V的量程比較合適，故選B。
(2)當使用電壓表分析電路故障時，紅表筆應接電源正極，故接a端；如果電壓表有示數說明電壓表兩側與電源相連的電路是完好的，因此a、b有示數說明a、電源、b之間的電路是完好的。同理說明cab之間的電路是完好的，dcabf之間的電路是完好的，結合測試結果知d、f段斷路，故選D。
(3)在進行操作之前，應首先斷開電路，歐姆表內部有電源。用多用電表的電阻擋進行測量時，由題中表格可知，cd和ef之間電阻很小，說明電燈沒有斷路，e、d電路不通，故障在此，故選D。(共23張PPT)
章末核心素養提升
第4章　閉合電路歐姆定律與科學用電
目 錄
CONTENTS
知識網絡構建
01
核心素養提升
02
知識網絡構建
1
核心素養提升
2
1.電路的動態變化的特點
電路中局部的變化會引起整個電路電流、電壓、電功率的變化，“牽一發而動全局”。
2.電路的動態變化問題的分析思路
對于閉合電路的動態分析問題，一般解題思路是“先局部后整體再局部”。具體可歸納為：
AD
例1 (多選)(2024·陜西渭南高二校考)在如圖所示的電路圖中，當滑動變阻器的滑片移動時，發現電流表A的示數變大，則下列判斷正確的是(　　)
A.電壓表的示數減小
B.滑動變阻器的滑片一定是由a向b滑動
C.電源的內阻消耗的功率變大
D.整個電路消耗的功率變小
解析　根據題意可知，電流表A的示數變大，則R3兩端
電壓變大，即路端電壓變大，由閉合電路歐姆定律U＝
E－Ir可知，總電流減小，由總電流等于各支路電流之和
可知，流過R2所在支路的電流減小，則R2兩端的電壓減
小，即電壓表的示數減小，由總電流減小可知，總電阻
增大，則滑動變阻器電阻增大，即滑動變阻器的滑片一定是由b向a滑動，故B錯誤，A正確；由公式P＝I2r可知，總電流減小，則電源的內阻消耗的功率變小，故C錯誤；由公式P＝EI可知，總電流減小，整個電路消耗的功率變小，故D正確。
二、閉合電路中的圖像問題
直流電路中常見的圖像有
例2 如圖所示，線段A為某電源的U－I圖線，線段B為某電阻R的U－I圖線，由上述電源和電阻組成閉合電路時，求：
(1)電源的輸出功率P出；
(2)電源內部損耗的電功率P內；
(3)電源的效率η。
解析　(1)從圖像的交點可讀出，路端電壓U＝2 V，電路電流I＝2 A
則電源的輸出功率為P出＝UI＝2×2 W＝4 W。
電源內部損耗的電功率P內＝I2r＝22×0.5 W＝2 W。
(3)電源的總功率為P總＝IE＝2×3 W＝6 W
故電源的效率為
答案　(1)4 W　(2)2 W　(3)66.7%
三、用多用電表判斷電路故障
1.用多用電表的電壓擋檢測：把多用電表與被檢測部分并聯，如果多用電表讀數為零，說明多用電表內無電流通過，可能在并聯部分之外有斷路，或者并聯部分有短路。如果多用電表有示數，說明多用電表內有電流通過，可能在并聯部分之外無斷路或并聯部分之內無短路。
2.用多用電表的歐姆擋檢測：在確保外部電源斷開的情況下，用電阻“×1”擋(注意先調零)測電阻，如果阻值為“∞”，表明電路斷路，如果阻值為零，表明電路短路。
3.用多用電表的電流擋檢測：把多用電表與被檢測的部分并聯，如果多用電表有示數，其他部分開始工作，則此時與多用電表并聯的部分斷路。
注意：進行電路故障分析時，要以電路動態分析為基礎，畫出等效電路圖，將題目中設置的可能故障代入等效電路，根據各物理量之間存在的相互依賴、相互制約的關系，判斷其他物理量發生的變化與題目是否吻合。
例3 (2024·福建福州高二開學考試)在如圖甲所示的電路中，四節干電池串聯，小燈泡A、B的規格為“3.8 V、0.3 A”，合上開關S后，無論怎樣移動滑動片，A、B燈都不亮。
(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障。測得c、d間電壓約為5.8 V，e、f間電壓為0，則故障是________。
A.A燈絲斷開 B.B燈絲斷開
C.d、e間連線斷開 D.B燈被短路
(2)接著換用歐姆表的“×1”擋測電阻，歐姆表經過歐姆調零。
①測試前，一定要將電路中的開關S________；
②測c、d間和e、f間電阻時，某次測試結果如圖乙所示，讀數為________Ω，此時測量的是________間電阻。根據小燈泡的規格計算出的電阻為________Ω，它不等于測量值，原因是：______________________________________________
_____________________________________________________________________。
解析　(1)電源為四節干電池，電動勢約為E＝1.5×4 V＝6 V，因c、d間電壓為5.8 V，接近電源電動勢，而e、f間電壓為零，故應為A燈絲斷開，B燈絲沒有斷開，但無法進一步判斷B燈是否短路，故A正確，B、D錯誤；d、e間連線斷開，則c、d間電壓無法接近電源電壓，故D錯誤。
答案　(1)A　(2)①斷開　②6　e、f　12.7　歐姆表測得的電阻是燈泡未通電工作時的電阻，溫度較低，電阻率偏小，阻值偏小。
訓練 某興趣小組用多用電表來排查電路故障，某同學連接的實驗電路如圖所示(每個干電池的銘牌都為1.5 V、0.5 Ω)。開關閉合后，A、B(2.5 V　1 W)燈泡都不亮，該小組用下列兩種方法檢查電路故障。
(1)先應用多用電表的直流電壓擋進行檢查，那么選擇開關應置于________擋。
A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V
(2)該小組成員測試結果如下表所示，在測量a、b間電壓時，紅表筆應接觸________(選填“a”或“b”)，根據測試結果，可以判斷故障是________。
測試點 電壓表
a、b 有示數
c、b 有示數
c、d 無示數
d、f 有示數
A.燈A短路 B.燈B短路
C.c、d段斷路 D.d、f段斷路
(3)再選擇多用電表的歐姆擋進行測量，測試前，應將開關S______(選填“斷開”或“閉合”)。測量結果如表所示，那么進一步檢查的故障是____________________________________________________________________。
測點 歐姆表針偏轉情況
c、d
e、d
e、f
A.燈A斷路 B.燈B斷路
C.燈A、B均斷路 D.d、e段斷路
答案　(1)B　(2)a　D　(3)斷開　D
解析　(1)圖中電源有四節干電池，電源電動勢約為6 V，故選擇10 V的量程比較合適，故選B。
(2)當使用電壓表分析電路故障時，紅表筆應接電
源正極，故接a端；如果電壓表有示數說明電壓表
兩側與電源相連的電路是完好的，因此a、b有示數說明a、電源、b之間的電路是完好的。同理說明cab之間的電路是完好的，dcabf之間的電路是完好的，結合測試結果知d、f段斷路，故選D。
(3)在進行操作之前，應首先斷開電路，歐姆表內部有電源。用多用電表的電阻擋進行測量時，由題中表格可知，cd和ef之間電阻很小，說明電燈沒有斷路，e、d電路不通，故障在此，故選D。

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