本章整合 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一 含电容器电路的分析与计算 在直流电路中/当电容器充、放电时/电路里有充、放电电流。 一旦电路达到稳定状态/电容器在电路中就相当于一个阻值无限大 (只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件/在电容器处电路可 看作是断路/简化电路时可去掉它。简化后若要求电容器所带电荷 量时/可再接在相应的位置上。分析和计算含有电容器的直流电路 时/需注意以下几点/ 1/电路稳定后/由于电容器所在支路无电流通过/所以在此支路中 的电阻上无电压降/因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端 的电压。 专题一专题二专题三专题四专题五 2/当电容器和电阻并联后接入电路时/电容器两极间的电压与其 并联电阻两端的电压相等。 3/电路的电流、电压变化时/将会引起电容器的充(放)电。如果 电容器两端电压升高/电容器将充电/如果电压降低/电容器将通过 与它连接的电路放电。 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一专题二专题三专题四专题五 (2)S闭合时/电容器两端电压UC=U2=IR2=6 V/储存的电荷量 Q1=CUC/S断开至达到稳定后电路中电流为零/此时UC=E/储存的 电荷量Q1=CUC。很显然电容器上的电荷量增加了Q=Q- Q=CUC-CUC=1/210-4 C。电容器上电荷量的增加是在S断开以后 才产生的/这只有通过R1这条途径实现/所以流过R1的电荷量就是电 容器所带电荷量的增加量。 答案/(1)1 A (2)1/210-4 C 专题一专题二专题三专题四专题五 专题二 闭合电路的功率问题 1/用电器的目的不同/纯电阻用电器是以发热为目的/例如电炉、 电熨斗、电烙铁、白炽灯泡等/它们的电功等于电热/非纯电阻用 电器是以转化为热能以外的其他形式的能为目的/发热只是不可避 免的热能损失/例如电动机、电解槽、日光灯等/它们的电功大于 电热/有W=Q+E。 专题一专题二专题三专题四专题五 2/电源输出功率的特点 (1)外电路电阻越接近内阻/输出功率越大。 (2)可变电阻越接近包括内阻及其他电阻的总和/它消耗的功率越 大。 专题一专题二专题三专题四专题五 3/非纯电阻电路问题 分清不同情况下的电能转化的方向/然后确定计算的公式/理顺 热功率、输出功率、电功率、效率几个物理量之间的关系。 专题一专题二专题三专题四专题五 【例2】 如图所示/直流电动机和电炉并联后接在直流电源上/电 源的内阻r=1 /电炉的电阻 R1=19 /电动机线圈的电阻R2=2 /当开关S断开时/电源内电路消耗的热功率P=25 W/当S闭合时/ 干路中的电流I=12/6 A。求/ (1)电源的电动势E。 (2)S闭合后电动机的机械功率。 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一专题二专题三专题四专题五 专题三 对电路中电流表、电压表的处理 1/电表可看作理想电表时的处理技巧 理想电流表的内阻可看作为零/理想电压表的内阻可看作无穷大 。如果有理想电表接入电路/可先把该电表除去/凡电压表处除去 即可(看作断路)/凡电流表处用导线替代(看作短路)/在进行电路结 构分析或画好等效电路后/再按电表所测的对象把电表接入电路。 电路中的滑动变阻器/一般可以把它当作两个可变电阻来处理。 专题一专题二专题三专题四专题五 2/电表不能看作理想电表时的处理技巧 在这种情况下/要考虑到电表内电阻对原电路的影响/可把电流 表和电压表分别看作能显示出电流值或电压值的电阻。 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一专题二专题三专题四专题五 专题四 电路故障的分析 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电压为 零。 专题一专题二专题三专题四专题五 2/故障的分析方法 这类题目要从已知条件出发/进行严密的推理/找出故障的原因 。具体分为两种方法/ (1)仪器检测法/ 断点故障的判断/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。 专题一专题二专题三专题四专题五 (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。 专题一专题二专题三专题四专题五 【例4】如图所示的电路中/闭合开关S后/灯L1、L2都发光。后来 由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)/电压表的读数增大/由此可 推断/这故障可能是( ) A/电阻R1断路 B/电阻R2短路 C/灯L1两接线柱间短路 D/电阻R2断路 专题一专题二专题三专题四专题五 解析/因为电压表的读数增大/所以路端电压增大/电源内阻上的 电压减小/说明总电流减小/电路的总电阻增大。 若电阻R1断路/会导致总电阻增大/总电流减小/而此时灯L2两端 的电压会减小/致使灯L2变暗/故选项A错。 若电阻R2短路/灯L2将不亮/选项B错。 专题一专题二专题三专题四专题五 若灯L1两接线柱间短路/电路的总电阻减小/总电流增大/电压表 的读数减小/不符合题意/选项C也错。 若电阻R2断路/电路的总电阻增大/总电流减小/电压表的读数增 大/符合题意。而总电流减小/导致内电压和灯L1、R1并联部分电压 减小/灯L2两端电压增大/灯L2变亮。故选项D对。 答案/D 专题一专题二专题三专题四专题五 专题五 电路设计和仪器选择及实物图的连接 在有关恒定电流的实验中/常常要求测电阻的阻值、测导体的电 阻率、测用电器的电功率、测定电源的电动势和内阻等。这些待 测量的值的测定/往往都要测待测元件的电压和电流/所以对待测 元件的电压和电流的测量也就成了最基本的测量。 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一专题二专题三专题四专题五 要求负载上电压或电流变化范围较大/且从零开始连续可调/ 须用分压式接法。 负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电阻R/须用分压式接法 。 负载电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻R或相差不多/且电压、 电流变化不要求从零调节时/可采取限流式接法。 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一专题二专题三专题四专题五 (3)便于操作的原则/选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变 化范围既能满足实验要求/又便于调节/滑动变阻调节时应可使用 大部分电阻线/否则不便于操作。 选择仪器的一般步骤/ (1)根据实验要求设计合理的实验电路/ (2)根据电路选择滑动变阻器/ (3)选定电源/选择电压表和电流表以及所用的量程。 专题一专题二专题三专题四专题五 3/实物图的连接 (1)实物图连接的方法与步骤 画出实验电路图。 分析各元件连接方式/明确电表量程。 画线连接各元件/一般先从电源正极开始/到开关/再到滑动变 阻器等/按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联 起来/再将要并联的元件并联到电路中/即“先串后并”。 连好实物图后/再与原电路图进行对照/检查是否有误。 专题一专题二专题三专题四专题五 (2)实物图连接的注意事项 连接过程中连线不能交叉/所有连线必须连接到接线柱上。 连接电表应注意量程选用正确/正、负接线柱不要接错/即电 压表并联、电流表串联接入电路中/且电流从电表的正接线柱流入 /负接线柱流出。 开关必须能控制整个电路/即开关断开后/电路便无电流输出/ 电路中电压表和电流表均应指零。 专题一专题二专题三专题四专题五 【例5】 有一个电阻R/其阻值大约在4050 之间/现要进一步 测量其电阻/供选择的器材如图所示/ 专题一专题二专题三专题四专题五 电源E(电动势12 V/内阻为0/5 )/ 电压表(03 V、015 V/内阻约10 k)/ 电流表(00/6 A、03 A/内阻约1 )/ 滑动变阻器R1(阻值010 /额定电流2 A)/ 滑动变阻器R2(阻值01 700 /额定电流0/3 A)/ 开关S和导线若干。 (1)电压表的量程应选 /电流表的量程应选 /滑 动变阻器应选用 。 (2)请画出实验电路图。 (3)用笔画线代替导线/在实物图上连好实验电路。 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一专题二专题三专题四专题五 专题一专题二专题三专题四专题五
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