【配套K12】[学习]2018-2019学年高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律 4.4 电路中的

120 V
图1
(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小； 答案 20 A
解析
(3)S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率. 答案 1 700 W 电解槽消耗的电功率PA＝IAU＝20×95 W＝1 900 W
2 I 电解槽中热损耗功率P热＝ Ar′ ＝202×0.5 W＝200 W
R1这条电路实现，所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量.
3
达标检测
1.( 闭合电路的动态分析 ) 如图 4 所示的电路 . 三只相同
的灯泡 L1 、L2 、 L3 ，当滑动变阻器的滑动触点向 b 端
移动时 答案
解析
A.L1变亮，L2、L3变暗
C.L1、L3变暗，L2变亮
√
B.L1、L2变亮，L3变暗
ER U＝IR＝ ，U随R的增大而增大 Rr
E I＝_______ R r (适用于纯电阻电路)
欧姆
定律
测量电源的 电动势和内阻
E 多用电表测 闭合电路欧姆定律I＝ R R 内 x E 电阻的原理 中值电阻R中＝ ＝R内 Ig
探究闭
合电路
电功：W＝ UIt ，电功率P＝____ UI 电热：Q＝ I2Rt ，热功率P＝_____ I2R
I2Rt＋E(其他形式的能).
例1
如图1所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，
电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r′＝0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消
耗功率为684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做
不变).试求：
(1)电源的电动势；
答案 解析
E 电路稳定时，R1、R2 串联，易求 I＝ ＝1 A. R1＋R2

3 电信息技术及其应用[知识梳理]电信息技术及其应用1．电信息技术(1)电信息技术指的是通过电来传输信息的技术．(2)利用电信息技术传输信息的一般过程：(3)根据信道的不同，电信号的传输可分为有线通信和无线通信．有线通信的连线主要有电缆和光缆，无线通信主要是利用电磁波来传输各种编码的信号．2．电信息的应用(1)电话由发话器和收话器构成．(2)电视是把图像与声音同时从发射端传到接收端的一种技术．(3)现在电话和有线电视一般用光缆传输，在传输过程中是光信号但是在末端要用光端机转换变为电信号．[基础自测]1．思考判断(1)模拟信号是一系列不连续的量．( )(2)数字信号是将原信息变换成一系列数字脉冲．( )(3)电磁波的传播需要介质．( )(4)电磁波可以通过光缆进行有线传输．( )【提示】(1)×(2)√(3)×(4)√2．(多选)下列说法中正确的是( )A．无线电技术中使用的电磁波叫作无线电波B．无线电波在真空中的波长范围从1米到几十千米C．无线电波的频率越低越容易发射D．发射无线电波的目的是为了向远处传递电能AB[无线电波在电磁波谱中是波长最长的一部分电磁波，其波长范围是1米到几十千米，所以A、B正确；发射无线电波的条件是：一、频率足够高；二、有开放电路，所以C 错误；发射无线电波的目的是向远处传递信号，D错误．]3．(多选)移动通信诞生于19世纪末，20世纪中叶以后，个人移动电话逐渐普及．关于移动电话功能的判别正确的是( )A．移动电话只是一个电磁波发射器B．移动电话可以接收电磁波C．移动电话只是一个电磁波接收器D．移动电话可以发射电磁波BD[因为移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息，所以移动电话的声音信息由空间的电磁波来传递，移动电话既能发射电磁波，也能接收电磁波，故BD正确，AC错误．][合作探究·攻重难]1．电磁波的发射(1)发射电磁波的条件①要有足够高的振荡频率．理论研究表明，振荡电路向外辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量与频率的四次方成正比，频率越高，发射电磁波的本领越大．②开放电路．只有使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传递出去．用开放电路可以把电磁波发射出去．(2)发射电磁波的电路特点在如图4­3­1所示的实际发射无线电波的装置中，由闭合电路变成开放电路变化的过程．图4­3­1图4­3­2在实际发射无线电波的装置中，在开放电路旁还需加一个振荡器电路与之耦合(如图4­3­2，振荡电路产生的高频振荡电流通过L1和L2的互感作用，使L1也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发无线电波，向四周发射．)2．无线电波的接收(1)选台与电谐振①选台：接收电磁波时，从诸多的电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台．②电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫电谐振．(2)调谐与调谐电路①调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐．②调谐电路：能够调谐的接收电路叫作调谐电路．(3)解调从接收到的高频电磁波中“检”出所携带的信号，叫作检波，也叫解调．(4)无线电波的接收天线收到的所有的电磁波，经调谐选择出所需要的电磁波，再经过检波取出携带的信号，放大后还原成声音或图像的过程．关于电视信号的发射，下列说法不正确的是( )【导学号：37032093】A．摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射B．摄像管输出的电信号必须“加”在高频等幅振荡电流上，才能向外发射C．伴音信号和图像信号是同步向外发射的D．摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号，实现光电转换A[摄像管输出的电信号频率低，不易直接发射出去，必须“加”在高频等幅振荡电流上才能发射出去；伴音信号和图像信号是同步发射的；摄像过程实现的是光电转换．故正确答案为A．][针对训练]电视机换台时，实际上是在改变( )A．电视台的发射频率B．电视机的接收频率C．电视台发射的电磁波的波速D．电视机接收的电磁波的波速B[电视机接收电磁波是利用电磁波的频率不同，收看到的电视频道不同，所以是改变电视机的接收频率．][当堂达标·固双基]1．在下列装置中，既能发射又能接收电磁波的是( )A．收音机B．移动电话C．固定电话D．电视机B[收音机和电视机只能接收电磁波，固定电话接收和发送的是电流信号，只有移动电话可发射和接收电磁波．]2．(多选)下列说法中正确的是( )A．发射图像信号不需要调制过程B．接收到的图像信号要经过调谐、解调C．电视信号包括图像信号和伴音信号D．电视信号中的图像信号和伴音信号的传播速度不同BC[发射图像和声音信号都需要调制，所以A项错；电视信号中的图像信号和伴音信号都以无线电波的形式发送，所以传播速度相同，D项错．选B、C项．] 3．下列哪种现象是由于产生的电磁波所引起的( )A．用室内天线接收微弱信号时，人走过时电视画面会发生变化B．在夜晚用电高峰时，有部分地区白炽灯变暗发红，日光灯不容易启动C．把半导体收音机放在开着的日光灯附近会听到噪声D．在边远地区用手机通话时，会发生信号中断的情况C[日光灯镇流器里面有高频的交流电可以产生电磁波被收音机接收，故C正确．手机信号中断是信号太弱，故D错误．A、B都不会产生电磁波，A、B错误．]。

第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路章末分层突破[自我校对] ①ER ＋r②U ＋Ir ③EI ④UI ⑤I 2R ⑥I 2r ⑦串联 ⑧并联_____________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________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)．(2)由全电路欧姆定律判断电路总电流、路端电压变化情况．(3)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．2.滑动变阻器常见三种接法的特点：(1)如图4­1所示的限流式接法．R AB随P、b间的电阻增大而增大．图4­1(2)如图4­2所示分压电路．电路总电阻R AB等于AP段电阻R aP和R1并联后的电阻与PB 段电阻R bP的串联值．当P由a滑至b时，虽然R aP与R bP变化相反，但电路的总电阻R AB持续减小；若P点反向移动，则R AB持续增大．图4­2(3)如图4­3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．图4­3如图4­4所示是一实验电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是( )图4­4A ．路端电压变小B ．电流表的示数变大C ．电源内阻消耗的功率变小D ．电路的总电阻变大【解析】 当滑片向b 端滑动时，接入电路中的电阻减小，使总电阻减小，D 错；根据I ＝E R 可知总电流增大，又由U ＝E －Ir 知路端电压减小，A 对；流过电流表的示数为I 1＝U R 3可知电流表示数减小，B 错；由P 内＝I 2r 知内阻消耗的功率增大，C 错．【答案】 A(多选)在如图4­5所示电路中，电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝1 Ω，保护电阻R 0＝3 Ω，滑动变阻器总电阻R ＝20 Ω，闭合开关S ，在滑片P 从a 滑到b 的过程中，若电流表内阻忽略，正确的是( )图4­5A ．电流表的示数先减小后增大B ．电流表的示数先增大后减小C ．滑动变阻器消耗的功率先增大后减小D ．滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，再增大再减小【解析】 此电路是滑动变阻器的上部分与下部分并联后，再与R 0串联．当滑片P 从a 滑到b 的过程中，并联电路的电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，A 正确．当滑动变阻器的并联总电阻等于R 0＋r 时，滑动变阻器消耗的功率最大，在滑片P 从a 滑到b 的过程中，并联电阻有两次达到该值，故选项D 正确．【答案】 AD1．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．(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，则该段电路短路．(3)用欧姆表检测：在使用欧姆表检测电路故障时，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，说明该部分短路；若测得某段电路的电阻是无穷大，说明该部分断路．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．如图4­6所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光．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( )图4­6A．电阻R1断路B．电阻R2短路C．灯L1上两接线柱间短路D．电阻R2断路【解析】根据题设条件，电路中的某种故障产生两个后果：一是灯L2突然变亮，二是电压表的读数增大，只有符合这两个条件的故障才是可能的故障．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L2两端电压会减小，致使灯L2暗，故选项A不符合题意．若电阻R2短路，灯L2将不亮，选项B不符合题意．若灯L1上两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表读数减小，选项C不符合题意．若电阻R 2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L 1、R 1并联部分电压减小，灯L 2端电压增大，灯L 2变亮，故选项D 符合题意．【答案】 D故障部分电路的特点(1)断路的特点：电路中发生断路，表现为电路中的电流为零而电源两端的电压不为零；若外电路中某两点之间的电压不为零，则表示这两点之间出现了断路，同时也说明这两点与电源之间的相连部分无断路．(2)短路的特点：电路发生短路时，表现为有电流通过短路电路，即电流表是有一定示数的，但用电压表测该支路两端的电压时，电压表示数为零．1.阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q2.Q 1与Q 2的比值为( )图4­7A.25B.12C.35D.23【解析】 断开S 和闭合S 后等效电路分别如图甲、乙所示．甲 乙根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U 1＝15E ，U 2＝13E ，C 所带的电荷量Q ＝CU ，则Q 1∶Q 2＝3∶5，选项C 正确． 【答案】 C2．(多选)如图4­8所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有( )图4­8A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A【解析】 根据串并联电路的特点可得，外电路总电阻为10 Ω，根据闭合电路欧姆定律得通过电源的电流为I ＝122＋10A ＝1 A ，则路端电压为U ＝IR 外＝10 V ，选项A 正确；电源的总功率P ＝EI ＝12 W ，选项B 错误；若取电源负极的电势为0，则a 点电势为φa ＝2.5 V ，b 点电势为φb ＝7.5 V ，a 、b 间电压的大小为5 V ，选项C 正确；若a 、b 间用导线连接起来，根据串并联电路的特点可得，外电路总电阻为7.5 Ω，根据闭合电路欧姆定律得电路的总电流为I ＝122＋7.5A≈1.26 A，选项D 错误． 【答案】 AC3．如图4­9甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I 0，R 为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表．某同学利用该电路研究滑动变阻器R L 消耗的电功率．改变R L 的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的U ­I 关系图线．甲乙图4­9回答下列问题：(1)滑动触头向下移动时，电压表示数______________(填“增大”或“减小”)．(2)I0＝ ______________A.(3)R L消耗的最大功率为______________W(保留一位有效数字)．【解析】(1)滑动触头向下移动，R L变小，R1与R并联后的总电阻R总变小，由于电路连接恒流源，根据U＝IR总可得电压表示数减小．(2)若滑动触头滑至最下端，R L＝0，定值电阻R被短路，电流表示数即为干路电流，由U­I图象，当U＝0时，I0＝I＝1.0 A.(3)由U­I图象得解析式U＝－20I＋20，根据P＝UI得：P＝－20I2＋20I，则当I＝0.5 A时，P有最大值，P max＝5 W【答案】(1)减小(2)1.00(0.98、0.99、1.00均正确) (3)54．现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过I c时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．在室温下对系统进行调节．已知U约为18 V，I c约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_______________________________.②将开关向________(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．【解析】(1)电路图连接如图．(2)报警器开始报警时，对整个回路有U＝I c(R滑＋R热)代入数据可得R滑＝1 150.0 Ω，因此滑动变阻器应选择R2.(3)①在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻的阻值，即为650.0 Ω.滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于b端附近，若置于另一端a时，闭合开关，则电路中的电流I＝18650.0A≈27.7 mA，超过报警器最大电流20 mA，报警器可能损坏．②开关应先向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警为止．【答案】(1)连线如解析图所示．(2)R2(3)①650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏②c 报警器开始报警我还有这些不足：(1)(2)我的课下提升方案：(1)(2)。

R 0 起保护作用．除电池、开关和导线外，
图 4-2-11 (a) 电流表 ( 量程 0.6 A 、 3 A) ； (b) 电压表 ( 量程 3 V 、 15 V) ； (c) 定值电阻 ( 阻值 1 Ω 、额定功率 5 W) ； (d) 定值电阻 ( 阻值 10 Ω 、额定功率 10 W) ； (e) 滑动变阻器 ( 阻值范围 0 ～ 10 Ω 、额定电流 2 A) ； (f) 滑动变阻器 ( 阻值范围 0 ～ 100 Ω 、额定电流 1 A) ． 那么 (1) 要正确完成实验，电压表的量程应选择 ________ V ，电流表的量程应选择 ________ A ；
U和 I 值，组成方程组可求解
E、 r .
U＝ E－ Ir ，建立 U- I 图像，根据测得数据描点画图，利用图线截距、斜率
图 4-2-2 2 ．闭合开关 S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电流表有明显读数 开始，记录一组电流表、电压表读数． 3 ．同样的方法，依次记录多组 4 ．断开开关 S，拆除电路． 5 ．以 U 为纵轴， I 为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，过这些点作一条直线，根据 纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内电阻． 四、数据处理 为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法： 1 ．公式法
I /A U /V
0.10 1.20
0.17 1.00
图 4-2-8 【解析】 (1) 用电压表检测
c、 d 时，电压表有示数，说明有电流通过电压表，但没有电流
通过多用电表所并联的电路，说明多用电表所并联的电路发生断路故障．由已知条件可知，是滑 动变阻器 R发生故障． (3) 电源的伏安特性曲线为直线，使直线通过尽量多的数据点，其他点均匀分布在线的两