《2020-2021学年沪科版高中物理选修3-1学案：第4章探究闭合电路欧姆定律4.3典型案例分析学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021学年沪科版高中物理选修3-1学案：第4章探究闭合电路欧姆定律4.3典型案例分析学案（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 4.34.3典型案例分析典型案例分析 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.掌握欧姆表的工作原理，能熟练 应用欧姆表测量未知电阻(重点) 2加深理解闭合电路欧姆定 律(重点) 3掌握闭合电路欧姆定律的应 用(难点) 多 用 电 表 电 阻 挡 原 理 先填空 1.电路构造 欧姆表电路由电池、电流表、调零电阻和红黑表笔构成 图 431 2电阻调零 将红、黑表笔相接，调节调零电阻RP，使电流表满偏，此时有Ig，故欧姆 E RgrRP 表的内阻R0RgrRP. E Ig 3刻度原理 将待测电阻接入红、黑表笔之间，通过表头的电流与待测电阻Rx的对应关系有I ，可见电流I与待测电阻Rx单值对应，在刻度
2、盘上直接刻出与电流I对应的 E RgrRPRx 电阻Rx的值，就可以直接读出被测电阻的阻值了 再判断 1使用多用电表欧姆挡测电阻时，指针摆动角度越大，测量越精确() 2当外接电阻为零时，欧姆表电路中电阻为零() 2 3当被测电阻Rx与欧姆表内阻R0相等时，欧姆表指针指在刻度盘中央位置() 后思考 观察多用电表表盘、电阻挡的零刻度线是在左边还是右边？ 图 432 【提示】右边 合作探讨 甲乙丙 图 433 如图 433 所示，乙、丙电路中的电流表 A 与甲图中的电流表相同 探讨 1：甲、乙、丙电路分别对应什么电表的电路图？ 【提示】甲为电流表的电路、乙为欧姆表的电路，丙为电压表的电路 探讨 2：
3、试将电路图甲、乙、丙组合在一起，画出对应的多用电表的电路图 【提示】 核心点击 1原理如图 434 所示 3 甲乙丙 图 434 欧姆表测量电阻的理论根据是闭合电路欧姆定律，所以通过表头的电流为：I ，Rx与电流I一一对应，故可以将表盘上的电流值改为电阻值，就可以从表盘 E RxRRgr 上直接读出电阻的数值，这样就制成了一个欧姆表其中，R也叫调零电阻，RRgr为欧 姆表的内阻 2刻度标注 刻度 标注方法 标注位置 “0 ” 红、黑表笔相接调节调零电阻使指针满偏被 测电阻Rx0 满偏电流Ig处 “ ” 红、黑表笔不接触表头指针不偏转被测电阻 Rx 电流为零处 中值电阻 RxrRRg 刻度盘正中
4、央 “Rx” 红、黑表笔接RxIx E rRRgRx Rx与Ix一一对应 与Rx对应电流Ix处 1(多选)关于欧姆表，下列说法正确的是() A欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的 B由于电流和电阻成反比，所以刻度盘上的刻度是均匀的 C使用欧姆表时，选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接，进行欧姆调零 D当换用不同量程的欧姆挡去测量电阻时，可不必进行欧姆调零 【解析】欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的， 故 A 正确， 由Ix知 E RrRgRx Ix与Rx不成比例关系，刻度不均匀，B 错误使用欧姆表时，每换一次挡都必须重新欧姆调 零，C 正确，D 错误 【答案】AC 2一个用满偏电流为 3
5、 mA 的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量 1 000 的标准 电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间如用它测量一个未知电阻时，指针指在 1 mA 处， 4 则被测电阻的阻值为() 【导学号：29682024】 A1 000 B5 000 C1 500 D2 000 【解析】设欧姆表的内阻为R内，由欧姆定律知： 3103 A， 1.5103 A， 所以R内1 000 ，E3 V， 又 110 E R内 E R内1 000 3 A ，所以Rx2 000 . E R内Rx 【答案】D 3如图 435 所示为欧姆表的原理示意图其中，电流表的满偏电流为 300A，内阻 Rg100 ，调零电阻最大值R5
6、0 k，串联的定值电阻R050 ，电源电动势E1.5 V， 当电流是满偏电流的二分之一时，用它测得的电阻Rx是多少？ 图 435 【解析】使用欧姆表测量电阻时， 对电路应用闭合电路欧姆定律， 当电流表满偏时有 ： Ig，其中R内为欧姆表的内阻 E R内 所以有：R内 5 000 E Ig 1.5 300 106 用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时有Ig 1 2 E R内Rx 得：RxR内5 000 2E Ig 故测得的电阻Rx是 5 000 . 【答案】5 000 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 的 应 用 先填空 1如图 436 所示电路，当 S1闭合，S2断开时，电路中总电阻RR1r
7、，总电流I 5 ，路端电压UEIr. E R1r 图 436 2当 S1、S2都闭合时，电路中总电阻Rr，路端电压减小(选填“增大”或 R1R2 R1R2 “减小”) 再判断 1电路中的用电器越多，总电阻越大() 2当外电路用电器并联时，支路越多，干路电流越大() 3闭合电路中干路电流越大，路端电压越大() 后思考 随着夜幕的降临，用电逐渐达到高峰，这时会发现电灯不如平常亮了，你怎样解释这个 现象？ 【提示】照明电路的用电器是并联的用电高峰时，用电器增多，电路中的总电阻减 小，干路上的总电流增大，电路上损失的电压增大，各支路上的电压减小，故电灯不如平常 亮 合作探讨 如图 437 所示，电源的
8、电动势E10 V，内电阻r1 ，电阻R的阻值大小可调 节 图 437 探讨 1：试求解当外电阻R分别为 3 、4 、7 时所对应的路端电压 【提示】7.5 V,8 V,8.75 V. 探讨 2：通过上述计算结果，你发现了怎样的规律？试通过公式论证你的结论 【提示】外电阻越大，电源的路端电压越大 当外电阻R增大时，由I可知电流I减小，由UEIr可知，路端电压增大 E rR 核心点击 1闭合电路欧姆定律的两种形式 6 闭合电路欧姆定律有两种形式I和U外EIr. E Rr (1)I只适用于外电路为纯电阻的闭合电路 E Rr (2)由于电源的电动势E和内电阻r不受R变化的影响，由I可知随着R的增大，
9、E Rr 电路中电流I减小 (3)U外EIr既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭 合电路 2应用闭合电路欧姆定律计算的两种方法 (1)充分利用题中条件结合闭合电路欧姆定律I列方程求解，求出电流I是解决 E Rr 问题的关键，I是联系内、外电路的桥梁 (2)根据具体问题可以利用图像法，这样解决问题更方便 4(多选)如图 438 所示的电路中，电源电动势E9 V，内阻r3 ，R15 ，下 列说法中正确的是() 图 438 A当 S 断开时，UAC9 V B当 S 闭合时，UAC9 V C当 S 闭合时，UAB7.5 V，UBC0 D当 S 断开时，UAB0，UBC0 【解
10、析】当 S 断开时，UAC与UBC为路端电压，等于电源电动势，A 正确，D 错误；当 S 闭合时，UACUABR7.5 V，UBCI00，B 错误，C 正确 E Rr 【答案】AC 5.如图 439 所示，电灯 L 标有“4 V1 W” 滑动变阻器R的总电阻为 50 .当滑片 P滑至某位置时，L 恰好正常发光，此时电流表示数为 0.45 A由于外电路发生故障，电灯 L 突然熄灭，此时电流表示数变为 0.5 A，电压表示数为 10 V若导线连接完好，电路中各 处接触良好试问： 7 图 439 (1)发生的故障是短路还是断路？发生在何处？ (2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？ (3)
11、电源的电动势和内电阻为多大？ 【导学号：29682025】 【解析】(1)电路发生故障后，电流表读数增大，路端电压UU2I2R2也增大，因此 外电路总电阻增大，一定在外电路某处发生断路由于电流表有读数，R2不可能断路，电压 表也有读数滑动变阻器R也不可能断路，只可能是电灯 L 发生断路 (2)L 断路后，外电路只有R2，因无电流流过R，电压表示数即为路端电压U2U端10 V，R2 20 .L 未断路时恰好正常发光，UL4 V，IL 0.25 AU端 U2 I2 10 0.5 P U U2I2R20.4520 V9 V. R 20 . UR IR U端UL IL 94 0.25 (3)根据闭合电路欧姆定律EUIr知， 故障前E9(0.450.25)r，故障后E100.5r.得r5 ，E12.5 V. 【答案】(1)断路电灯 L 处(2)20 (3)12.5 V5 电路故障的分析方法 故障特点 检测方法 断路 电源电压不为零而电阻为零，如果 外电路中两点间有电压，说明两点 间有断点，而这两点与电源的连接 部分无断点 若是单一支路，则U0 的两点间完好， U0 的两点间断路；若是复杂电路，依 据直流电路动态变化R分析 短路 有电流通过电路而该电路两端电 压为零 若是单一支路，则U0 的两点间短路， U0 的两点间断路；若是复杂电路，依 据动态变化R0 分析
