第九章 [应用拓展·素养提升9] 直流电路中的STSE-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（新教材，人教版）

理论联系生产、生活实际，学以致用，不仅是新课改的教学理念，也是高考命题改革的重要方向．高考试题往往以实际中鲜活的材料为背景构建问题情境，这就要求我们能将实际问题抽象为物理模型，并提炼出有用信息，从而有效地分析求解此类问题． 锂离子电池 [典例1]　(2023·北京海淀区期末)根据下述材料并结合课堂所学，回答问题： 如图所示，电动汽车的锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极．在充电的过程中，通过化学反应，电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极．负极的碳材料有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌在这些微孔中，嵌入的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多．当汽车开动时，在负极的锂离子又会通过电解液返回正极，回到正极的锂离子越多，则放出的电荷量也就越大．电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量，通常以“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)作单位．单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组．假设每个电池的电动势和内阻都一样，串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和，内阻也等于各个电池的内阻之和．n个相同电池并联时，电池组的电动势等于一个电池的电动势，内阻等于一个电池内阻的. (1)“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)是　________　(选填“能量”或“电荷量”)的单位． (2)给电池充电时，所需充电电压比电池电动势　________　(选填“大”或者“小”)． (3)与单个电池相比，将电池串联成电池组后连接外电路，在电路中流过相同电荷量时，单个电池释放的化学能　________　(选填“更多”“更少”或“一样多”)． (4)就电动汽车而言，为了一次充满电尽量延长续航里程，请你给驾驶员一些合理建议．简述其中你认为有效的两条．合理即可，比如减少刹车、平稳驾驶、少用空调、速度合理等． [解析]　(1)“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)是电流与时间的单位的乘积，即为电荷量的单位． (2)给电池充电时充电电压必须大于电池电动势才能把电能充进电池． (3)将电池串联起来，通过每个电池的电荷量都是相等的，所以每个电池释放的化学能都等于电动势与电荷量的乘积，则在电路中流过相同的电荷量时，单个电池释放的化学能是一样多的． (4)平稳驾驶的时候，电路中有恒定的电流，电源放电稳定，能够延长续航里程；还要尽量减少刹车，这样可以避免减速过程中出现大电流，也可以延长续航里程． [答案]　(1)电荷量　(2)大　(3)一样多　(4)只要避免大电流出现，就可以延长续航里程，所以尽量减少刹车、平稳驾驶都可以延长续航里程 报警器电路故障检测 [典例2]　(2023·广州高三调研)一报警器电路如图甲所示，该电路用标称值为12 V的蓄电池为电源(内阻不计)，各导线接触良好，热敏电阻Rt的阻值随温度升高而减小．当通过报警器的电流超过某一值时，报警器(内阻不计)就会报警．(1)断开开关S，用多用电表直流“50 V”挡测a、b间电压，稳定后多用电表的指针位置如图乙所示，其读数为　________　V. (2)闭合开关S后，发现无论温度高低，报警器都在报警，由此可判断电路中某器件发生　________　(填“短路”或“断路”)． (3)保持开关S闭合，维修人员仍使用多用电表直流“50 V”挡检测故障，将红表笔接在a点，黑表笔接d点时多用电表示数为零，黑表笔接c点时多用电表示数也如图乙所示，由此可判定发生故障的器件是　______　(填“热敏电阻Rt”“开关S”或“定值电阻R”)． [解析]　(1)多用电表采用直流“50 V”挡，根据图乙中指针的位置，可知a、b间电压为11.5 V. (2)闭合开关S后，无论温度高低报警器都在报警，说明电路中电流过大，根据欧姆定律可知电路中电阻过小，所以应是某器件发生短路． (2)根据(2)中分析知，电路发生短路故障，多用电表接a、d时，无示数，说明a、d间短路；接a、c时示数如图乙，说明a、b、c间电路电阻不为零．即定值电阻正常工作，故只有a、d间短路，发生故障的器件是热敏电阻Rt. [答案]　(1)11.5　(2)短路　(3)热敏电阻Rt 测量番茄电池的电动势和内阻 [典例3]　(2023·四川成都诊断)将铜片和锌片插入水果中可制成水果电池，现要测量番茄电池的电动势和内阻，三位同学一起进行实验研究． (1)甲同学先用量程为0～3 V的电压表，直接测量番茄电池两极的电压，电压表的示数为0.78 V，则番茄电池的电动势应　________　(选填“大于”“等于”或“小于”)0.78 V. (2)乙同学用以下器材设计了如图(a)所示的电路： A．电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ) B．电流表(量程0～0.6 A，内阻为几欧) C．滑动变阻器(0～50 Ω) D．开