第9章 应用拓展·素养提升9 直流电路中的STSE-【创新教程】2025年高考物理总复习大一轮教师用书word（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． 　　 汽车启动过程远、近光灯的分析 [典例1]　(多选)(2020·江苏高考) 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时(　　) A．车灯的电流变小　　　 B．路端电压变小 C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大 [解析]　ABD　[开关S闭合，电机工作，外电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电路中的总电流增大，电源的内阻分压增大，路端电压减小，则车灯两端的电压减小，通过车灯的电流减小，A、B正确，C错误；电路中的总电流增大，由P＝EI可知，电源的总功率增大，D正确．] 　　 报警器电路故障检测 [典例2]　(2024·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． (3)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]　(2024·四川成都诊断)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．开关1个、导线若干 闭合开关后，发现左右滑动滑动变阻器的滑片，电流表与电压表都几乎没有示数(经检查，电路无故障)，请分析电表无示数的原因：___________________________________________. (3)丙同学分析乙同学的实验结果后，使用1个电阻箱(0～9 999 Ω)和1个微安表(量程0～300 μA，内阻为RA＝100 Ω)，设计了如图(b)所示的实验电路，改变电阻箱的阻值R得到多组微安表的示数I，以R为纵坐标，为横坐标，得到如图(c)所示的图像，根据图像可得到番茄电池的电动势E为　________　V，内阻r为　________　Ω. [解析]　(1)由于番茄电池有内阻，所以电压表的示数为外电压，小于电源电动势，即番茄电池的电动势应大于0.78 V. (2)电路无故障，外电压几乎为零，说明外电阻远小于内阻，即番茄电池的内阻很大，滑动变阻器所分得的电压很小，电路中电流也很小， (3)由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋RA＋r)，变形可得R＝E·－(RA＋r)，所以R－图像的斜率表示E，即E＝V＝1.125 V，纵截距的绝对值为RA＋r＝1.5×103 Ω，则r＝1 400 Ω. [答案]　(1)大于　(2)番茄电池的内阻很大，滑动变阻器所分得的电压很小 (3)1.125　1 400 学科网（北京）股份有限公司 $$