第十二章 电能 能量守恒定律章末优化提升（教师用书）-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版）

[对应学生用书第107页] 考点一　电路故障分析 1．电路常见故障 (1)断路。(2)短路。 2．电路故障特点 (1)断路特点：电路中发生断路时，电源电压不为零，而电流为零；如果断路出现在干路中，则发生断路的地方其两端电压等于电源电压。 (2)短路特点：电路中的某部分发生短路时，表现为有电流通过电路而该部分电路两端电压为零。 3．电路故障的检测方法 (1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路。 (2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置，在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。 (3)电阻表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路，在运用电阻表检测时，被检测元件应从电路中拆下来。 (4)假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。 [例1]　如图所示的电路，1、4两接线柱接有电压恒为6 V的电源，发现电路接通后两小灯泡均不发光，小明用一只电压表分别接在两接线柱上时，电压表的示数分别为U14 ＝6 V、U12＝0、U23＝6 V、U34＝0。则下列说法正确的是(　　) A．由以上数据可知小灯泡L1发生了断路 B．由以上数据可知小灯泡L2发生了断路 C．由以上数据可知滑动变阻器发生了断路 D．由以上数据可知电源发生了断路 [解析]　本题的解题关键是通过电压表的示数与电源电压的关系进行判断，若灯泡L1断路，电路中没有电流，则U34＝U23＝0，根据闭合电路欧姆定律得知U12＝6 V，与题意不符，A错误；若灯泡L2断路，电路中没有电流则U12＝U23＝0，根据闭合电路欧姆定律得知U34＝6 V，与题意不符，B错误；若滑动变阻器发生了断路，电路中没有电流，根据欧姆定律知U34＝U12＝0，根据闭合电路欧姆定律得知U23＝6 V，与题意相符，C正确；若电源断路U14 ＝U12 ＝U34＝0，与题意不符，D错误。 [答案]　C 考点二　电阻表原理 1．构造 如图所示，电阻表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。 电阻表内部：电流表、电池、调零电阻串联。 外部：接被测电阻Rx，电阻表的总电阻为RΩ， 全电路电阻：R总＝Rg＋R＋r＋Rx＝RΩ＋Rx。 2．工作原理 由闭合电路欧姆定律，Ix＝＝，得Rx＝－RΩ，Rx与Ix一一对应。 3．刻度的标定 红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零。 (1)当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲) (2)当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”。(图乙) (3)当I＝Ig时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于电阻表的内阻值，Rx叫中值电阻。 (4)由于Rx与Ix之间不是线性关系，故刻度盘上电阻值的刻度不均匀。 [例2]　小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的电阻表，其内部结构如图所示，R0为调零电阻(最大阻值为R0m)，Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs＋R0m<Rm<Rn)，电流计G的内阻为RG(Rs≪RG)。用此电阻表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题： (1)短接①②，将单刀双掷开关S与m接通，电流计G示数为Im；保持电阻R0滑片位置不变，将单刀双掷开关S与n接通，电流计G示数变为In，则Im________(选填“大于”或“小于”)In。 (2)将单刀双掷开关S与n接通，此时电阻表的挡位为________ (选填“×1”或“×10”)。 (3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位，调整欧姆零点(欧姆零点在电流计G的满偏刻度处)时，调零电阻R0的滑片应该________(选填“向上”或“向下”)调节。 (4)在“×10”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为100 Ω的定值电阻R1，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的；取走R1，在①②间接入待测电阻Rx，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，则 Rx＝________ Ω。 [解析]　(1)根据题意可知Rm<Rn，所以开关接m时电路的总电阻小于开关接n时电路的总电阻，电源电动势E不变，根据I＝可知Im>In；(2)当开关S接n时，电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所以开关S接n时对应电阻表的挡位倍率较大，即“×10”挡位；(3)从“×1”挡位换成“×10”挡位，即开关S从m拨向n，电路总电阻增大，干路电流减小，①②短接时，为了使电流表满偏，则需要增大电流计G所在支路的电流，所以需要将R0的滑片向上调节；(4)在①②间接入阻值为100 Ω的定值电阻R1，根据闭合电路的欧姆定律可得Ig＝，在①②间接入待测电阻Rx，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，则有Ig＝，当①②间短路时，有Ig＝，联立解得Rx＝400 Ω。 [答案]　(1)大于　(2)×10　(3)向上　(4)400 学科网（北京）股份有限公司 $$