第2章 电路及其应用章末总结-【志鸿优化训练】2026-2027学年高中物理必修第三册(教科版)

物理必修第三册教科版 6.如图所示是刚安装的家庭电路的电路图，电 7.将下列元件符号正确填入图中空格处。并解 工师傅为了检查电路是否出现短路，在准备 释原因。 接入保险线的A、B点间先接入一盏“220V 白炽灯⑧保验丝台开关一接大功率电器用的桶座© 15W”的检验灯。 AB 220V L L (1)断开开关S,闭合开关S2,检验灯正常 发光； (2)断开开关S2,闭合开关S,发现检验灯发 光较暗。 根据以上现象，你可以判断出 (选 填“L”或“L2”或“没有”)发生短路。 章未总结 知识整合 B号：公式 实质：表示电源通过非静电力 0 做功把其他形式的能转化为电 电动势 练习使用多用电表 势能能力大小的物理量 hx-0 ,:表达式 E 闭合电路 路端电压 欧姆定律 测量金属的电阻率 负载的关系 电流及计算 电 电阻 电压 基本概念 路 电阻定律、电阻率 及 描绘1-特 定义：电场力移动电荷所做的功 其 性曲线 公式：平gU=Uh 应 实验 电功 单位：焦耳，千瓦时 公 E=+r:实验原理 定义：单位时间内电流所做的功 公式：P=UⅢ 电功率 测量电池 单位：瓦特 的电动势 实验电路图 公式：Q= 和内阳 实质：通过电流做的功转化 为内能 焦耳定御 公式：PR-是 数据分析 使用条件：纯电阻电路 热功率 4s114 ©第二章电路及其应用 专题研析 (2)当A接M,C接N时，滑片向左移，电 专题一 等效法求电流 流表示数 [例1]（多选）氢原子核外只有一个电子， (3)当A接M,B接N时，滑片向右移，电 它绕氢原子核运动一周的时间约为2.4×10一16 流表示数 (4)当B接M,D接N时，滑片向左移，电 s,则下列说法正确的是( 流表示数 A.电子绕核运动的等效电流为6.7× 10-4A [归纳总结] 滑动变阻器的构造、原理及应用 B.电子绕核运动的等效电流为1.5× 1.构造：如图所示是滑动变阻器的实物图， 103A AB是一金属杆，其电阻为零，CD是电阻率较 C.等效电流的方向与电子的运动方向 大的、长度较长的电阻丝，缠绕在陶瓷管上，匝 相反 与匝之间是绝缘的，只在滑片经过的地方被刮 D.等效电流的方向与电子的运动方向 掉绝缘层是为了更好地接触电阻丝，P是滑 相同 片，上端与金属杆连接，下端与电阻丝连接。 [归纳总结] 用等效法求解电流 等效法的实质是在效果相同的情况下将较 为复杂的实际问题变换为简单的熟悉问题，以 2.原理：利用滑片P改变接人电路中的电 便突出主要因素，抓住它的本质，找出其中规 阻丝的长度，起到改变电阻的作用。 律。因此应用等效法时往往是用较简单的因素 3.接线方式：作限流用时，将AC或AD接 代替较复杂的因素，以使问题得到简化而便于 人电路即可（注：接A与接B是等效的）。作分 求解。如原子中的电子绕原子核的运动或电荷 压用时，CD全部接人电路，利用PC或PD上 随物体的圆周运动都可以等效为环形电流。 分得的电压对负载供电。 所谓等效环形电流，就是把电子周期性地 专题三仪表的读数与器材的选择 通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通 [例3]在“导体电阻率的测量”的实验中， 过圆周上各处时所形成的电流。对周期性运动 某同学为了测定某阻值约为100的金属棒的 的电荷，常取一个周期来计算等效电流，利用 电阻率，进行了如下操作，先测量出金属棒的直 1==旱求等效电流。 径d和长度1，再用伏安法更精确地测量其电 专题二滑动变阻器的构造、原理及应用 阻R,现有器材及其符号和规格如下： [例2]如图所示的电路中，M、N是两个接 待测金属棒电阻R 线柱，准备连接滑动变阻器，电源提供恒定电 电流表A1(量程0~4mA,内阻约202) 压。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 电流表A2(量程0~30mA,内阻约302) 电压表V(量程0~3V,内阻约10k2) 直流电源E(4V,内阻不计) A dwwwwo B 滑动变阻器R1(阻值范围0~152，允许 (1)当A接M,D接N时，滑片向右移，电 通过的最大电流2.0A) 流表示数 滑动变阻器R2(阻值范围0一2k,允许 11594 物理必修第三册教科版 通过的最大电流0.5A) 源、电压表、电阻箱、开关和导线 开关S、导线若干 (1)请在如图所示的虚线框中画出实验的 (1)为使实验误差较小，要求便于调节且测 电路图。 得多组数据进行分析，电流表应选 ;滑 动变阻器应选 (填所选器材的符号) (2)根据实验器材在虚线框中画出测量的 电路图（并标出所选用器材符号）。 (2)实验的主要步骤如下： ①检查电压表并调零，按照电路图连线； ②调节电阻箱R的阻值至 ③将开关S闭合，调节电阻箱的阻值使电 (3)若该同学用伏安法多次测量，读取电压 压表指针有足够的偏转，记下此时电阻箱的阻 表和电流表的值，求出对应的电阻后取平均值 值R和电压表的示数U; R,再根据测量出金属棒的直径d和长度1，由 ④改变电阻箱的阻值，测出几组U、R的数 此可得出此金属棒材料的电阻率的表达式ρ 据，作出只己的图线，如图所示 。 (用题中所给物理量的字母表示) [归纳总结] 3.0 仪表的读数与器材的选择 2.0 (1)仪表读数时，应先确定分度值，然后按 1.0 0 照读数规则读数。 0.30.60.91.2 -1.0 (2)器材的选择要遵循安全、精确、操作方 便的三个原则。有以下几个要点要牢记： (③)由作出的只乙图线可求得电动势E一 ①先估算电路中各部分的电压、电流的最 V,内阻r= 2。(结果保留 大值，然后根据该处的电压、电流值选择要放置 两位有效数字) 的电表。 [归纳总结] ②要注意电表的指针要指在量程以上， 用电阻箱测电源电动势和内电阻的两种方法 (1)用电流表和电阻箱测E、r(又叫安阻 测量才是较精确的。也可以说电路中的电压、 法)。 电流最大值在不超过量程前提下选量程较小的 如图甲所示，由E=IR十Ir可知，理论上 电表读数误差较小。 如果能得到I、R的两组数据，就可以得到关于 ③在保证安全的前提下，滑动变阻器宜选 E和r的两个方程，于是能够从中解出E和r。 取电阻调节范围小的。 专题四用电阻箱测电源电动势及内阻 [例4]某实验小组利用电压表和电阻箱测 量电源的电动势和内阻。所用器材有：待测电 4s116 ©第二章电路及其应用 (2)用电压表和电阻箱测E、r(又叫伏阻 提醒：无论是串联电路还是并联电路，电路 法)。 消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和。 如图乙所示，由E=U+ U 专题六电动机电路、电动机故障问题 可知，理论上 [例6]（多选）小明同学在玩会发光的电动 如果能得到U、R的两组数据，同样能通过解方 玩具汽车时，发现了一个现象：启动电源，电动 程组求出E和r。 机正常工作，车轮正常转动。当不小心卡住车 轮时，车灯变暗。玩具汽车的简化电路如图所 示，电源电动势E=10V,内阻r=22,车轮电 动机的额定电压UM=6V额定功率PM=6W 线圈电阻RM=1Ω。忽略灯丝电阻随电压的 专题五串、并联电路的电功率 变化，下列说法正确的是() [例5]四盏灯泡接成如图所示的电路，a、c 灯泡的规格为“220V6W”,b、d灯泡的规格 M 为“220V100W”,各个灯泡的实际功率都没 有超过它的额定功率。在该段电路加上电压 A.电动机正常工作时，机械功率为5W 时，则这四盏灯泡实际消耗功率大小的顺序正 B.电动机正常工作时，电源的效率为60% 确的是( C.车轮卡住时，电动机的功率为1W D.车轮卡住时，小灯泡的功率为1.5W [归纳总结] U 电动机电路、电动机故障问题 A.P>P>P>P 电功WW=U,U为电动机两端电压 B.P>P>P>P 电动机正 焦耳热 常运转 Q=了Rt,R为电动机的内阻 C.P>P>P>P 电功率PP=U山 D.P>P>Pi>P 热功率PE=R 关系：P=P+Pn [归纳总结] ×100%--/Rx100% 串并联电路的电功率比较 效率h P 电路 串联电路 并联电路 电动机 W=Q小Wh=U1=R=Q 被卡住 特点 电流相同，11=12 电压相同，山，=U2 Pa=PaPs=UI-I'R=Ps 电功率计 P=I'R 算公式 P发 功率关系 PR PRz P:R: P:R 总功率 P=P,十P2十十P P=P,+P,++P 117【解折】1)可变电驻R上消耗的功率为 R-g装R一因R++R R。 由上式知，R=R十于时，P,最大 北最大值少-一洁网。 (2)当电流最小时，电阻Γ和尽苗耗的动率最小。 此时R。为00，内阻r和周定电阻R上请耗的最小 动率之和为 P-R限+n 代人数据海P,一高W (3)当尺，=0时，电路中的几电目量小，电定量大： 此时长消托的功率最大，即 P-(是)'R 代人数据海品取 〔针对利练2】拟CDR,为定值电阻，只有当通过 R:的电瓷最大时，其清耗的功率才最大，因此当R,■0 时，R裤轮的功术最大，A错误，C正确：由闭合电路级 R,+R: 姆定肆得，路餐电压一天十皮干，E:代人数绍计算 知B正确：将定值电阻R,当作电象内阻的一富分，则 当尼，=取，十=30时，等效电源的输出功率最大，闻 R:销毛的功率最大，D正确。数远战D。 探究三 [典例精析] [典例3]【答案水1)1A(2)L.2×10+C 【解所】(1)电得稳定后，电客云所在的美得上无电 流通过，国克R:与R:多联，C两格时电压印为R:丙 越的乐。 出歌岭定律得，通垃R,岭电线 IR十R-1A (2)用合开美S格发后，C两减电压 U-IR:-6 V C晚零电荷壶 宽表读数增大，可知，通过R,的电流增大，第尺，的 Q=口队=30X10×60=L8×10+C 电压增大，面R:与变阳器的总电压减小，衡度阻器 平关5斯开隐定后，越电流为家，电家器两烤电固 的电国被小，因比，电存腰板闻电压减小，板闻场强减 为E,所带电异量 小，餐电质点P所受的电场力减小，因此，质点P醉 中Q■CE=30×10·×10C=3×10+C 向下运对，故C绩误。 通试R,的骨量野为电客器增如竹电骨量，即 4.AD由图像可知，曲线①，②的交点表示内，外电路 Q=Q1-Q1=1,2×104C 消托的电功率阳等，此时电源的内电阳与外电阳相 [针对调述3]D将滑动变阻馨的滑片P向左 等，面且电源物喻出功率最大，由图可知电颜的输围 移动一段距离后，R接人电路的阻值变大，电路中电氨 功率最大值为8W,电流为=2A,根据P一'R- 变小，灯泡1变暗。八替误：电降中电瓷变小，即电度表 Γ，解得R=r?0,则电餐的电动势为E■ 食数变小，路端电振变大，辈电用表读数变大，因灯泡L 《R十r)-2×(2+)V-8V,放A正确.B指误，限 内端电压变小，则电阳R两瑞电压度大，电容器C丙端 帮P一引知，当巾路中水流量大时，电圈消耗的功电 电反变大，电容器C上电衡量增如，C错阀，D正确：当 最大，P.=月.r=×多W一32W,故C骨灵，由 外电路电阻等于电颜的内阻时电源的喻出功率量大，灯 A分析可知，外电驿电阻为2口时，电驿中电流为 泡L的电大于电源的内阳，测当P向左移清一取 亚真后，外电路电阻比电原的内周？大得要多，电源的 一A电墨的效率为，一哥×10X一R,× 输出功率变小，B正骑，教逐D 100X=希×00K=0%,放D正魂.做选D. 【[随堂演炼·达标】 s.AB LA保持开关5闭合，由申、并霖电压关表可知，我。 【解析】将滑片P由O点角下移动，则接人的电阻阻 E 两验的电正为衣。十及·R,清大R心游减小 值由R+开始增大，把定值电阻及，看作内阻，则 电容善两偏的电压减小，电场登度减小，微粒向下稿 外电阻等干内阻时，电源的输出功率最大，随着滑可 转，制减小R:,做粒向上编转，故A正确，B铅误：保 变阻器阻值的变大，测情耗的对率减小，数入正确 诗开关5树合，变化R,不会影响电阻代：丙端的电 电路总电阻增大，根据闭合电路赋期定樟可知，于路 质，数凝粮仍做匀速直线运动，放C,D糖阀。散 电宽藏小，内阻和定值电阻R:两编的电压减小，则 选A 滑动变阻蓉两端电压增大，电客善两挥电压增大。电 2DR,是定值电用，当电降中电流最大明，R,上萌 板丝度增大。警电液离向上量加建运动，放B正确： 托的电功率量大，可知应将变阻器阻值稀整倒，故 电压表测量路嫡电正，内电压减小，则路密电压增大： A,B,C错浸，D正确，故选D, 电压表的示数增大，放C错误：干路电瓷减小，鹿过 3B当清动变阳器的滑片真多骑移动时，滑动变阳器 定植电阻R:约电面被小，根摆焦耳定律可知，Q一 接人电路的电用减小，外电路总电用减小，由闭合电 了及，，定值电罪R,在单位封闻内产生的热量变少 辞做婚定律可知，干电路电流增大，熏过，的电面 故D说。故选AB 增大，则R上清耗的功率蜡大。电压表的读数U一 6【答案k116W0%《2)4×10C(3)5m/, E一1〔R,十，)，1增大：其倦量不变，则U碳小，放A: 方有经直向下 D量误：电压表的读数减小，期酒过R,的电流减小， 【解析1)当S周合到，R,技短路，裂据闭合电路成 (干路电流增大：则电德表瓷数增大，放日正确：电 姆定律得 1R一片A-2N 电现的总功率为 P。*E打=0×2W-20W 电深内富消耗的功率为 Pa-I'r-2'x1 W-1W 教电源的喻出功率为 Pa=Pa-P8=20W-4W=16 W. ×10m%-0×1m%=n%, 效靠为？P (2)3周合时，电容器板同电压为 U=R3=2X4V=8V. 等新行时，电客器板)电压为 6R+R++1+X10V=4Y 当新开后德过R,的总电背量等于电容器的较电 量，划 Q-C8U-C(U-U3=100×10·×(8-4)C 4X10*C (3)当s闭合时，电容器中管电粒予恰好处于静止状 态，电场力和重力平衡，刚有 w-号 5新开后，根出牛银第定律得 号 结合■，并代人数银解得 a=5m/w,方向经直向下， 1.【答案11)20V200(2050 8)17.6n 【解桥】1)电源的路响电压随电瓷的变化图线斜米大 16-4 小等于电源的内图.则有内8，一a月-020口 根据闭合电群欢姆律，电尊的电动势为 E-U+Ir 电压U=16V时，电流I=0.2A,代入解得E-16V +0.2A×200-20V. ()当滑片滑到量右端时，R:被短喜，比时外电路的 电阳最小：电流最大，限据图像可知：此时电压U一4 V,电藏「一.8A,谢路端其有电阻R,定值电阳 k-当--5n )当外电路总电用与电幕内阻相等封，电廖拾出功 率量大，甲及：十及。=？时.电算输出功率最大，解 之可得 R.-150 制形并联电阻的关系 底经 解得R,m17,50. 又.家庭电路 【必备知识·植理】 《包识麓理】 2.20人体火线场路金属外壳同时 3.节能 [科学思推1 一，思考判期 L.×2×玉√4× 二，思雄究 提界1B 么场过用电器R的电流1。一骨-'〉。 A,人的手脚触电时道这人体的电简I,一名污×0 A,通过绵教的总电流-Ig+12-6.25A<10A 数忽性不会培所， 【关键能力·探究】 探究一 [情境累究] 提示：家留电路发生规路收用电器总功率过大时 电路中的电流较大：而佩晚丝电阻较大，根摆Q一后 可知，在权短时问内聚可产生卡常多的热量，保除丝泪 发急刚丹高，达到据点，从而修断。因此，保段此要这师 电图较大，熔点较低的材料。 [典例精督 作用 [典例【答案】选用直轻为2,3到mm的第丝 【随堂演练·达标】 Cw折P=80wU=mv1-号-器人 1.B家用电压为20V,不是安全电压，图A图C,图 D均授有包庄解导线，不够安全，截目正确， w17.27A,壶表V得，应感用直径为234mm、额宽电 工D有电动统的家用电露，在震程环境中便用的电 发为8A的惊址 器、具有金属外亮的电琴和其他规定使用接地的家用 [针对谓练1】B选项A中过载可以引起保验丝 电善必频做灯接地保护，否则外壳容号带电。多个电 编斯：选厚D辑南中的同根导馒的线头相最，发生妇 器接在民销南上，当同时开白这装电器时，会造域 路，使会使保验性国斯：遂项C也可：这B中拉线开 同间电流很大，电压下降，影响电督正常工作，甚至因 关线头棉罐，火线接通，不会使保顾堂缩断。 错廖连提线闻负衡面发热引起火火。用电器轮头 银究二 果装图，人体校触到做丽军控容导港成触电事故，餐 [情绩探究」 超处容易造成短路摩故，敌透D 福示：三围桶头一般是用于金属外壳的用电器，比 3日触电和用电授各发生做障时，首先是切断电源 如木箱等。金属外壳导电，有时由于丽电，使金属外壳 避免由此引起的火家，严紫用水扑天，继域藏察和外 上带电，银容易伤人，用三跟可以接地线，把面的电 出戴人布会造成事故向更坏的方向发展。故书 号走。 正 [典例精析 4B架段编与用电替是串联的，将火线上的保魔批取 [共例2【答案W更解析 【解析])合电防亚本器消耗的电老 下，换上的灯与电降中寡来的用电卷也是串联的 如果原米的电张及有间思，那么它们的感电压是 W-a80Xa.4X0J=8X0门 2如V,这个横上的灯泡因实际电压低干领定电压而 1台电脑至亲器清耗竹电装 不能置常发免，现在爱观这个黄上的灯海正常发完： w-”-01-m 说明它的电压就是2如V,也就是原米的用电落两漏 电压为零，即电路中有知路。 1合电精显示器岭待机功中 5【答案】1,424636 p-器w=5w 【解析】必电餐天待规耗电： 节的用电委从小家做起，如平时乐使用电观时，最 W,-0.008×29千瓦时-616千五时 好是关用电海，东要发其处于传机找备 V①每天持机轮电 [针对调练】【答案】见解析 W,=0,012×22千汇时=0.26刷千尾时，总共每天箱 【解析水1)R:应腹运大于发格板的等效电阻，因 电0.424千瓦时 为R:和红灯只起糖示作用，清托的功率远小干发热板 若能及时断开电图，每月可节的电瓷： 的动常，两者又是并联接人电路的，电压刚门，所以藏过 0424×0×0.5元-6.36元 R,和红灯的电流皮远小于慎过爱热板的电流，因此R 乐【答案】1年 应该闭大干发热质的警效电阻 【解析】断开5，闲合5，检灯与1审联，检验灯面 (2)不能。道常情况下水的榜养里度为100℃，当 骨爱允，La处导通且不分压，故。短路 水烧开时水湿不会达到103℃，厌以白对断电功能不起 新开5，用合5，检验灯与1事联，校验灯发光且授 帝，表明L处导通且分压，电路符合要求。 蜂上新述可知。处发生了题路现象。 T.【答率】如图断示，填因见解析 【解桥】开关与白积灯审展，并且开关与火线解连，大 功率箱座并联在零线与火城同，保险花和渐座中联保 任安全。 【章末总结】 「专题研析】 [例1] AC电子溪周岳动的周用为T一24×10”"s,电 子的电荷量为一1.6×10"C,则等数电流为I-气 L4×10- 2,4×0A7×10A,放A正确，B精谈，由于 规定玉电背定向移动的方向为电流的方离，电千管负 电，所以等浓电瓷的方向与电子的运动方向相反，放C 正瑞，D帽民。 [例2] 【客案】1》减小2)增大3》不变(4)减小 【解斯】(1)当A接M,D接N时，基AP段连入电 路滑片向右移，电阻蜡加，根据欧舞定律，可知电搅 减小 (2)当A接M,C接N时，是AP段左人电路：滑 片向左移，电阻候小，根据散期定律，可知电流增大。 (3)当A接AM,H接N时，是AB夏连人电路：洲 片右移，电阻不变，根据成舞定律，可电面不变。 (4)当B接M,D接N时，是BP夏连人电路：滑 片有左移，电阳情大，根据赋等是银，可知电询减小。 [例3] 【答案)AR,2周解析a)R 【解桥】(1》电乐表量程为0一3V,流过待测金属样