内容正文:
第四章 闭合电路
本章复习提升
易混易错练
易错点1 混淆出错
1.(2022广东深圳高级中学月考)在如图所示的电路中,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,当R2的滑片P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电流表、电压表的示数分别用I、U1、U2、U3表示,它们示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。则下列分析判断不正确的是 ( )
A.不变,不变 B. 变大,变大
C.变大,不变 D. 变大,不变
易错点2 不顾及电表量程出错
2.测量电源的电动势E及内阻r(E约为4.5 V,r约为1.5 Ω)的实验中,提供的器材有:量程0~3 V的理想电压表V,量程0~0.5 A的电流表A(具有一定内阻),定值电阻R=4 Ω,滑动变阻器R',开关K,导线若干。
(1)画出实验电路原理图。图中各元件要用题目中给出的符号或字母标出。
(2)实验中,当电流表示数为I1时,电压表示数为U1;当电流表示数为I2时,电压表示数为U2。则可以求出E= ,r= 。(用I1、I2、U1、U2及R表示)
思想方法练
思想方法 程序法
方法概述 在电路问题中,涉及变化的物理量较多,分析问题时,首先抓住因变量,弄清各物理量间的因果关系,根据因果关系,逐项对各物理量进行分析,从而得出正确结论。
(多选题)如图1所示的电路中,R1、R2为定值电阻,Rt为用特殊材料制作的电热丝,其阻值随温度t变化的规律如图2所示,电源内阻不能忽略。电压表与电流表均为理想电表,电压表的示数为U,电流表的示数为I。现用冷空气吹电热丝Rt,下列说法正确的是 ( )
图1
图2
A.电流表的示数I增大
B.电热丝Rt消耗的电功率增大
C.定值电阻R2两端的电压增大
D.电压表示数U与电流表示数I的比值不变
答案与分层梯度式解析
易混易错练
1.B 当滑片P向下滑动时,R2接入电路的电阻变大,根据串反并同,可知I、U1减小,U2、U3增大。所以变大,变大,=R1不变。电压表的示数U1=IR1,U2=E-I(R1+r),U3=E-Ir,所以=R1,=R1+r,=r,所以、、是定值,大小不变。故A、C、D正确,B错误。故选B。
错解分析
滑动变阻器的滑片P向下滑动时,电阻R2接入电路中的电阻增大,误认为R2==而错选B。对于定值电阻来说,其两端的电压变化量ΔU与电流变化量ΔI的比值为一定值,等于其电阻的大小,即R==;但对于可变电阻,它两端的电压的变化量与电流的变化量比值与电阻值无关,即R=≠。
2.答案 (1)见解析图 (2) -R
解析 (1)根据闭合电路的欧姆定律可知,电路中的电流越大时,路端电压越小,当电路中的电流达到电流表的最大测量值0.5 A时,路端电压约为U=E-Ir=3.75 V>3 V,超出了电压表的量程,显然不能直接把电压表接在电源两端测路端电压,因此需要利用定值电阻R来分压,电路如图所示,把电源与R看作一个等效电源,电流达到0.5 A时,等效电源的路端电压约为U=E-I(R+r)=1.75 V<3 V,方案合理。
(2)设等效电源的内阻为r',则r'=R+r,根据闭合电路欧姆定律可知:U1=E-I1r',U2=E-I2r'
联立解得:E=,r'=,故电源内阻r=r'-R=-R。
错解分析
解答此题时,有些同学未能注意到电表的量程而盲目地画出如图所示电路而致错。由于电源电动势较大而内阻较小,故电路中应接入保护电阻,在计算时可以将保护电阻等效为电源内阻。
思想方法练
AC 由题图2可知,冷空气吹电热丝时,电热丝的温度降低,Rt减小;由题图1可知,电路的总电阻变小,电源电动势不变,由闭合电路欧姆定律可知电路电流I变大,即电流表的示数增大,选项A正确;电路中电流I变大,路端电压U端=E-Ir变小,定值电阻R2两端电压U2=IR2变大,定值电阻R1和电热丝Rt两端电压U并=U端-U2变小,由电功率公式得Pt=,由于U并减小,Rt减小,故不能判断电热丝Rt消耗的电功率的变化,选项B错误,C正确;电压表的示数U与电流表的示数I的比值表示R1与Rt并联部分的电阻值,由于Rt减小,故并联电阻也减小,即电压表的示数U与电流表的示数I的比值减小,选项D错误。
方法点津
利用程序法解题时按照局部→整体→局部的思维程序,即可顺利得出答案。利用程序法解题可以避免漏解,多适用于解决电路动态变化问题、电路故障问题、探究黑匣子的元件组成等。
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