鲁科版高中物理必修第三册第4章章末综合提升课件+学案+练习含答案

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主题1　闭合电路的动态分析问题1．引起电路特性发生变化的三种情况(1)滑动变阻器滑片位置的改变，使电路的电阻发生变化。(2)开关的闭合、断开或换向(双掷开关)使电路结构发生变化。(3)非理想电表的接入使电路的结构发生变化。2．动态分析的常见思路由部分电路电阻变化推断外电路总电阻R外的变化，再由闭合电路的欧姆定律I总＝讨论干路电流I总的变化，最后再根据具体情况分别确定各元件上其他量的变化情况。3．常用三种分析方法(1)程序法：“部分→整体→部分”①由局部电阻变化判断总电阻的变化。②由I＝判断总电流的变化。③根据U＝E－Ir，判断路端电压的变化。④由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化。以上分析可形象表示为R局→R总→I总→U外⇒(2)结论法——“并同串反”“并同”是指：某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。“串反”是指：某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。(3)极值法对含有可变电阻的电路，当可变电阻的阻值变化而导致电路出现动态变化时，可将可变电阻的阻值推到极端(0或最大)，然后对电路加以分析从而得出正确结论。【典例1】　在如图所示的电路中，当变阻器R3的滑片P向B端移动时(　　)A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小思路点拨：(1)滑片P向B端移动，R3接入的阻值变小，则总阻值变小。(2)利用闭合电路欧姆定律及“并同串反”法。B　[方法一：程序法基本思路：局部→整体→局部，即从阻值变化的电路入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判知I总和U外的变化情况，最后再由部分电路欧姆定律确定电路各部分电压和电流的变化情况。当R3的滑片P向B端移动时，有R3↓→R外↓→R总↓→I总＝↑→U内＝I总r↑→U外＝(E－U内)↓，即电压表示数减小；I总↑→UR1＝I总R1↑→UR2＝(U外－UR1)↓→IR2＝↓→IR3＝(I总－IR2)↑，即电流表示数变大，故选项B正确。方法二：“并同串反”法当变阻器R3的滑片P向B端滑动时，R3的有效电阻减小，因电流表与R3串联，电压表与R3“间接并联”，故由“并同串反”法知电流表的示数增大，电压表的示数减小，故选项B正确。][一语通关]　在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)，通过该电阻的电流一定会减小(或增大)。 主题2　含电容器电路的分析与计算电容器是一个储存电能的元件。在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路可看作是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。1．分析和计算含有电容器的直流电路的注意点(1)电路稳定时：电容器所在支路相当于断路。因此，该支路上无电流通过且与电容器串联的电阻两端无电压，该电阻相当于导线。(2)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。(3)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电。如果电容器两端的电压升高，电容器将充电；反之电容器将放电，与电容器串联的电阻的电荷量等于电容器带电荷量的变化。2．解答含电容器电路问题的一般步骤(1)应用电路的有关规律分析出电容器两极板间的电压及其变化情况。(2)根据平行板电容器的相关知识进行分析求解。【典例2】　(多选)如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω，R2＝5 Ω，R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10－5 F。若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q。则(　　)A．I＝0.75 A B．I＝0.5 AC．q＝2×10－5 C D．q＝1×10－5 CAD　[开关S闭合时，I＝＝0.75 A，选项A正确，B错误；此时UC＝UR并＝1.5 V，QC＝CUC＝3×10－5 C，若将开关断开，则电容器上所带的电荷量通过R1、R3放掉，因I1∶I3＝R3∶R1＝1∶2，根据q＝It可知，通过R1的电荷量q＝QC＝1×10－5 C，选项C错误，D正确。][一语通关]　(1)充电或放电完毕，电容器所在电路没有电流流过，稳定时按断路处理。(2)电容器两端电压等于与其并联支路的电压。(3)分析电容器要注意以下公式：C＝、C＝、E＝。 主题3　测量电源电动势和内阻的方法测量电源电动势和内电阻的方法有多种，常见方法汇总如下表所示，这些方法所依据的原理均为闭合电路欧姆定律。主要仪器原理电路图误差来源测量结果电流表、电阻箱电流表分压电动势无偏差，内电阻偏大一只电压表(粗测)U＝(RV≫r，U≈E)电压表内电阻并非无穷大或电池有内电阻电动势偏小，不能测内电阻两只电压表无电动势无偏差，不能测内电阻电压表、电流表、滑动变阻器电压表分流电动势和内电阻均偏小  电流表分压电动势无偏差，内电阻偏大电压表、电阻箱电压表分流电动势和内电阻均偏小【典例3】　某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻。(1)按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开。(2)排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器滑片位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图像如图所示。由I1­I2图像得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________ Ω。[解析]　(1)测a、b′间电压，读数不为零，说明cc′没有断开，若测a、a′间电压，读数不为零，说明bb′没有断开，所以aa′断开，若测a、a′间电压，读数为0，说明aa′没有断开，是bb′断开。(2)根据闭合电路的欧姆定律得E＝I1(R1＋r1)＋(I1＋I2)(R0＋r)，因为I1≪I2，上式可简化为E＝I1(R1＋r1)＋I2(R0＋r)，读出两点坐标：(60 mA，0.12 mA)和(260 mA，0.05 mA)，代入方程解得电动势E≈1.41 V，内阻r≈0.5 Ω。[答案]　(1)aa′　bb′　(2)1.41(1.36～1.44均可)　0.5(0.4～0.6均可)[一语通关]　(1)测量电源电动势和内阻的理论依据是闭合电路欧姆定律。(2)用图像法处理数据更准确，误差小。(3)有图像时要根据纵坐标和横坐标画出直线方程(因为多数图线都是直线)找斜率、找截距。