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- 第12章 1电路中的能量转化课件PPT 课件 0 次下载
- 第12章 3实验 电池电动势和内阻的测量课件PPT 课件 0 次下载
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高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律教学课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了电动势，电势能，微思考，内电阻，内电压，外电路，外电阻，外电压，非静电力，I2Rt＋I2rt等内容，欢迎下载使用。
预习导学 | 新知领悟
1．非静电力．(1)概念：在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向________的力作用于电荷才行，我们把这种力叫作非静电力．(2)作用效果：①在电源内部把正电荷由________极搬运到________极；②非静电力做功，把其他形式的能转化为________.
2．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为__________的装置．3．电动势：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比．公式：________；单位：________(符号为________)．
如图所示是闭合电路中自由电荷 (假设是正电荷)发生定向移动形成电流的示意图，则正电荷在电源内运动过程中静电力对其做什么功？非静电力对正电荷做什么功？
【答案】静电力对正电荷做负功；非静电力对正电荷做正功．
(2021年北京名校期末)关于电源和电动势，下列说法中正确的是( )A．在电源内部非静电力把正电荷从正极移动到负极B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多【答案】C
1．描述闭合电路的几个基本物理量用导线把电源、用电器连接起来就构成了闭合电路，如图所示．
闭合电路的欧姆定律及其能量分析
(1)内电路：电源内部的电路叫作内电路，其电阻叫作__________，通常用r表示．闭合电路中，通常用U内表示Ir，它是内电路的电势降落，称为________．(2)外电路：电源两极之间的外部电路叫作________，其电阻叫作________．闭合电路中，通常用U外表示IR，它是外电路的电势降落，称为________，也常称为________电压，简单地记为U．
2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I，在时间t内，__________做功等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即Eq＝______________．
3．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电路的电阻之和成__________．(2)公式：I＝________；适用范围：__________电路．(3)常用的变形公式：E＝________________或U外＝__________；适用范围：任何闭合电路．
如图所示，电压表的示数就是电源电动势吗？
【答案】不是．电压表示数近似等于电源电动势．
一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA．若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A．0.10 V B．0.20 VC．0.30 V D．0.40 V【答案】D
2．路端电压与电流关系(1)公式：U外＝__________．(2)图像(U－I图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示______________，斜率的绝对值表示____________．
为什么电源电动势在数值上等于电源没接入电路时两极间的电压？
【答案】当电源没有接入电路时，电源中的电流等于零，此时内电压等于零，所以这时的路端电压在数值上等于电源电动势．
(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U－I图像，则下列说法中正确的是( )A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2C．电动势E1>E2，内阻r1
多维课堂 | 素养初培
1．在如图所示的电路中，开关S闭合前与闭合后电压表的读数有变化吗？【答案】开关闭合后电压表的读数小于开关闭合前的读数．
对闭合电路欧姆定律的理解
2．试分析：电源电动势E与外电路电压U外和内电路电压U内之间存在什么样的关系？用公式怎样表示？
2．特别提醒(1)外电路短路时电路中电流较大，为防止将电源、电路烧坏或引发火灾事故，一般不允许这种情况发生．(2)外电路含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)时，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律列式计算．
精例1 如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A．当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内电阻．【答案】2 V 1 Ω
【解析】当S闭合时， R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小．当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，即1.6＝E－0.4r①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得U′＝E－I′r，即1.6＋0.1＝E－(0.4－0.1)r②由①②得E＝2 V，r＝1 Ω．
变式1 如图所示的电路中，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，电源电动势E＝12 V，内电阻r＝1 Ω．求当电流表示数为0.4 A时，变阻器R3的阻值多大？ 【答案】30 Ω
闭合电路问题的求解方法1．分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流．2．求干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求．3．应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流．
1．当外电阻等于零时，会发生什么现象？有什么危害？
2．当外电阻很大时，又会发生什么现象呢？【答案】外电阻很大时，相当于外电路断路，电流I＝0，U内＝0，U外＝E，这就是电源的电动势等于电源没有接入外电路时两极间的电压，电压表测电动势就是利用了这一原理．
精例2 (2021年鄂州名校期末)在如图所示的电路中，R1和R2为定值电阻，电表均为理想电表．电源电动势E和内电阻r保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向上移动时( ) 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．电压表示数变小，电流表示数变小D．电压表示数变大，电流表示数变大【答案】C
变式2 (多选)在如图所示的电路中，闭合S，A、B、C三个灯均正常发光，当可变电阻R′的滑动触头上移时，对A、B、C三个灯亮度的变化，下列叙述正确的是( )A．A灯变亮B．B灯变亮C．C灯变亮D．三灯均变暗【答案】AC
直流电路的动态分析思路基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况．
1．何为路端电压？探究讨论路端电压与外电阻的关系．
电源的相关功率和电源的效率
2．讨论如何求一个电源的电动势和内电阻．
3．如果以路端电压为纵坐标，电路中的电流I为横坐标，画出的U－I图像如图所示．分析此图像可得到什么信息？【答案】(1)图线与纵轴的交点表示电源电动势E．(2)图线与横轴的交点表示短路电流I0．(3)图线斜率的绝对值表示电源内阻．4．分析闭合电路中的电源的总功率EI，电源内阻消耗的功率I2r与电源的输出功率I2R存在什么关系？【答案】由能量守恒定律可知EIt＝I2Rt＋I2rt知EI＝I2R＋I2r
5．讨论什么情况下电源的输出功率最大，此时电源的功率为多少？
精例3 电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R0＝3 Ω．
(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？(2)当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？【答案】(1)0 10.9 W (2)4.5 Ω 13.3 W
变式3 (2021年福州名校期末)如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知( )A．电源电动势为3.0 V，内阻为0.5 ΩB．电源的效率为60%C．R消耗的功率1.5 WD．电源消耗的总功率为2.5 W【答案】C
路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为U＝E－Ir，E和r可认为是不变的，由此可知：(1)路端电压随总电流的增大而减小．(2)电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E．在图像中，U－I图像在纵轴上的截距表示电源的电动势．
1．外电路中沿电流方向电势如何变化？为什么？【答案】外电路沿电流方向电势降低，因为规定正电荷的移动方向就是电流方向，在外电路中，负电荷受静电力作用，从低电势向高电势运动，故沿电流的方向电势降低．
2．内电路中沿电流方向电势如何变化？为什么？(以一节干电池为例说明)【答案】如果电源是一节干电池，在电池的正负极附近存在反应层，在这两个反应层中沿电流方向电势升高，在正负极之间电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低，且两反应层中电势升高的值等于内、外电路电阻上电势降低值之和．
1．仪表检测法(1)电压表是由灵敏电流计G和分压电阻R0串联组成的，内部结构如图甲所示．
(2)用电压表检测如图乙所示，合上开关S，若电压表有示数，说明电路中有电流通过电压表，电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和电源接通了)，则开关S和导线不断路，灯L断路即为故障点．
2．假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可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故障，运用欧姆定律进行正向推理．推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路．直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法．
精例4 (2021年北京名校模拟)在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5 V的灯泡组成串联电路．当闭合开关时，发现灯泡不发光．在闭合开关的情况下，某同学用多用电表直流电压挡进行检测．检测结果如表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是( )
A．A、C间导线断路B．D、E间导线断路C．灯泡断路D．F、B间导线断路【答案】C
【解析】若A、C间导线断路，电路中没有电流，则E、F间测得的电压应为0，与题不符，A错误；若D、E间导线断路，则E、F测得电压应为0，与题不符，B错误；若灯泡断路，则E、F测得的电压为1.5 V，与题相符，C正确；若F、B间导线断路，电路中没有电流，则E、F间测得的电压应为0，与题不符，D错误．
(3)根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir故障前E＝9＋(0.45＋0.25)r故障后E＝10＋0.5r得r＝5 Ω，E＝12.5 V．
变式4 如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的．现在突然发现灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( )A．R3断路 B．R1短路C．R2断路 D．R1、R2同时短路【答案】C
【解析】灯泡A比原来暗了些，说明灯泡A的电流和电压变小；灯泡B比原来亮了些，说明灯泡B的电压和电流变大．采取代入排除法，将选项逐个代入分析：R3断路→R外增大→R总变大→I总减小→U外变大，则易知灯泡A、B两端电压变大，由此可知两灯均变亮，故A错误；R1短路→R外减小→R总减小→I总增大，易知通过灯泡A和B的电流变大，两灯变亮，B错误；同理分析可知C正确，D错误．
如果某用电器被短路，则它两端的电压为零；如果电路中某处断路(且只有一处)，则断路处电压不为零，这是解决故障问题的主要依据．
风速计中的简易电路 风速计，是测量空气流速的仪器．它的种类较多，气象站最常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向．整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转．
【专练】 如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上．迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动．电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连．已知弹簧的劲度系数k＝1 300 N/m，定值电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω．闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0＝0.5 m，电压传感器的示数U1＝3.0 V．若不计摩擦和迎风板的电阻，求：
(1)金属杆单位长度的电阻R0；(2)当电压传感器的示数为U2＝2.0 V时，作用在迎风板上的风力F．【答案】(1)1 Ω (2)260 N 垂直于迎风板向里
【解析】(1)电阻R与金属细杆串联连接由E＝I(R0l0＋R＋r)U1＝IR0l0可求得R0＝1 Ω．
(2)设此时弹簧长度为lE＝I2(R0l＋R＋r)U2＝I2R0lF＝k(l0－l)可解得F＝260 N，垂直于迎风板向里．
课堂小练 | 素养达成
1．(2021年合肥名校月考)一种锌汞电池的电动势为1.2 V，这表示( )A．只要该电源工作就有1.2 J其他形式的能转化为电能B．该电源与电动势为1.5 V的干电池相比非静电力做功一定少C．该电源与电动势为2 V的铅蓄电池相比非静电力做功一定慢D．电路中每通过1 C电荷量时，该电源把1.2 J其他形式的能转化为电能【答案】D
【解析】该电源工作时，非静电力做功为W＝qE，可知，当电路中每通过1 C电荷量时，非静电力做功W＝qE＝1×1.2 J＝1.2 J，该电源把1.2 J其他形式的能转化为电能，若q≠1 C，则W≠1.2 J，故A错误，D正确；由W＝qE知，非静电力做功不仅与电源的电动势有关，还与电路中通过的电荷量有关，所以，该电源与电动势为1.5 V的干电池相比非静电力做功不一定少，故B错误；电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，说明该电源与电动势为2 V的铅蓄电池相比非静电力做功本领小，但不一定慢，故C错误．
2．(2021年湖州名校月考)一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是( )A．当外电阻增大时，路端电压增大B．当外电阻减小时，路端电压增大C．当外电阻减小时，电路中的电流减小D．当外电阻增大时，内电压增加【答案】A
4．(多选)如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则( )A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B．电流都是I1时，两电源内电压相等C．电路A的电源电动势大于电路B的电源电动势D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻【答案】ACD
预习导学 | 新知领悟
1．非静电力．(1)概念：在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向________的力作用于电荷才行，我们把这种力叫作非静电力．(2)作用效果：①在电源内部把正电荷由________极搬运到________极；②非静电力做功，把其他形式的能转化为________.
2．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为__________的装置．3．电动势：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比．公式：________；单位：________(符号为________)．
如图所示是闭合电路中自由电荷 (假设是正电荷)发生定向移动形成电流的示意图，则正电荷在电源内运动过程中静电力对其做什么功？非静电力对正电荷做什么功？
【答案】静电力对正电荷做负功；非静电力对正电荷做正功．
(2021年北京名校期末)关于电源和电动势，下列说法中正确的是( )A．在电源内部非静电力把正电荷从正极移动到负极B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多【答案】C
1．描述闭合电路的几个基本物理量用导线把电源、用电器连接起来就构成了闭合电路，如图所示．
闭合电路的欧姆定律及其能量分析
(1)内电路：电源内部的电路叫作内电路，其电阻叫作__________，通常用r表示．闭合电路中，通常用U内表示Ir，它是内电路的电势降落，称为________．(2)外电路：电源两极之间的外部电路叫作________，其电阻叫作________．闭合电路中，通常用U外表示IR，它是外电路的电势降落，称为________，也常称为________电压，简单地记为U．
2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I，在时间t内，__________做功等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即Eq＝______________．
3．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电路的电阻之和成__________．(2)公式：I＝________；适用范围：__________电路．(3)常用的变形公式：E＝________________或U外＝__________；适用范围：任何闭合电路．
如图所示，电压表的示数就是电源电动势吗？
【答案】不是．电压表示数近似等于电源电动势．
一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA．若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A．0.10 V B．0.20 VC．0.30 V D．0.40 V【答案】D
2．路端电压与电流关系(1)公式：U外＝__________．(2)图像(U－I图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示______________，斜率的绝对值表示____________．
为什么电源电动势在数值上等于电源没接入电路时两极间的电压？
【答案】当电源没有接入电路时，电源中的电流等于零，此时内电压等于零，所以这时的路端电压在数值上等于电源电动势．
(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U－I图像，则下列说法中正确的是( )A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2C．电动势E1>E2，内阻r1
多维课堂 | 素养初培
1．在如图所示的电路中，开关S闭合前与闭合后电压表的读数有变化吗？【答案】开关闭合后电压表的读数小于开关闭合前的读数．
对闭合电路欧姆定律的理解
2．试分析：电源电动势E与外电路电压U外和内电路电压U内之间存在什么样的关系？用公式怎样表示？
2．特别提醒(1)外电路短路时电路中电流较大，为防止将电源、电路烧坏或引发火灾事故，一般不允许这种情况发生．(2)外电路含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)时，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律列式计算．
精例1 如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A．当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内电阻．【答案】2 V 1 Ω
【解析】当S闭合时， R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小．当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，即1.6＝E－0.4r①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得U′＝E－I′r，即1.6＋0.1＝E－(0.4－0.1)r②由①②得E＝2 V，r＝1 Ω．
变式1 如图所示的电路中，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，电源电动势E＝12 V，内电阻r＝1 Ω．求当电流表示数为0.4 A时，变阻器R3的阻值多大？ 【答案】30 Ω
闭合电路问题的求解方法1．分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流．2．求干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求．3．应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流．
1．当外电阻等于零时，会发生什么现象？有什么危害？
2．当外电阻很大时，又会发生什么现象呢？【答案】外电阻很大时，相当于外电路断路，电流I＝0，U内＝0，U外＝E，这就是电源的电动势等于电源没有接入外电路时两极间的电压，电压表测电动势就是利用了这一原理．
精例2 (2021年鄂州名校期末)在如图所示的电路中，R1和R2为定值电阻，电表均为理想电表．电源电动势E和内电阻r保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向上移动时( ) 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．电压表示数变小，电流表示数变小D．电压表示数变大，电流表示数变大【答案】C
变式2 (多选)在如图所示的电路中，闭合S，A、B、C三个灯均正常发光，当可变电阻R′的滑动触头上移时，对A、B、C三个灯亮度的变化，下列叙述正确的是( )A．A灯变亮B．B灯变亮C．C灯变亮D．三灯均变暗【答案】AC
直流电路的动态分析思路基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况．
1．何为路端电压？探究讨论路端电压与外电阻的关系．
电源的相关功率和电源的效率
2．讨论如何求一个电源的电动势和内电阻．
3．如果以路端电压为纵坐标，电路中的电流I为横坐标，画出的U－I图像如图所示．分析此图像可得到什么信息？【答案】(1)图线与纵轴的交点表示电源电动势E．(2)图线与横轴的交点表示短路电流I0．(3)图线斜率的绝对值表示电源内阻．4．分析闭合电路中的电源的总功率EI，电源内阻消耗的功率I2r与电源的输出功率I2R存在什么关系？【答案】由能量守恒定律可知EIt＝I2Rt＋I2rt知EI＝I2R＋I2r
5．讨论什么情况下电源的输出功率最大，此时电源的功率为多少？
精例3 电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R0＝3 Ω．
(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？(2)当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？【答案】(1)0 10.9 W (2)4.5 Ω 13.3 W
变式3 (2021年福州名校期末)如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知( )A．电源电动势为3.0 V，内阻为0.5 ΩB．电源的效率为60%C．R消耗的功率1.5 WD．电源消耗的总功率为2.5 W【答案】C
路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为U＝E－Ir，E和r可认为是不变的，由此可知：(1)路端电压随总电流的增大而减小．(2)电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E．在图像中，U－I图像在纵轴上的截距表示电源的电动势．
1．外电路中沿电流方向电势如何变化？为什么？【答案】外电路沿电流方向电势降低，因为规定正电荷的移动方向就是电流方向，在外电路中，负电荷受静电力作用，从低电势向高电势运动，故沿电流的方向电势降低．
2．内电路中沿电流方向电势如何变化？为什么？(以一节干电池为例说明)【答案】如果电源是一节干电池，在电池的正负极附近存在反应层，在这两个反应层中沿电流方向电势升高，在正负极之间电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低，且两反应层中电势升高的值等于内、外电路电阻上电势降低值之和．
1．仪表检测法(1)电压表是由灵敏电流计G和分压电阻R0串联组成的，内部结构如图甲所示．
(2)用电压表检测如图乙所示，合上开关S，若电压表有示数，说明电路中有电流通过电压表，电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和电源接通了)，则开关S和导线不断路，灯L断路即为故障点．
2．假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可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故障，运用欧姆定律进行正向推理．推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路．直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法．
精例4 (2021年北京名校模拟)在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5 V的灯泡组成串联电路．当闭合开关时，发现灯泡不发光．在闭合开关的情况下，某同学用多用电表直流电压挡进行检测．检测结果如表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是( )
A．A、C间导线断路B．D、E间导线断路C．灯泡断路D．F、B间导线断路【答案】C
【解析】若A、C间导线断路，电路中没有电流，则E、F间测得的电压应为0，与题不符，A错误；若D、E间导线断路，则E、F测得电压应为0，与题不符，B错误；若灯泡断路，则E、F测得的电压为1.5 V，与题相符，C正确；若F、B间导线断路，电路中没有电流，则E、F间测得的电压应为0，与题不符，D错误．
(3)根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir故障前E＝9＋(0.45＋0.25)r故障后E＝10＋0.5r得r＝5 Ω，E＝12.5 V．
变式4 如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的．现在突然发现灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( )A．R3断路 B．R1短路C．R2断路 D．R1、R2同时短路【答案】C
【解析】灯泡A比原来暗了些，说明灯泡A的电流和电压变小；灯泡B比原来亮了些，说明灯泡B的电压和电流变大．采取代入排除法，将选项逐个代入分析：R3断路→R外增大→R总变大→I总减小→U外变大，则易知灯泡A、B两端电压变大，由此可知两灯均变亮，故A错误；R1短路→R外减小→R总减小→I总增大，易知通过灯泡A和B的电流变大，两灯变亮，B错误；同理分析可知C正确，D错误．
如果某用电器被短路，则它两端的电压为零；如果电路中某处断路(且只有一处)，则断路处电压不为零，这是解决故障问题的主要依据．
风速计中的简易电路 风速计，是测量空气流速的仪器．它的种类较多，气象站最常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向．整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转．
【专练】 如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上．迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动．电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连．已知弹簧的劲度系数k＝1 300 N/m，定值电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω．闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0＝0.5 m，电压传感器的示数U1＝3.0 V．若不计摩擦和迎风板的电阻，求：
(1)金属杆单位长度的电阻R0；(2)当电压传感器的示数为U2＝2.0 V时，作用在迎风板上的风力F．【答案】(1)1 Ω (2)260 N 垂直于迎风板向里
【解析】(1)电阻R与金属细杆串联连接由E＝I(R0l0＋R＋r)U1＝IR0l0可求得R0＝1 Ω．
(2)设此时弹簧长度为lE＝I2(R0l＋R＋r)U2＝I2R0lF＝k(l0－l)可解得F＝260 N，垂直于迎风板向里．
课堂小练 | 素养达成
1．(2021年合肥名校月考)一种锌汞电池的电动势为1.2 V，这表示( )A．只要该电源工作就有1.2 J其他形式的能转化为电能B．该电源与电动势为1.5 V的干电池相比非静电力做功一定少C．该电源与电动势为2 V的铅蓄电池相比非静电力做功一定慢D．电路中每通过1 C电荷量时，该电源把1.2 J其他形式的能转化为电能【答案】D
【解析】该电源工作时，非静电力做功为W＝qE，可知，当电路中每通过1 C电荷量时，非静电力做功W＝qE＝1×1.2 J＝1.2 J，该电源把1.2 J其他形式的能转化为电能，若q≠1 C，则W≠1.2 J，故A错误，D正确；由W＝qE知，非静电力做功不仅与电源的电动势有关，还与电路中通过的电荷量有关，所以，该电源与电动势为1.5 V的干电池相比非静电力做功不一定少，故B错误；电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，说明该电源与电动势为2 V的铅蓄电池相比非静电力做功本领小，但不一定慢，故C错误．
2．(2021年湖州名校月考)一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是( )A．当外电阻增大时，路端电压增大B．当外电阻减小时，路端电压增大C．当外电阻减小时，电路中的电流减小D．当外电阻增大时，内电压增加【答案】A
4．(多选)如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则( )A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B．电流都是I1时，两电源内电压相等C．电路A的电源电动势大于电路B的电源电动势D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻【答案】ACD
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