1、拓展课电路及其应用的综合问题一、伏安特性曲线的理解及应用1.图线的意义(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻。2.应用：IU图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小。3.两类图线(1)线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线，表明它的电阻是不变的。(2)非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线，表明它的电阻是变化的。例1 (多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的
2、垂线，则下列说法正确的是()A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B.对应P点，小灯泡的电阻为RC.对应P点，小灯泡的电阻为RD.对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积大小解析IU图线的斜率逐渐减小即减小，说明电阻逐渐增大，A正确；对应P点，小灯泡的电阻为R，B正确，C错误；对应P点，小灯泡的功率为PI2U1，此值恰为图中矩形PQOM所围面积的大小，D正确。答案ABD方法总结(1)伏安特性曲线(IU)中，导体电阻等于线上点与原点连线斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数。(2)无论线性元件还是非线性元件，只要是纯电阻元件，电阻都可由R计算。针对训练1 如图所示，a、b分别表示由相
3、同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断正确的是()A.a代表的电阻丝较粗B.b代表的电阻丝较粗C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D.图线表示电阻丝的阻值与电压成正比解析图线的斜率表示电阻的倒数，故RaRb，C错误；由R知a的横截面积较小，A错误，B正确；由图像及导体电阻决定条件R知导体的电阻与电压无关，D错误。答案B二、用多用电表判断电路故障电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有以下两种。1.仪器检测法(1)用电压表对断路故障判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电
4、压表指针偏转，则该段电路中有断点。(2)用电压表对短路故障判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该段电路短路。(3)用欧姆表检测：在使用欧姆表检测电路故障时，一定要注意将待测部分与电路断开。若测得某段电路的电阻是零，说明该部分短路；若测得某段电路的电阻是无穷大，说明该部分断路。2.假设法：已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理，推理结果若与题述现象相符，则故障发生在该部分电路。否则，故障没发生在该部分电路。用此方法，直到找到故障为止。例2 如图所示是某同学连接的实验实物图，
5、A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。(1)闭合开关，应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表1所示，在测试c、d间直流电压时，红表笔应接触_(选填“c”或“d”)。根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是_。A.灯A短路 B.灯B短路C.cd段断路 D.df段断路表1测试点电压表示数a、b有示数b、c有示数c、d无示数d、f有示数表2测试点指针偏转情况c、dd、ee、f(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是_。A.灯A断路 B.灯B短路C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路解析(1)应用多用电表判断电路故障
6、，首先要正确使用多用电表，对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出c点电势高于d点电势，知红表笔应接触c点。由表1可知d、f间有示数，则dca电池bf间无断路，C错误；若仅灯A短路或灯B短路，不会造成A、B灯都不亮，A、B错误；若df段断路，则与测试结果相符，D正确。(2)由表2可知，c、d间有一定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，A、C错误；d、e间存在大电阻，表明d、e间导线断路，D正确；e、f间电阻为零，则灯B短路，B正确。答案(1)cD(2)BD方法总结故障电路部分的特点(1)断路的特点：电路中发生断路，表现为电路中的电流为零而电源两端的电压不为零；若外电路中某两点
7、之间的电压不为零，则表示这两点之间出现了断路，同时也说明这两点与电源之间的相连部分无断路。(2)短路的特点：电路发生短路时，表现为有电流通过短路电路，即电流表是有一定示数的，但用电压表测该支路两端的电压时，电压表示数为零。针对训练2 某照明电路出现故障，导致闭合开关时小灯不发光，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线与其接触完好，维修人员使用已经调好的多用电表直流50 V挡检测故障，他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。(1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为_V，说明_正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然如图乙，可判定发生故障的器件是_(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。答案(1)11.5(11.211.8均可)蓄电池(2)小灯