高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律学案 沪科版选修

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第4章 探究闭合电路欧姆定律章末总结一、纯电阻电路和非纯电阻电路1对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，此时有WQ，即UItI2Rt.计算电功或电热时，可采用公式WQUIttPt中的任一形式进行计算2对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽的电路)，电功大于电热在这种情况下，不能用I2Rt或t来计算电功根据能量守恒定律可知，在非纯电阻电路中，电能的转化为：电功电热其他形式的能，即UItI2RtE(其他形式的能)例1如图1所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r1 ，电炉电阻R19 ，电解槽电阻r0.5 .当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做不变)试求：图1(1)电源的电动势；(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；(3)S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率二、闭合电路的动态分析动态电路问题的分析思路(1)电路中不论是串联部分还是并联部分，只要有一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻必变大只要有一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻必变小；(2)根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判定总电流、路端电压的变化；(3)判定固定支路电流、电压的变化；(4)判定变化部分的电流、电压变化，如变化部分是并联回路，那么仍应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化，然后变化部分的电流、电压就能确定了例2在如图2所示的电路中，E为电源电动势，r为其内阻，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表若将照射R3的光的强度减弱，则()图2A电压表的示数变大B小灯泡消耗的功率变小C通过R2的电流变小D电源内阻的电压变大三、含电容器电路的分析与计算方法在直流电路中，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(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，电容器处电路可看做是断路，简化电路时可去掉它分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降低，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电例3如图3所示，电源电动势E10 V，内阻可忽略，R14 ，R26 ，C30 F，求：图3(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的总电荷量1. (闭合电路的动态分析)如图4所示的电路三只相同的灯泡L1、L2、L3，当滑动变阻器的滑动触点向b端移动时()图4AL1变亮，L2、L3变暗BL1、L2变亮，L3变暗CL1、L3变暗，L2变亮DL1、L3变亮，L2变暗2. (闭合电路的动态分析)(多选)如图5所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡均能发光在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是()图5A小灯泡L1、L2均变暗B小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C电流表的读数变小，电压表的读数变大D电流表的读数变大，电压表的读数变小3. (含电容器电路的分析与计算)(多选)如图6所示的电路中，电源电动势E6 V，内阻r1 ，电阻R16 ，R25 ，R33 ，电容器的电容C2105 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()图6AI0.75 A BI0.5 ACq2105 C Dq1105 C4. (非纯电阻电路的计算)如图7所示的电路中，电源电动势E10 V，内阻r0.5 ，电动机的电阻R01.0 ，电阻R11.5 .电动机正常工作时，电压表的示数U13.0 V，求：图7(1)电源释放的电功率；(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率和效率答案精析网络构建IRIrUItUII2RtI2RIEIUI2r题型探究例1(1)120 V(2)20 A(3)1 700 W解析(1)设S1闭合、S2断开时电炉功率为P1，电炉中电流I A6 A电源电动势EI(Rr)120 V.(2)设S1、S2都闭合时电炉功率为P2，电炉中电流为I A5 A电源路端电压为UIR519 V95 V，流过电源的电流为I1 A25 A流过电解槽的电流为IAI1I20 A.(3)电解槽消耗的电功率PAIAU2095 W1 900 W电解槽中热损耗功率P热Ir2020.5 W200 W电解槽中电能转化成化学能的功率为P化PAP热1 700 W.例2B若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，电源内电压也减小，A、D错误；而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误例3(1)1 A(2)1.2104 C解析(1)电路稳定时，R1、R2串联，易求I1 A.(2)S闭合时，电容器两端电压UCU2IR26 V，储存的电荷量QCUC.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时UCE，储存的电荷量QCUC.很显然电容器上的电荷量增加了QQQCUCCUC1.2104 C电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的，这只有通过R1这条电路实现，所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量达标检测1B2.BC3.AD4(1)20 W(2)12 W8 W(3)18 W90%解析(1)电动机正常工作时，总电流为I A2 A，电源释放的电功率为P释EI102 W20 W.(2)电动机两端的电压为UEIrU1(1020.53.0) V6 V电动机消耗的电功率为：P电UI62 W12 W电动机消耗的热功率为：P热I2R0221.0 W4 W根据能量守恒定律得，电动机将电能转化为机械能的功率P机P电P热1