（京津琼鲁专用）2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 微型专题3 闭合电路欧姆定律的应用课件 新人教版必修2.ppt

微型专题3闭合电路欧姆定律的应用,第二章恒定电流,学科素养与目标要求物理观念：1.熟练掌握闭合电路的欧姆定律及串、并联电路的特点.2.知道闭合电路中的功率关系.科学思维：1.建立分析闭合电路动态问题的方法.2.会计算闭合电路的功率，借助于公式和图象，分析求解电源的最大输出功率.3.建立含容电路的分析方法.,内容索引,重点探究启迪思维探究重点,达标检测检测评价达标过关,重点探究,闭合电路动态问题的分析方法(1)程序法分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象；由局部电阻变化判断总电阻的变化；由I判断总电流的变化；据UEIr判断路端电压的变化；由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化.,一、闭合电路的动态分析,(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.,解析,例1(2018山东济南市高一下期末)如图1所示电路中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电压表和电流表的示数变化情况是,图1,A.电压表和电流表示数都增大B.电压表和电流表示数都减小C.电压表示数增大，电流表示数减小D.电压表示数减小，电流表示数增大,答案,解析当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析可知总电流增大，路端电压减小，则电压表的读数减小.题图中并联部分电路的电压减小，则电流表的读数减小，故B正确.,解析,针对训练1(2018山东聊城市高一下期末)如图2所示电路中，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是A.电压表示数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮B.电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗,图2,C.电压表示数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变亮D.电压表示数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗,答案,1.电源的总功率：P总EI；电源内电阻消耗的功率P内U内II2r；电源输出功率P出U外I.,二、闭合电路的功率,图3,3.电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，,例2如图4所示，电路中E3V，r0.5，R01.5，变阻器的最大阻值为10.(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？,图4,解析此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功率也就是电源的输出功率.即当RrR02时，R消耗的功率最大为：,解析,答案,(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？,解析,答案,解析定值电阻R0上消耗的功率可以表示为：PI2R0，因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中电阻最小，即当R0时，R0上消耗的功率最大：,功率最大值的求解方法1.流过电源的电流最大时，电源的功率、内损耗功率均最大.2.对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大.3.电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大.,解析,答案,例3如图5所示，线段A为某电源的UI图线，线段B为某电阻的UI图线，以上所述电源和电阻组成闭合电路时，求：,图5,(1)电源的输出功率P出为多大？答案4W,由闭合电路欧姆定律可得,则电源的输出功率P出I2R4W,解析,答案,(2)电源内部损耗的功率是多少？答案2W,解析电源内部消耗的功率P内I2r2W，,(3)电源的效率为多大？,答案66.7%,解析电源的总功率P总IE6W，,稳定电流的UI图象有两种：一是电源的UI图象(如图6中a)；二是用电器的UI图象，而用电器的UI图象又分两类：线性(图中b)和非线性(图中c).两种图象的交点坐标表示该用电器与电源串联(电源只向该用电器供电)的工作电流和路端电压(也是用电器两端的电压).如图，电源的输出功率分别为,图6,PbU1I1，PcU2I2.,1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当于断路，所以在此支路中的电阻上无电压降，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.,三、含电容器电路的分析与计算,解析,答案,例4如图7所示，电源电动势E10V，内阻可忽略，R14，R26，C30F，求：,图7,(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；答案1A,解析S闭合后，电路稳定时，R1、R2串联，,(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的总电荷量.,答案1.2104C,解析S闭合时，电容器两端电压UCU2IR26V，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.电容器上的电荷量增加了QQQCUCCUC1.2104C.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所带电荷量的增加量.,解析,答案,分析电容器电荷量变化的方法1.首先确定电路的连接方式及电容器和哪部分电路并联.2.根据欧姆定律求并联部分的电压即为电容器两极板间的电压.3.最后根据公式QCU或QCU，求电荷量及其变化量.,针对训练2(多选)M、N是一对水平放置的平行板电容器，将它与一电动势为E、内阻为r的电源组成如图8所示的电路，R是并联在电容器上的滑动变阻器，G是灵敏电流计，在电容器的两极板间有一带电的油滴处于悬浮状态，如图所示，现保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片向上滑动，则A.在滑片滑动时，灵敏电流计中有从b向a的电流B.在滑片滑动时，灵敏电流计中有从a向b的电流C.带电油滴将向上运动D.带电油滴将向下运动,图8,解析,答案,达标检测,1.(闭合电路的动态分析)如图9所示的电路中，当滑片P向右移动时，则下列说法中正确的是A.A1示数变小，A2示数变大，V示数变小B.A1示数不变，A2示数变大，V示数变小C.A1示数变小，A2示数变小，V示数变大D.A1示数变大，A2示数变小，V示数变大,图9,答案,1,2,3,4,解析,1,2,3,4,解析R1和R2是并联的，A1测R1所在支路的电流，A2测干路电流.当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的有效电阻增大，所以总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，总电流将变小(即A2读数变小)，电源内电压减小，路端电压增大(即V示数变大)，A1示数变大.选项D正确.,2.(含容电路的分析与计算)(多选)在如图10所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是A.灯泡L变亮B.电源的输出功率变小C.电容器C上电荷量减少D.电流表读数变小，电压表读数变大,答案,1,2,3,4,图10,解析,1,2,3,4,解析将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡L变暗，A错误；路端电压变大，电阻R两端电压变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C错误，D正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则当P向左移动一段距离后，外电路电阻比r大得更多，电源的输出功率变小，B正确.,3.(电源的输出功率和效率)(多选)如图11所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线，OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图象，由图可知A.该电源的电动势为6V，内阻是2B.固定电阻R的阻值为1C.该电源的最大输出功率为9W,答案,解析,1,2,3,4,图11,D.当该电源只向电阻R供电时，其效率约为66.7%,1,2,3,4,4.(闭合电路中功率的计算)如图12所示，电源电动势E14V，内电阻r1，小灯泡标有：“2V,4W”，电动机D的内阻r0.5，当滑动变阻器的阻值R调到1时，电灯和电动机均能正常工作，求此