甘肃省武威第五中学高中物理《闭合电路的动态分析》课件 新人教版选修31.ppt

闭合电路的动态分析 学习目标 1 掌握闭合电路的动态分析的方法2 能解决一些相关的闭合电路的动态问题 知识要点1 总电流i和路端电压u随外电阻r的变化规律 当r增大时 i变小 又据u e ir知 u变大 当r增大到 时 i 0 u e 断路 当r减小时 i变大 又据u e ir知 u变小 当r减小到零时 i er u 0 短路 2 所谓动态就是电路中某些元件 如滑动变阻器的阻值 的变化 会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化 引起电路特征发生变化主要有三种情况 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 断开或转向 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结构发生变化 3 解决这类问题必须根据欧姆定律及串 并联电路的性质进行分析 同时 还要掌握一定的思维方法 如程序法 直观法 极端法 理想化法和特殊值法等等 4 基本思路是 部分 整体 部分 从阻值变化的部分入手 由欧姆定律和串 并联电路特点判断整个电路的总电阻 干路电流和路端电压的变化情况 然后再深入到部分电路中 确定各部分电路中物理量的变化情况 特别提醒 在电路的动态分析中 要注意闭合电路欧姆定律 部分电路欧姆定律及串联分压和并联分流的综合应用 在分析电灯明暗变化时 可从电流 电压和功率三个量中的任何一个量分析都可确定 例1 在如图所示的电路中 r1 r2 r3 r4皆为定值电阻 r5为可变电阻 电源的电动势为e 内阻为r 设电流表a的读数为i 电压表v的读数为u 当r5的滑动触头向a端移动时 判定正确的是 a i变大 u变小b i变大 u变大c i变小 u变大d i变小 u变小 解析 当r5向a端移动时 其电阻变小 整个外电路的电阻也变小 总电阻也变小 根据闭合电路的欧姆定律知道 回路的总电流i变大 内电压u内 ir变大 外电压u外 e u内变小 所以电压表的读数变小 外电阻r1及r4两端的电压u i r1 r4 变大 r5两端的电压 即r2 r3两端的电压为u u外 u变小 通过电流表的电流大小为u r2 r3 变小 答案 d 规律总结 在某一闭合电路中 如果只有一个电阻变化 这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流 电压 电功率的变化 它们遵循的规则是 1 凡与该可变电阻有并关系的用电器 通过它的电流 两端的电压 它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同 阻值增大 它们也增大 2 凡与该可变电阻有串关系的用电器 通过它的电流 两端的电压 它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同 阻值增大 它们也增大 所谓串 并关系是指 该电阻与可变电阻存在着串联形式或并联形式用这个方法可以很简单地判定出各种变化特点 简单记为 并同串反 例2 2011 海南高考 如图 e为内阻不能忽略的电池 r1 r2 r3为定值电阻 s0 s为开关 v与a分别为电压表与电流表 初始时s0与s均闭合 现将s断开 则 a v的读数变大 a的读数变小b v的读数变大 a的读数变大c v的读数变小 a的读数变小d v的读数变小 a的读数变大 程序法分析 s由闭合到断开 r2所在支路电阻变大 r2 外电路总电阻变大 干路电流i减小 r1两端电压减小u2增大且增大量大于u1的减小量 u端 u1 u2 u端变大而u1减小路端电压u端变大 v的读数变大a的读数变大综上分析 v的读数变大 a的读数变大 即b正确 结论法分析 s由闭合到断开 r2与s整体电阻变大 r2 与之并联的有r3 a 与之间接并联的有v 故这三个元件的电流 电压 电功率都变大 即a v读数都变大 所以b正确 当堂练习 导学案练习 1 在图4电路中 当滑动变阻器滑动键p向下移动时 则 a a灯变亮 b灯变亮 c灯变亮b a灯变亮 b灯变亮 c灯变暗c a灯变亮 b灯变暗 c灯变暗d a灯变亮 b灯变暗 c灯变亮2 在如图所示电路中 当变阻器局的滑动头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3 如图所示的电路中 电源的电动势为 内阻为r 当可变电阻的滑片p向b点移动时 电压表v1的读数u1与电压表v2的读数u2的变化情况是 a u1变大 u2变小b u1变大 u2变大c u1变小 u2变小d u1变小 u2变大4 如图所示电路中 电池内阻符号为r 电键s原来是闭合的 当s断开时 电流表的示数变化情况足 a r 0时示数变大 r 0时示数变小b r 0时示数变小 r 0时示数变大c r 0或r 0时 示数都变大d r 0时示数不变 r 0时示数变大 5 如图所示 电源的电动势和内阻分别为 r 在滑动变阻器的滑片p由a向b移动的过程中 电流表 电压表的示数变化情况为 a 电流表先减小后增大 电压表先增大后减小b 电流表先增大后减小 电压表先减小后增大c 电流表一直减小 电压表一直增大d 电流表一直增大 电压表一直减小6 如图所示的电路中 电源内阻不能忽略 电流表 电压表都可视为理想电表 在滑动变阻器r的滑片p从a端移到b端的过程中 a v表的示数先增大后减小 a表的示数增大b v表的示数先增大后减小 a表的示数减小c v表的示数先减小后增大 a表的示数增大d v表的示数先减小后增大 a表的示数减小7 如图所示电路中 当变阻器的滑动片向右滑动时 各电表示数的变化情况是 v1表 v2表 a表 8 如图所示的电路中 电源的电动势e和内电阻r恒定不变 电灯l恰能正常发光 如果变阻器的滑片向b端滑动 则 a 电灯l更亮 安培表的示数减小b 电灯l更亮 安培表的示数增大c 电灯l变暗 安培表的示数减小d 电灯l变暗 安培表的示数增大 9 如图所示 电源电动势为e 内电阻为r 当滑动变阻器的触片p从右端滑到左端时 发现电压表v1 v2示数变化的绝对值分别为 u1和 u2 下列说法中正确的是 a 小灯泡l1 l3变暗 l2变亮b 小灯泡l3变暗 l1 l2变亮c u1 u2d u1 u210 图中a为理想电流表 v1和v2为理想电压表 r1定值电阻 r2为可变电阻 电池e内阻不计 则a r2不变时 v2读数与a读数之比等于r1b r2不变时 v1读数与a读数之比等于r1c r2改变一定量时 v2读数的变化量与a读数的变化量之比的绝对值等于r1d r2改变一定量时 v1读数的变化量与a读数的变化量之比的绝对值等于r1 11 如图所示 调节可变电阻r的阻值 使电压表v的示数增大 u 在这个过程中 a 通过电阻r1两端的电流增加 增加量一定大于 u r1b 电阻r2两端的电压减小 减小量一定等于 uc 通过r2的电流减小 但减小量一定小于 u r2d 路端电压一定增加 增加量一定等于 u12 如图所示的电路中 闭合电键 灯l1 l2正常发光 由于电路出现故障 突然发现灯l1变亮 灯l2变暗 电流表的读数变小 根据分析 发生的故障可能是 a r1断路b r2断路c r3短路d r4短路 13 电动势为e 内阻为r的电源与定值电阻r1 r2及滑动变阻器r连接成如图所示的电路 当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时 下列说法正确的是a 电压表和电流表读数都增大b 电压表和电流表读数都减小c 电压表读数增大 电流表读数减小d 电压表读数减小 电流表读数增大14 在如图所示电