高中物理 第二章 恒定电流习题课课件 新人教版选修31.ppt

第二章恒定电流 习题课 闭合电路欧姆定律的应用 学习目标1 会用闭合电路欧姆定律分析动态电路 2 知道闭合电路中的功率关系 会计算闭合电路的功率 3 会利用闭合电路欧姆定律进行含电容器电路的分析与计算 内容索引 题型探究 达标检测 1 题型探究 1 程序法 一 闭合电路的动态分析闭合电路动态问题的分析方法 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 例1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1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a1示数减小 a2示数增大d 电压表读数减小 电流表a1示数增大 a2示数减小 图1 答案 解析 解决闭合电路动态问题的一般思路1 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 2 由局部电阻变化判断总电阻的变化 4 据u e ir判断路端电压的变化 5 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 针对训练1如图2所示 a b c三只电灯均能发光 当把滑动变阻器的触头p向下滑动时 三只电灯亮度的变化是a a b c都变亮b a b变亮 c变暗c a c变亮 b变暗d a变亮 b c变暗 图2 解析 答案 二 闭合电路的功率 1 电源的总功率 p总 ei 电源内电阻消耗的功率p内 u内i i2r 电源输出功率p出 u外i 图3 例2如图4所示 电路中e 3v r 0 5 r0 1 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 答案 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r r r0 2 时 r消耗功率最大为 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 图4 定值电阻r0上消耗的功率可以表示为 p i2r0 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r 0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 例3如图5所示 线段a为某电源的u i图线 线段b为某电阻的u i图线 以上述电源和电阻组成闭合电路时 求 1 电源的输出功率p出为多大 2 电源内部损耗的电功率是多少 3 电源的效率 为多大 图5 解析 答案 1 4w 2 2w 3 66 7 三 含电容器电路的分析与计算 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 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4如图6所示 电源电动势e 10v 内阻可忽略 r1 4 r2 6 c 30 f 求 1 s闭合后 稳定时通过r1的电流 图6 解析 答案 1a 2 s原来闭合 然后断开 这个过程中流过r1的总电荷量 解析 答案 s闭合时 电容器两端电压uc u2 i r2 6v 储存的电荷量q c uc s断开至达到稳定后电路中电流为零 此时uc e 储存的电荷量q c uc 很显然电容器上的电荷量增加了 q q q cuc cuc 1 2 10 4c 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 1 2 10 4c 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q cu或 q c u 求电荷量及其变化量 针对训练2如图7所示电路中 电源电动势e 9v 内阻r 2 定值电阻r1 6 r2 10 r3 6 电容器的电容c 10 f 1 保持开关s1 s2闭合 求电容器所带的电荷量 图7 解析 答案 3 10 5c 电容器所带的电荷量为q cuc 10 10 6 3c 3 10 5c 2 保持开关s1闭合 将开关s2断开 求断开开关s2后流过电阻r2的电荷量 图7 解析 答案 6 10 5c 保持开关s1闭合 将开关s2断开后 电路稳定时电容器两端的电压等于电源电动势 此时电容器上的电荷量q ce 10 10 6 9c 9 10 5c 而流过r2的电荷量等于电容器c上电荷量的增加量qr2 q q q 9 10 5c 3 10 5c 6 10 5c 达标检测 2 1 如图8所示的电路 闭合开关s 待电路中的电流稳定后 减小r的阻值 则a 电流表的示数减小b 电压表的示数减小c 电阻r2两端的电压减小d 路端电压增大 1 2 3 4 图8 题图中的电路结构是r1与r先并联 再与r2串联 故r r总 i干 u内 u外 r2两端电压u2 i干r2 u2增大 所以r与r1的并联电压减小 示数减小 a c d错误 b正确 答案 解析 2 如图9所示 图线a是某一电源的u i曲线 图线b是一定值电阻的u i曲线 若将该电源与该定值电阻连成闭合电路 已知该电源的内阻r 2 0 则说法错误的是a 该定值电阻为6 b 该电源的电动势为20vc 将2只这种电阻串联作为外电阻 电源输出功率最大d 将3只这种电阻并联作为外电阻 电源输出功率最大 答案 1 2 3 4 图9 3 电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比 如图10所示 直线a为电源a的路端电压与电流的关系图线 直线b为电源b的路端电压与电流的关系图线 直线c为电阻r两端的电压与电流的关系图线 将这个电阻r分别接到a b两电源上 那么a r接到电源a上 电源的效率较低b r接到电源b上 电源的输出功率较大c r接到电源a上 电源的输出功率较大 电源效率较高d r接到电源b上 电源的输出功率较小 电源效率较高 答案 解析 1 2 3 4 图10 电源的效率 由题中图象可知a与c交点处电压大于b与c交点处电压 则r接到电源a上效率较高 电源输出功率p ui 由题中图象易得r接到电源a上输出功率较大 a b d错误 c正确 1 2 3 4 4 阻值相等的四个电阻 电容器c及