高中物理 第2章 恒定电流 习题课五 闭合电路欧姆定律的应用课件 新人教版选修31.ppt

习题课五闭合电路欧姆定律的应用 课堂探究 达标测评 课堂探究核心导学 要点探究 一 闭合电路的动态分析1 特点 断开或闭合开关 滑动变阻器的滑片移动 使闭合电路的总电阻增大或减小 引起闭合电路的电流发生变化 致使外电压 部分电路的电压和部分电路的电流 功率等发生变化 是一系列的 牵一发而动全身 的连锁反应 2 思维流程 例1 在如图所示的电路中 e为电源电动势 r为电源内阻 r1和r3均为定值电阻 r2为滑动变阻器 当r2的滑动触点在a端时合上开关s 此时三个电表a1 a2和v的示数分别为i1 i2和u 现将r2的滑动触点向b端移动 则三个电表示数的变化情况是 a i1增大 i2不变 u增大b i1减小 i2增大 u减小c i1增大 i2减小 u增大d i1减小 i2不变 u减小 思路探究 1 r2中滑动触头向b端移动时 滑动变阻器接入电路中的电阻怎样变化 电路中的总电阻怎样变化 答案 滑动变阻器接入电路的电阻变小 电路中的总电阻也变小 2 当电路中总电阻变小时 总电流和路端电压如何变化 答案 电路中总电阻变小时 总电流变大 路端电压减小 b 规律方法动态分析的基本方法 1 程序法 滑动变阻器的变化 总电阻 总电流 路端电压 各支路电流 电压 研究定值电阻用直接法 研究变化的电路 或电阻 用间接法 2 结论法 找出所分析的电阻 电表与变化的电阻的连接关系 用 串反并同 规律直接确定其电流 电压甚至功率的变化 教师备用 变式 例1中 若开始时r2的滑动触点在b端 合上开关s后 滑动触点向a端移动 则三个电表示数的变化情况是 c 例1 1 多选 在如图所示的电路中 闭合开关s a b c三只灯均正常发光 当可变电阻r 的滑动触头上移时 对a b c三灯亮度的变化 下列叙述正确的是 a a灯变亮b b灯变亮c c灯变亮d 三灯均变暗 解析 滑动触头上移 r 接入电路的阻值变大 r总增大 i总 e r总减小 u内 i总r减小 u外 e u内增大 a灯变亮 b灯与r并联阻值不变 ub变小 b灯变暗 u外 ub uc 故uc变大 c灯变亮 选项a c正确 ac ac ac 思维导图 解析 当r2 r1 r时 r2上获得最大功率 选项a正确 由p1 i2r1可知 当r2 0时 电路中电流最大 r1上获得最大功率 选项b错误 c正确 当r1 r2 r时 电源的输出功率最大 选项d错误 2 若研究的是变化的电阻的最大功率 应用间接法解决 即等效电源法 只留下该变化的电阻 将其余的定值电阻与电源内阻一起全部看做新电源的内阻 当外电阻等于该内电阻时 新电源的输出功率最大 即该变化的电阻消耗的功率最大 教师备用 例2 1 如图所示 电路中e 3v r 0 5 r0 1 5 变阻器r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 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 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低 因此电容器两板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 电容器两板间的电压与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 如图中电源电动势e 10v 内阻可忽略 r1 4 r2 6 c 30 f 求 1 s闭合后 电路稳定时通过r1的电流的大小 思维导图 答案 1 1a 2 s原来闭合 然后断开 求这个过程中流过r1的总电荷量 答案 2 1 2 10 4c 规律方法直流电路中的电容器 1 电路稳定后 电容器在电路中就相当于断路 2 电路稳定后 电容器所在支路无电流 所以其两端的电压就是所在支路两端的电压 3 电路的电压 电流变化时 会引起电容器的充放电 进而引起内部电场的变化 教师备用 例3 1 如图所示 电源电动势e 10v c1 c2 30 f r1 4 0 r2 6 0 电源内阻可忽略 先闭合开关s 待电路稳定后 再将s断开 求断开s后流过电阻r1的电荷量 答案 4 2 10 4c 四 电路故障分析用电压表检查故障 1 断路故障判断 用电压表与电源并联 若有示数 再逐段与电路并联 若电压表指针偏转 则说明该段电路中有断点 2 短路故障判断 用电压表与电源并联 若有示数 再逐段与电路并联 若电压表示数为零 则说明该段电路被短路 例4 用电压表检查如图所示电路的故障 测得uad 5 0v ucd 0v uab 5 0v 则此故障可能是 a l断路b r断路c r 断路d s断路 解析 由于uad uab 5 0v 所以ubd 0v 则l r 和s不可能断路 故a c d错误 设外电路b到d的电阻为rbd 由ubd irbd 0可以推断出i 0或rbd 0 所以故障可能是r断路或r 和l同时短路 故选项b正确 b 教师备用 例4 1 2016邢台一中月考 如图所示的电路中 灯泡a和灯泡b原来都是正常发光的 现在突然灯泡a比原来变暗了些 灯泡b比原来变亮了些 但没有烧毁 则电路中出现的故障可能是 a 电阻器r1短路b 电阻器r2断路c 电阻器r3断路d 电阻器r1 r2同时短路 解析 若r1短路 外电阻减小 路端电压u减小 干路电流i增大 r3电流i3减小 则通过a的电流ia i i3增大 ua增大 a灯变亮 b灯电压ub u ua 则ub减小 b灯变暗 不符合题意 故选项a错误 r2断路 外电阻增大 路端电压u增大 干路电流i减小 r3电流i3增大 则通过a灯的电流ia i i3减小 a灯变暗 b灯电压ub u ia ra r1 增大 b灯变亮 符合题意 故选项b正确 若电阻器r3断路 则电路的总电阻变大 总电流减小 灯a b上的电流均减小 两灯均变暗 选项c错误 若电阻器r1 r2同时短路 则b灯会因被短路而熄灭 故选项d错误 b 达标测评随堂演练 检测效果 1 2016荆州中学月考 在如图所示电路中灯泡a b均不亮 但电路中只有一处断开 现用电压表测得uab 0 uac 6v ubd 6v ucd 0 则可分析出 a b灯断路b a灯断路c r断路d 电源断路 c 解析 测得uab 0 ubd 6v 说明a b之外有断路 故选项b错误 测得uac 6v 说明电压表之外没有断路 即b灯没有断路 故选项a错误 测得ucd 0 则说明电压表之外有断路 而电压表之外只有a灯泡和电阻r 故只有电阻r断路 所以选项c正确 d错误 2 如图所示 a为电源的u i图线 b为电阻r的u i图线 用该电源和电阻组成闭合电路时 电源的输出功率和效率分别是 a 4w 33 3 b 2w 33 3 c 4w 66 7 d 2w 66 7 c 3 2016邢台一中月考 在如图所示的电路中 当闭合开关s后 若将滑动变阻器的滑片p向下调节 则以下判断正确的是 a 灯l1变暗 电流表的示数增大b 灯l2变暗 电流表的示