4-3闭合电路欧姆定律.doc

闭合电路欧姆定律（三）学习目标理解闭合电路的内、外电路功率及电源功率的表达式，知道闭合电路中能量的转化。学习重点、难点闭合电路中的能量转化、电源的最大输出功率及电源的效率一、功率计算自主探索右图所示，某闭合电路，外电路有一电阻R，电源是一节电池，电源电动势为E，内阻为r。 思考与讨论：（1）合上开关S，在时间t内，电源的总功率是多大？（2）在时间t内，电源的输出功率又是多大？（3）在时间t内，电源的效率是多少？（4）尝试推导电源的最大输出功率与外电路电阻的关系。（5）尝试画出输出功率P出与外电阻R外之间的关系图象。 说明：若外电路是纯电阻电路，部分欧姆定律适用：P=I2R=U外2/R，电源的输出功率P外=U外I=I2R=U外2/R，同样能量守恒的方程也就有：EI=U外I+I2r或EI=I2R+I2r，或EI=U外2/R+I2r。若外电路是非纯电阻电路，能量守恒方程只有：EI=IU外+I2r。课堂实例例1如图所示，R 为电阻箱，为理想电压表当电阻箱读数为 R1=2时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5时，电压表读数为U2=5V。求：电源的电动势 E 和内阻 r 。当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值为多少？例2.右图所示，直线A为电源的UI图线，直线B为电阻R的UI图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是多大？电源的效率为多大？例3右图所示的电路中，电源的电动势E=5V， r=4，R=90，R0为可变电阻，在R0由0增大到400的过程中，求：可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大值。电源的内阻r和固定电阻R上消耗的最小功率之和。巩固练习1右图所示,电阻R1=8，电动机绕组电阻R0=2，当开关S断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88 W；当开关S闭合时，电阻R1消耗的电功率是2 W。若电源的电动势为6 V，求开关S闭合时，电动机输出的机械功率。R1R2SEr图3巩固练习2如图3所示，已知电源的内阻r=2，定值电阻R1=0.5，求：（1）当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？（2）当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电源的输出功率最大？（3）当滑动变阻器R2的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？ 二、电路的动态分析从练习题中发现当电路中任何一部分发生变化时，将会引起电路中各处的电流和电压随之发生变化，可谓“牵一发，而动全身”，那么在判断此类问题时是否我们有什么规律可循呢？总体思路：局部整体局部方法一：口诀“总电阻、总电流、内电压、外电压，由固定到变化”说明:口诀之含义是，先判断电路中的总电阻如何变化（只要有一个电阻阻值减小（或增大）则总电阻将减小（或增大）；然后根据得出总电流的变化；再根据得出内电压如何变化；再根据知如何变化；在外部电路在依部分电路欧姆定律判断各部分变化情况，在判断时先判断阻值不变的电阻的电压及电流的变化。最后在综合判断改动部分电流和电压。例1：如图所示的电路中，当变阻器R3的滑动触头P向a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，电流表示数变小方法二：“串反、并同”E、rsRBA例1：A灯与B灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是( ) A、A、B灯都变亮 B、A、B灯都变暗 C、A灯变亮，B灯变暗 D、A灯变暗，B灯变亮巩固练习1：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 V2V1L1L2L3PA.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.U1U2巩固练习2在如图甲所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是（ ）A图线a表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况B图线c表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况C此过程中电压表示数的变化量U1和电流表示数变化量I的比值变大D此过程中是压表示数的变化量U3和电流表示数变化量I的比值不变巩固练习3在图4电路中，当滑动变阻器滑动键P向下移动时，则（ ）AA灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 BA灯变亮、B灯变亮、C灯变暗CA灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 DA灯变亮、B灯变暗、C灯变亮巩固练习4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，电流表示数变小巩固练习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，电压表一直减小巩固练习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表的示数减小巩固练习7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、U1U2 D、U1=U2巩固练习8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，