电路的动态分析1

1、第第7 7节节 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律2 2预习检测预习检测1 1闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 rREI2 2路端电压跟负载的关系路端电压跟负载的关系： IrEU（1 1）表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正）表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正 比，跟内、外电路的电阻之和成反比比，跟内、外电路的电阻之和成反比（2 2）表达式）表达式（1 1）路端电压随外电路电阻）路端电压随外电路电阻R R增大而增大增大而增大/00RIE rU端，0RIE 端，U断路断路短路短路（2 2）路端电压）路端电压U U随电流随电流I I变化的图象变化的图象 3、在如图所示的电路中，、在如图所示

2、的电路中，E为电源电动势，为电源电动势，r为电为电源内阻，源内阻，R1和和R3均为定值电阻，均为定值电阻，R2为滑动变阻器。为滑动变阻器。当当R2的滑动触点在的滑动触点在a端时合上开关端时合上开关S，此时三个电表，此时三个电表A1、A2和和V的示数分别为的示数分别为I1、I2和和U。现将。现将R2的滑动的滑动触点向触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是端移动，则三个电表示数的变化情况是 （ ） AI1增大，增大，I2不变，不变，U增大增大 BI1减小，减小，I2增大，增大，U减小减小 CI1增大，增大，I2减小，减小，U增大增大 DI1减小，减小，I2不变，不变，U减小减小SR1R2R3E

3、 rA1A2VabB揭示教学目标并引入新课揭示教学目标并引入新课 1、熟练应用闭合电路欧姆定律解决电路动态变化问题。 2、知道解决电路动态变化问题的两种方法。 3、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。 4、会求解电源(负载）的最大输出（消耗）功率问题。一、一、 动态电路的讨论动态电路的讨论1、问题概述？、问题概述？闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。生变化。2、解决动态电路的基本思路是什么？、解决动态电路的基本思路是什么？基

4、本思路是基本思路是“部分部分整体整体部分部分”。即从阻值变化的。即从阻值变化的的入手，由串并联规律判知的入手，由串并联规律判知R总总的变化情况再由闭合电的变化情况再由闭合电路欧姆定律判知路欧姆定律判知I总总和和U端端的变化情况，最后由部分电路的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况变化情况问题引导下再学习问题引导下再学习（1）确定电路的外电阻）确定电路的外电阻R外总外总如何变化；如何变化； 当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）的总电

5、阻一定增大（或减小） 若电键的闭合使串联的用电器增多，总电阻增大若电键的闭合使串联的用电器增多，总电阻增大;若电键的闭合使并联的支路增多，总电阻减小。若电键的闭合使并联的支路增多，总电阻减小。方法归纳：方法归纳：SR1R2R3E rA1A2VabrREI 外总外总总总（ 2）根据闭合电路欧姆定律）根据闭合电路欧姆定律 确定电路的总电流如何变化；确定电路的总电流如何变化；（3）由）由U内内=I总总r确定电源内电压如何变化；确定电源内电压如何变化；（4）由）由U外外=EU内内确定电源的外电确定电源的外电压压 ( 路端电压路端电压 )如何变化；如何变化；（5）由部分电路欧姆定律确定干路）由部分电路欧

6、姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化；上某定值电阻两端的电压如何变化；（ 6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化（可利用串联电路的电压关系、并联电电流如何变化（可利用串联电路的电压关系、并联电路的电流关系）。路的电流关系）。SR1R2R3E rA1A2Vab2008年高考物理广东卷年高考物理广东卷1、电动势为、电动势为E、内阻为、内阻为r的电源与定值电阻的电源与定值电阻R1、R2及及滑动变阻器滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向器的触头由中点滑向b端时端时, 下列说法正

7、确的是（下列说法正确的是（ ）A电压表和电流表读数都增大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，电流表读数增大电压表读数减小，电流表读数增大rRabR1R2EAVA课堂训练与检测二、总结动态电路的规律二、总结动态电路的规律如下如下“串反并同串反并同” “ “并同并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接：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；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某一电阻

8、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。电流、两端电压、电功率都将减小。 “ “串反串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接：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；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、电功率将增大。的电流、两端电压、电功率将增大。注意注意“串反并同串反并同”法则的应用条件：单变量电路。法则的应用条件：单变量电路。对于多变量引起的电路变化，若各变量对同一对象分对于多变量引起的电路变化，若各变量对同

9、一对象分别引起的效果相同，则该原则的结果成立；若各变量别引起的效果相同，则该原则的结果成立；若各变量对同一对象分别引起的效果相反，则对同一对象分别引起的效果相反，则“串反并同串反并同”法法则不适用。则不适用。 2 2、右图电路中、右图电路中, 设设R1增大，各电阻中的电流和增大，各电阻中的电流和两端电压如何变化？两端电压如何变化？ R1R2R3R4E rI2I1I3I4I解：解：R1增大，总电阻增大；增大，总电阻增大；rREI I 减小；减小；由由U=E-Ir，U增大；增大；因此因此U4、I4增大；增大；由由I3= I-I4， I3、U3减小；减小；由由U2=U-U3，U2、I2增大；增大；由

10、由I1=I3 -I2，I1减小。减小。应用应用“串反并同串反并同”法则分析法则分析同样可得到结果：同样可得到结果：R1增大，增大，R3与与R1串联，电流串联，电流I3、电压、电压U3均减小；均减小；R2、R4与与R1并联，电流并联，电流I2、I4均增大；均增大； 电压电压U2 、U4均增大。均增大。课堂训练与检测课堂训练与检测1、分压器电路总电阻的变化、分压器电路总电阻的变化如图所示分压电路中，滑动变阻器可以视为由两段电如图所示分压电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与电器并联（以下简称并联段），阻构成，其中一段与电器并联（以下简称并联段），另一段与并联部分相串联（以下简称串联段

11、）；设滑另一段与并联部分相串联（以下简称串联段）；设滑动变阻器的总电阻为动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为，灯泡的电阻为R灯灯，与灯泡并，与灯泡并联的那一段电阻为联的那一段电阻为R并并-，则分压器的总电阻为：，则分压器的总电阻为：211并并灯灯并并灯灯并并灯灯并并并并总总RRRRRRRRRRR 由上式可以看出，当由上式可以看出，当R并并减小时，减小时，R总总增大；增大；当当R并并增大时，增大时，R总总减小。减小。由此可以得出结论：由此可以得出结论：分压器总电阻的变化与并联段电分压器总电阻的变化与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化相同。阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化相同。完全达标

12、教学完全达标教学由上式可以看出，当并联的两支路电阻相等时，总电阻由上式可以看出，当并联的两支路电阻相等时，总电阻最大；当并联的两支路电阻相差越大时，总电阻越小。最大；当并联的两支路电阻相差越大时，总电阻越小。完全达标教学完全达标教学2、 3如图所示，电源电动势为如图所示，电源电动势为E，内电阻为，内电阻为r，当滑，当滑动变阻器的触片动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发从右端滑到左端时，发现电压表现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为示数变化的绝对值分别为U1和和U2，下列，下列说法中正确的是说法中正确的是 （ ）A小灯泡小灯泡L1、L2变暗，变暗，L3变亮变亮B小灯泡小灯泡L3变暗，变暗，L

13、1、L2变亮变亮CU1U2DU1=U2V1V2L1L2L3PB完全达标教学完全达标教学由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由于闭合电路中内、外电路的电流相等，内外UUEIUIUEI内外1 1电源提供的功率电源提供的功率: : （电源功率）（电源功率） EIP 总2 2电源的输出功率电源的输出功率: :（外电路得到的功率）（外电路得到的功率） IUP外外3 3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率: : rIIUP2内内三、闭合电路中的功率三、闭合电路中的功率4 4闭合电路中的能量转化闭合电路中的能量转化内外总PPPIUIUEI内外结论结论：电源的效率随外电阻的增大而增大电源的效率随外电阻的增大而

14、增大5.5.电源的工作效率电源的工作效率总出PPEU外对纯电阻电路对纯电阻电路, ,电源的效率为电源的效率为: :)(22rRIRIrRRRr11rr4EPR2M时，当6.6.电源最大输出功率电源最大输出功率RIIUP222)(rRRErRrRE4)(22电源的输出功率最大时，其效率只有50.0RPrPM3.3.电源的电动势和内阻都保持一定，在电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是面说法中正确的是( ( ) ) A A电源的路端电压一定逐渐变小电源的路端电压一定逐渐变小 B B电源的输出功率一定逐渐变小电源的输出功率一定

15、逐渐变小 C C电源内部消耗的功率一定逐渐变大电源内部消耗的功率一定逐渐变大 D D电源的供电效率一定逐渐变小电源的供电效率一定逐渐变小课堂训练与检测4.4.如图所示的电路中如图所示的电路中, ,电源的电动势为电源的电动势为2V,2V,内阻为内阻为0.50.5, R, R0 0为为22, ,变阻器的阻值变阻器的阻值变化范围为变化范围为0-100-10, , 求求: :(1)(1)变阻器阻值多大时变阻器阻值多大时,R,R0 0消耗功率最大消耗功率最大. .(2)(2)变阻器阻值多大时变阻器阻值多大时, ,变阻器消耗的变阻器消耗的功率最大功率最大. .其最大功率为多少其最大功率为多少? ?R0E

16、rR课堂训练与检测 5.对负载为对负载为R的纯电阻电路，当的纯电阻电路，当R=r时，电源输出的最时，电源输出的最大功率大功率(亦即负载获得的最大功率亦即负载获得的最大功率)为为P =2/4r这个命这个命题成立的前提条件是，电源电动势题成立的前提条件是，电源电动势E和内阻和内阻r均为定值，均为定值，外电路负载只有一个可变电阻外电路负载只有一个可变电阻 rr4EPR2M时，当rRrREP4)(22完全达标教学完全达标教学方法归纳：方法归纳：等效电源法等效电源法若电路结构发生了变化，外电路负载不是一若电路结构发生了变化，外电路负载不是一个可变电阻，而是几个串联电阻、并联电个可变电阻，而是几个串联电阻

17、、并联电阻或混联电阻，欲求可变电阻的最大功率，阻或混联电阻，欲求可变电阻的最大功率，可用等效电源法求解，具体解题过程如下：可用等效电源法求解，具体解题过程如下：(1)建立等效电源建立等效电源E0(0，r0)模型模型建模方法：把外电路中的全部定值电阻都纳建模方法：把外电路中的全部定值电阻都纳入电源入电源E(，r)内，把它们当成内，把它们当成E内阻的一部内阻的一部分，跟分，跟E构成电动势为构成电动势为0、内阻为、内阻为r0的等效的等效电源电源 (0，r0)，且使外电路中只保留一个可，且使外电路中只保留一个可变电阻变电阻 (2)求出求出0和和r00的求法：的求法：0等于等于E0外电路断路时的路端电外电路断路时的路端电压当压当E0外电路负载为串联电阻时，外电路负载为串联电阻时，0=r0的求法：的求法：