【创新设计】2014-2015学年鲁科版物理选修3-1课件：第4章 第2讲 习题课闭合电路的分析与计算

1、高中物理高中物理选修选修3-1鲁科版鲁科版第四章第四章 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律和逻辑电路和逻辑电路第第2讲讲 习题课习题课 闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算目标定位目标定位闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算会用闭合电路欧姆定律分析动态电路会用闭合电路欧姆定律分析动态电路 知道电路中闭合电路的功率关系，会计算闭合电知道电路中闭合电路的功率关系，会计算闭合电路的功率路的功率 会利用闭合电路的欧姆定律进行含电容器电路的会利用闭合电路的欧姆定律进行含电容器电路的分析与计算分析与计算 123目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习预习导学预习导学1. 内电

2、阻内电阻 外电路外电路2.（1）正比）正比 反比反比（2）内、外）内、外 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义一、一、闭合电路的动态分析闭合电路的动态分析 1解决闭合电路动态变化问题，应按照局部解决闭合电路动态变化问题，应按照局部整体整体局部的局部的 程序进行分析程序进行分析 2基本思路：电路结构的变化基本思路：电路结构的变化 R的变化的变化 (1)对于固定不变的部分，一般按照欧姆定律直接判断；对于固定不变的部分，一般按照欧姆定律直接判断； R总总的变化的变化 I总总的变化的变化 U内内的变化的变化 U外外的变

3、化的变化 固定支路固定支路 并联分流并联分流I 串联分压串联分压U 变化支路变化支路(2)对于变化的部分，一般应根据分压或分流间接判断对于变化的部分，一般应根据分压或分流间接判断 (3)涉及变阻器滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动涉及变阻器滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动 端分别滑至两个极端去讨论端分别滑至两个极端去讨论 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义例例1 如图所示电路，电源内阻如图所示电路，电源内阻不可忽略开关不可忽略开关S闭合后，在闭合后，在变阻器变阻器R0的滑动端向下滑动的的滑动端向

4、下滑动的过程中过程中()A电压表与电流表的示数都电压表与电流表的示数都 减小减小B电压表与电流表的示数都电压表与电流表的示数都 增大增大C电压表的示数增大，电流电压表的示数增大，电流 表的示数减小表的示数减小D电压表的示数减小，电流电压表的示数减小，电流 表的示数增大表的示数增大 R总总=EIRrI总总=UIr内U内U E U内内UUU1U2 U1IR1 U2 222UIRI2A 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义例例1 如图所示电路，电源内阻如图所示电路，电源内阻不可忽略开关不可忽略开关S闭合后，在闭合后，

5、在变阻器变阻器R0的滑动端向下滑动的的滑动端向下滑动的过程中过程中()A电压表与电流表的示数都电压表与电流表的示数都 减小减小B电压表与电流表的示数都电压表与电流表的示数都 增大增大C电压表的示数增大，电流电压表的示数增大，电流 表的示数减小表的示数减小D电压表的示数减小，电流电压表的示数减小，电流 表的示数增大表的示数增大 A 借题发挥借题发挥闭合电路中由于局部电阻变化闭合电路中由于局部电阻变化( (或开关的通断或开关的通断) )引起各部分电引起各部分电压、电流压、电流( (或灯泡明暗或灯泡明暗) )发生变发生变化的问题的分析方法如下：化的问题的分析方法如下： R局局 增大增大 减小减小 R

6、总总 增大增大 减小减小 I总总 减小减小 增大增大 U端端 增大增大 减小减小 I分分 U分分 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义电源内耗功率：电源内耗功率：P内内U内内II2r； 二、二、闭合电路的功率和效率闭合电路的功率和效率 电源输出功率：电源输出功率：P出出U外外I. 2对于纯电阻电路，电源的输出功率：对于纯电阻电路，电源的输出功率： 1电源的总功率：电源的总功率：P总总EI； 当当Rr时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为电源输出功率随外电阻变化曲线如图所

7、示电源输出功率随外电阻变化曲线如图所示 24EPr2222()()4EEPI RRRrRrrR出目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义指电源的输出功率与电源的总功率之比，指电源的输出功率与电源的总功率之比， 二、二、闭合电路的功率闭合电路的功率 即即P出出/P总总IU/IEU/E. 对于纯电阻电路，电源的效率：对于纯电阻电路，电源的效率： 3电源的效率：电源的效率： 所以当所以当R增大时，效率增大时，效率提高提高 当当Rr(电源有最大输出功率电源有最大输出功率)时，效率仅为时，效率仅为50%，效，效率并不高率并不

8、高 221()1I RRrIRrRrR目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义例例2 如图如图所示，电路中所示，电路中E3 V，r0.5 ，R01.5 ，变阻，变阻器的最大阻值器的最大阻值R10 .(1)在变阻器的阻值在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？大为多大？(2)在变阻器的阻值在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？上消耗的功率最大？最大为多大？最大为多大？ 2PI R2UPRor均变化均变化外电外电阻阻等效成等效

9、成内阻内阻解析解析 (1)当当RrR02 时，时，R消耗功率最大消耗功率最大 223 W449 W28mEPR(2)为定为定值值20PI R由当当Imax时，时，Pmax 22m02203=1.5 W=+1.27 5+ 5W.80EPRR r目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义例例2 如图如图所示，电路中所示，电路中E3 V，r0.5 ，R01.5 ，变阻，变阻器的最大阻值器的最大阻值R10 .(1)在变阻器的阻值在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？

10、大为多大？(2)在变阻器的阻值在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？上消耗的功率最大？最大为多大？最大为多大？ 2PI R2UPRor均变化均变化借题发挥借题发挥在解答第二问时，有些同学又会用第一问的方法来求解，把在解答第二问时，有些同学又会用第一问的方法来求解，把R归为内阻，调节归为内阻，调节R使内阻使内阻RrR0，这样使用是错误的，这样使用是错误的 因为因为R0是定值电阻，由是定值电阻，由PI2R0知，只要电流最大，知，只要电流最大，P就最大就最大 在研究电阻在研究电阻R上消耗的最大功率时，应注意区分上消耗的最大功率时，应注意区分“可变与定值可变与定值”

11、这两种情况，两种情况中求解的思路和方法是不相同的这两种情况，两种情况中求解的思路和方法是不相同的 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义三、含电容器电路的分析与计算三、含电容器电路的分析与计算 3当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时， 由于电容器所在支路无电流通过，在此支路的电阻两端由于电容器所在支路无电流通过，在此支路的电阻两端电压为零；电压为零； 1在分析电路的特点时，把电容器支路看成断路，即去掉在分析电路的特点时，把电容器支路看成断路，即去掉 该支路该支路,

12、简化后若要分析电容器所带电荷量时简化后若要分析电容器所带电荷量时,可在相应的可在相应的 位置补上；位置补上； 2确定电容器和哪部分电路并联，该部分电路两端电压即电确定电容器和哪部分电路并联，该部分电路两端电压即电 容器两端电压；容器两端电压； 此电路两端电压即电容器两端电压，而与电容器串联的电此电路两端电压即电容器两端电压，而与电容器串联的电阻可看成导线阻可看成导线 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义例例3 如图所示，电源电动势如图所示，电源电动势E10V，内阻可忽略，内阻可忽略，R14 ，R26 ，C30

13、F，求，求(1)S闭合后，稳定时通过闭合后，稳定时通过R1的的 电流；电流；(2)S原来闭合，然后断开原来闭合，然后断开,这个这个 过程中流过过程中流过R1的总电荷量的总电荷量 解析解析(1) 串串联联电电路路112= =+1 AEIIRR根据串联电路电流特点根据串联电路电流特点 (2)UCU2IR26 V 储存的电荷量储存的电荷量Q1CUC 断断路路UCE 储存的电荷量储存的电荷量Q1CUC QQQCUCCUC 1.2104 C Q目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义例例3 如图所示，电源电动势如图所示，电源

14、电动势E10V，内阻可忽略，内阻可忽略，R14 ，R26 ，C30 F，求，求(1)S闭合后，稳定时通过闭合后，稳定时通过R1的的 电流；电流；(2)S原来闭合，然后断开原来闭合，然后断开,这个这个 过程中流过过程中流过R1的总电荷量的总电荷量 串串联联电电路路断断路路Q目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算借题发挥借题发挥 (1)首先确定电路的连接关系及首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联电容器和哪部分电路并联 (2)根据欧姆定律求并联部分的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电压即为电容器两极板间的电

15、压压 (3)最后根据公式最后根据公式QCU或或QCU，求电荷量及其变化量，求电荷量及其变化量 课堂讲义课堂讲义四、电路故障分析四、电路故障分析 用电压表检查故障：用电压表检查故障： 用电压表与电源并联，若有用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与电路并联示数，再逐段与电路并联 若电压表指针偏转，则说明该若电压表指针偏转，则说明该段电路中有断点段电路中有断点目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算课堂讲义课堂讲义例例4 用电压表检查如图所示用电压表检查如图所示电路的故障，测得电路的故障，测得Uad5.0 V，Ucd0 V，Uab5.0

16、 V，则此，则此故障可能是故障可能是()AL断路断路 BR断路断路CR断路断路 DS断路断路 与电源连接良好与电源连接良好L、 R与电源接触与电源接触良好良好有故障有故障B 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算对点练习对点练习 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算1在如图所示的电路中，电在如图所示的电路中，电源的电动势为源的电动势为E，内阻为，内阻为r，平，平行板电容器行板电容器C的两金属板水平放的两金属板水平放置，置，R1和和R2为定值电阻，为定值电阻，P为

17、滑为滑动变阻器动变阻器R的滑动触头，的滑动触头，G为灵为灵敏电流表，敏电流表，A为理想电流表开为理想电流表开关关S闭合后，闭合后，C的两板间恰好有的两板间恰好有一质量为一质量为m、电荷量为、电荷量为q的油滴的油滴处于静止状态，在处于静止状态，在P向上移动的向上移动的过程中，下列说法正确的是过程中，下列说法正确的是()AA表的示数变大表的示数变大B油滴向上加速运动油滴向上加速运动CG中有中有ab的电流的电流D电源的输出功率一定变大电源的输出功率一定变大 R总总=EIRrI总总=UIr内U内U = E U内内UUU1U并并 U1IR1 U并并 qUFd并mgqEQCU并22()4EPRrrR无法比

18、较外电阻与内无法比较外电阻与内阻的关系，阻的关系，P不确定不确定B 对点练习对点练习2如图如图所示，直线所示，直线A为电源的为电源的UI图线，直线图线，直线B为电阻为电阻R的的UI图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效图线，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率分别是()A4 W， B2 W， C4 W， D2 W， 13132323电动势两者串联P出出UI4 W P总总EI6 W 3=2UEC目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析与计算对点练习对点练习 3.如图如图所示，所示，R是光敏电阻，当它受到的光是光敏电阻，当它受到的光照强度增大时照强度增大时()A灯泡灯泡L变暗变暗B光敏电阻光敏电阻R上的电压增大上的电压增大C电压表电压表V的读数减小的读数减小 D电容器电容器C的带电荷量增大的带电荷量增大 光照强度增大，R变小串联电路IL变亮变亮LRUE I r R （+ ）URVU E Ir UVQCUCD 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的分析与计算闭合电路的分析