高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律 5 章末总结导学案 沪科版选修

1、学案5章末总结一、纯电阻电路和非纯电阻电路1.对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，此时有WQ，即UItI2Rt.计算电功或电热时，可采用公式WQUIttPt中的任一形式进行计算.2.对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热.在这种情况下，不能用I2Rt或t来计算电功.根据能量守恒定律可知，在非纯电阻电路中，电能的转化为：电功电热其他形式的能，即UItI2RtE(其他形式的能).例1如图1所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r1 ，电炉电阻R19 ，电解槽电阻r0.5 .当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；

2、S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做不变).试求：图1(1)电源的电动势；(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；(3)S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率.解析(1)设S1闭合、S2断开时电炉功率为P1，电炉中电流I A6 A电源电动势EI(Rr)120 V.(2)设S1、S2都闭合时电炉功率为P2，电炉中电流为I A5 A电源路端电压为UIR519 V95 V，流过电源的电流为I A25 A流过电解槽的电流为IAII20 A.(3)电解槽消耗的电功率PAIAU2095 W1 900 W电解槽中热损耗功率P热Ir2020.5 W200 W电解槽中电

3、能转化成化学能的功率为P化PAP热1 700 W.答案(1)120 V(2)20 A(3)1 700 W二、闭合电路的动态分析动态电路问题的分析思路(1)电路中不论是串联部分还是并联部分，只要有一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻必变大.只要有一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻必变小；(2)根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判定总电流、路端电压的变化；(3)判定固定支路电流、电压的变化；(4)判定变化部分的电流、电压变化，如变化部分是并联回路，那么仍应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化，然后变化电阻部分的电流、电压就能确定了.例2在如图2所示的电路中，E为电源电动势，r为其内阻，L

4、为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表.若将照射R3的光的强度减弱，则()图2A.电压表的示数变大B.小灯泡消耗的功率变小C.通过R2的电流变小D.电源内阻的电压变大解析若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，电源内电压也减小，A、D错误；而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误.答案B三、含电容器电路的分析与计算方法在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、

5、放电电流.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，电容器处电路可看做是断路，简化电路时可去掉它.分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：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3如图3所示，电源电动势E10 V，内阻可

6、忽略，R14 ，R26 ，C30 F，求：图3(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；(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(1)电路稳定时，R1、R2串联，易求I1 A.(2)S闭合时，电容器两端电压UCU2IR26 V，储存的电荷量QCUC.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时UCE，储存的电荷量QCUC.很显然电容器上的电荷量增加了QQQCUCCUC1.2104 C.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.答案(1)1 A(2)1.2104 C1.(闭合电路的动态分析)如图4所示的电路

7、.三只相同的灯泡L1、L2、L3，当滑动变阻器的滑动触点向b端移动时()图4A.L1变亮，L2、L3变暗B.L1、L2变亮，L3变暗C.L1、L3变暗，L2变亮D.L1、L3变亮，L2变暗答案B解析无论是计算出灯的电压还是电流，都可判断灯的亮暗变化.而计算电压还是电流的原则一般为：串联部分分析电流，并联部分分析电压.用灯泡来代替普通电阻，此时现象可通过灯泡的亮暗变化直接表现，电路中就不再需要电表.没有电表的灯泡电路，要计算电压还是电流要靠自已去选择，这就使求解更为灵活.变阻器触点向b端移动，电阻变小，总电阻变小，I1(I1是通过L1的电流)变大，U3变小，I3变小，I2I1I3(I2、I3分别

8、为过L2、L3的电流)，可知I2变大，L2变亮.2.(闭合电路的动态分析)如图5所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光.在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是()图5A.小灯泡L1、L2均变暗B.小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C.电流表的读数变小，电压表的读数变大D.电流表的读数变大，电压表的读数变小答案BC解析滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，故电流表的读数变小，电压表的读数变大，小灯泡L2变暗，小灯泡L2两端的电压减小，小灯泡L1两端电压增

9、大，小灯泡L1变亮，B、C正确.3.(含电容器电路的分析与计算)如图6所示的电路中，电源电动势E6 V，内阻r1 ，电阻R16 ，R25 ，R33 ，电容器的电容C2105 F.若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则()图6A.I0.75 A B.I0.5 AC.q2105 C D.q1105 C答案AD解析开关S闭合时，I0.75 A，选项A对，B错；此时UCU并1.5 V，QCCUC3105 C，若将开关断开，则电容器上所带的电荷量通过R1、R3放掉，因I1I3R3R112，根据qIt可知，通过R1的电荷量qQC1105 C，选项C错，D对.4.(非纯电阻电路的计算)如图7所示的电路中，电源电动势E10 V，内阻r0.5 ，电动机的电阻R01.0 ，电阻R11.5 .电动机正常工作时，电压表的示数U13.0 V，求：图7(1)电源释放的电功率；(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率和效率.答案(1)20 W(2)12 W8 W(3)18 W90%解析(1)电动机正常工作时，总电流为I A2 A，电源释放的电功率为P释EI102 W20 W.(2)电动机两端的电压为UEIrU1(10