【导与练】2017年高中物理第2章恒定电流习题课五闭合电路欧姆定律的应用.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=3 V,r=0.5 Ω,R0=1.5 Ω,变阻器R 的最大阻值为10 Ω. (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=10 V,内阻可忽略,R1=4 Ω,R2=6 Ω,C= 30 μF,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)1 A (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)1.2×10-4 C 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=10 V,C1=C2=30 μF,R1=4.0 Ω, R2=6.0 Ω,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:4.2×10-4 C 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