动态电路分析

动态电路问题探究学习目标1.熟练掌握常见的动态电路的分析和计算。2.掌握常见的光敏电阻、热敏电阻的计算方法。动态电路问题探究重点难点电路的定性分析和定量计算动态电路问题探究学习内容一1.滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化；2.串、并联电路中开关的断开或闭合引起的变化。动态电路问题探究回顾串联电路和并联电路电路名称串联电路并联电路电路图电流关系电压关系电阻关系欧姆定律21111RRRU=IRIURRUII=I1+I2I=I1=I2U=U1+U2R=R1+R2U=U1=U2动态电路问题探究自学检测1．串联电路是分___电路，在串联电路中，导体的电阻越大，它两端的电压越___；并联电路是分__电路，在并联电路中，导体的电阻越大，通过它的电流越___。2．在串联电路中，当只有其中一个电阻的阻值变大时，电路的总电阻将____，总电流将____；在并联电路中，当只有其中一个电阻的阻值变大时，它的总电阻将____，总电流将____。3．由公式I=U/R可知，当电压一定时，电阻越大，通过它的电流就越___；由公式U=IR可知，通过电阻的电流越大，它两端的电压也越____。压大流小变大变小变大变小小大动态电路问题探究自学检测4.在看电路图的时候，应该采用何种方式来弄清电路的连接情况？1将电流表看成导线，电压表看成断开的，先弄清电路是串联还是并联的；2在串联电路中，所有的电流表的数值都是一样的；在并联电路中，电流表串联在哪一条支路就测这条支路的电流，或者，有哪些用电器的电流流过这个电流表，那么这个电流表就测这些用电器的总电流；电流表如果接在干路上，则测电路中所有用电器的总电流。3在串联电路中，电压表并在哪个用电器的两端，就测这个用电器的电压，如果并在N个用电器的两端就测这些用电器的总电压；在纯并联电路中，电压表总是测电源电压。动态电路问题探究1.观察图一，想一想：在滑动变阻器的滑片从左到右滑动的过程中，电流表与电压表的示数会怎样变化？电流表的示数变大，电压表的示数变大。2.为什么会发生这种变化？因为这是一个串联电路，在滑片从左到右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中的总电阻变小，而电源电压不变，所以电流会变大。R1的阻值不变，但流过它的电流变大，所在电压表的示数也会变大。合作探究动态电路问题探究合作探究3.如图二电路中，电源电压不变。当滑片P向右移动时，电流表A1、A2和电压表V的读数将如何变化？电流表A1读数不变；电流表A2读数变小；电压表V的读数不变。动态电路问题探究合作探究这是一个并联电路，A1测R1所在支路电流，A2测干路电流。因为纯并联电路只有一个电压值，所以，电压表读数保持不变。当滑片P向右移动时，R2电阻增大，所以，总电阻增大，根据欧姆定律，总电流将变小，所以，A2读数变小。又因为并联电路各支路的电流互不影响，A1和R1在另一支路，所以，A1读数不变。4.为什么会发生这种变化？电流表A1读数不变；电流表A2读数变小；电压表V的读数不变。动态电路问题探究合作探究5.讨论：在如图三所示的电路中，电源电压不变。将开关K闭合，则电流表和电压表的示数将发生怎样的变化？为什么会发生这种变化？电流表的示数变大，电压表的示数变大。K闭合前，R1R2串联，电压表测R1两端电压，K闭合后，R2被短路，电压表测电源电压，所以电压表示数变大。此时电路中的总阻变小，所以电流表的示数也会变大。动态电路问题探究合作探究6.在图四中，当开关K断开时，电流表和电压表的示数怎样改变，为什么会发生这种改变？电压表的示数不变，电流表的示数变小。这是一个并联电路，K无论是闭合还是断开，电压表都测电源电压，所以示数不变，K断开后，电流表所在的支路断路，无电流流过，所以示数变小。动态电路问题探究精讲点拔在连有滑动变阻器的电路图中，要先弄清电路的串并联，再根据串并联电路的电流、电压、电阻之间的关系和欧姆定律来分析电路中各个数值的改变。动态电路问题探究专题小结动态电路的解题技巧1.电流表可视为导线，电压表可看作断路。3.元件断路或短路时可去掉。5.串联电路一般先分析电流，并联电路一般先分析电压。2.多个仪表时，一个一个单独分析。4.同一根导线各处接线效果等同。动态电路问题探究即时练习1.如图五所示电路中，电源电压不变。当滑片P向左移动时，电流表A和电压表V的读数将如何变化？电压表V读数不变，电流表A读数变大动态电路问题探究即时练习2.如图六所示电路中，电源电压不变。当滑片P向左移动时，电流表A和电压表V的读数将如何变化？电压表V读数变小，电流表A读数不变。动态电路问题探究即时练习3.在如图七所示的电路中，电源电压不变。当开关K断开时，电阻R1与R2是串联的。开关K闭合时，电压表的示数将变大。动态电路问题探究即时练习4.在图八所示电路中，电源电压不变。灯泡L1和灯泡L2是并联连接的。当开关K断开时，电压表的示数将变小；电流表A1的示数将变小。动态电路问题探究学习内容二动态电路的计算动态电路问题探究学习指导回顾欧姆定律的公式以及其变形式动态电路问题探究自学检测1.欧姆定律的公式：I=____、U=___、R=_____。2.串、并联电路中的电流、电阻、电压之间的关系：串联电路中的电流关系是：I=______电压关系是U总=________电阻之间的关系R总=________。并联电路中的电流关系是：I总＝_____电压关系是U总＝_______电阻之间的关系1/R总＝__________。动态电路问题探究合作探究示例1.如图九所示电路中，滑动变阻器的阻值变化范围是0～20欧，电源电压为4.5伏．当电流表的示数是0.5A时，电压表的示数是2V．已知电流表的量程是0～0.6A，电压表的量程是0～3V．为了不损坏两个电表，求滑动变阻器可连入电路的阻值范围．图九动态电路问题探究合作探究分析：1.电路中所允许通过的最大电流值取决于什么？电路中电流值最大是什么时候？电路中所允许通过的最大电流值取决于电流表的量程最大值即0.6A，此时电路中的总电阻是最小值，即滑动变阻器接入电路中的最小阻值。则R总＝U/I最大＝4.5V/.06A＝7.5Ω2.这是一个什么电路？总电阻与分电阻有什么样的关系？这是一个串联电路，R总=RP+R0动态电路问题探究合作探究3.怎样求出R0？R0＝U0/I0＝2V/0.5A＝4Ω则滑动变阻器的最小值为RP＝R总－R0＝7.5Ω－4Ω＝3.5Ω4.想一想：滑动变阻器的最大值取决于什么，应该怎样求出？请解答。动态电路问题探究合作探究示例二：导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间．其电阻受温度影响较大。如图十甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像．动态电路问题探究合作探究根据这种半导体材料电阻的特性，小星和他的同学设计了一个电路（如图十乙）．可以测定某一空间的温度，使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表（0－0．6A）．开关，定值电阻R0（10Ω）、导线若干。动态电路问题探究合作探究（1）当环境温度为20℃时．电流表的读数为0．2A，求电源的电压。（2）电流表的读数为0．4A时，当时环境温度是多少？分析：1.这是什么电路，要求电源电压要知道哪些条件？怎样得到这些已知条件？这是串联电路，要求电源电压要知道对应温度下的电流值和总电阻。由图像可以知道当温度为20℃时，热敏电阻对应的阻值为50Ω，则总电阻为R总＝50Ω+10Ω=60Ω.电源电压U总＝R总I1＝60Ω×0．2A＝12V动态电路问题探究合作探究2.环境温度根据什么来求？请写出解答过程由题意可以知道，环境温度可以根据热敏电阻的阻值来求。所以要先求出电流为0.4A时热敏电阻的阻值，再根据图像得出环境温度。当I2=0.4A时，电路中的总电阻R总＝U总/I2＝12V/0.4A＝30Ω热敏电阻的阻值R=R总－R1＝30Ω－10Ω＝20Ω由图像可知道此时环境温度为40℃。动态电路问题探究展示交流请同学板演，写出计算过程。动态电路问题探究精讲点拔在解答电学计算题时候，要先弄清电路的连接情况，再根据题意求解。动态电路问题探究即时练习1.如图11所示，电源电压为12V，且保持不变，电阻R1=20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，则当滑动片P在滑动变阻器上滑动时，电流表、电压表上示数变化的最大范围分别是多少？图11动态电路问题探究即时练习2.热敏电阻应用非常广泛，可以制成温度传感器，如图12甲所示。图中电源电压6V，定值电阻R0为100Ω，Q为温度仪表，其允许通过的最大电压为3V，温度传感器其阻值随室内温度的改变而改变，如图12乙所示。动态电路问题探究即时练习试问：（1）图甲中温度仪表Q应用什么电表改装？（2）当温度传感器R的电阻为200Ω时，室内温度是多少？（3）图甲电路正常工作时，最高可以测的温度是多少？