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

高中物理·选修3-1·鲁科版第四章闭合电路欧姆定律和逻辑电路第2讲习题课闭合电路的分析与计算目标定位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．知道电路中闭合电路的功率关系，会计算闭合电路的功率．会利用闭合电路的欧姆定律进行含电容器电路的分析与计算．123目标定位预习导学课堂讲义对点练习预习导学1.内电阻外电路2.（1）正比反比（2）内、外目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义一、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→整体→局部的程序进行分析2．基本思路：电路结构的变化→R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；→R总的变化→I总的变化→U内的变化→U外的变化→固定支路并联分流I串联分压U→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．(3)涉及变阻器滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义例1如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大R总=EIRrI总=UIr内U内U＝E－U内UU＝U1＋U2U1＝IR1U2222UIRI2A目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义例1如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大A借题发挥闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题的分析方法如下：R局增大减小R总增大减小I总减小增大U端增大减小I分U分目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义电源内耗功率：P内＝U内I＝I2r；二、闭合电路的功率和效率电源输出功率：P出＝U外I.2．对于纯电阻电路，电源的输出功率：1．电源的总功率：P总＝EI；当R＝r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示．24EPr2222[]()()4EEPIRRRrRrrR出目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义指电源的输出功率与电源的总功率之比，二、闭合电路的功率即η＝P出/P总＝IU/IE＝U/E.对于纯电阻电路，电源的效率：3．电源的效率：所以当R增大时，效率η提高．当R＝r(电源有最大输出功率)时，效率仅为50%，效率并不高．221()1IRRrIRrRrR目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义例2如图所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值R＝10Ω.(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？2PIR2UPRor均变化外电阻等效成内阻解析(1)当R＝r＋R0＝2Ω时，R消耗功率最大223W449W28mEPR(2)为定值20PIR由当Imax时，Pmax22m02203==1.5W=+1.275+5W.80EPRRr目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义例2如图所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值R＝10Ω.(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？2PIR2UPRor均变化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R归为内阻，调节R使内阻R＋r＝R0，这样使用是错误的．因为R0是定值电阻，由P＝I2R0知，只要电流最大，P就最大．在研究电阻R上消耗的最大功率时，应注意区分“可变与定值”这两种情况，两种情况中求解的思路和方法是不相同的．目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义三、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，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；1．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,简化后若要分析电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上；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阻可看成导线．目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义例3如图所示，电源电动势E＝10V，内阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求(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)串联电路112===+1AEIIRR根据串联电路电流特点(2)UC＝U2＝I·R2＝6V储存的电荷量Q1＝C·UC断路UC′＝E储存的电荷量Q1′＝C·UC′ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC＝1.2×10－4CΔQ目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义例3如图所示，电源电动势E＝10V，内阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求(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．串联电路断路ΔQ目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算借题发挥(1)首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联．(2)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压．(3)最后根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量．课堂讲义四、电路故障分析用电压表检查故障：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．目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算课堂讲义例4用电压表检查如图所示电路的故障，测得Uad＝5.0V，Ucd＝0V，Uab＝5.0V，则此故障可能是()A．L断路B．R断路C．R′断路D．S断路与电源连接良好L、R′与电源接触良好有故障B目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算对点练习闭合电路的动态分析目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算1．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表．开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，在P向上移动的过程中，下列说法正确的是()A．A表的示数变大B．油滴向上加速运动C．G中有a→b的电流D．电源的输出功率一定变大R总=EIRrI总=UIr内U内U=E－U内UU＝U1＋U并U1＝IR1U并qUFd并mgqEQCU并22()4EPRrrR无法比较外电阻与内阻的关系，P不确定B对点练习闭合电路中的功率2．如图所示，直线A为电源的U—I图线，直线B为电阻R的U—I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()A．4W，B．2W，C．4W，D．2W，13132323电动势两者串联P出＝UI＝4WP总＝EI＝6W3==2UEC目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算对点练习含容电路分析3.如图所示，R是光敏电阻，当它受到的光照强度增大时()A．灯泡L变暗B．光敏电阻R上的电压增大C．电压表V的读数减小D．电容器C的带电荷量增大光照强度增大，R变小串联电路IL变亮LRUEIrR（+）URVUEIrUVQCUCD目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算对点练习4．如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，在两灯突然熄灭后，用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压高，故障的原因可能是(假设电路中仅有一处故障)()A．a、c间断路B．c、d间断路C．b、d间断路D．b、d间短路串联电路两灯仍发光c、d间电压为零c、d间电压为零B目标定位预习导学课堂讲义对点练习闭合电路的分析与计算电路故障分析再见