【金识源】2015年粤教版选修3-1物理课件：第2章-电路《闭合电路欧姆定律的应用 电功率》

高中物理·选修3-1·粤教版第二章电路学案9习题课：闭合电路欧姆定律的应用电功率知识储备学习探究自我检测1.(1)纯电阻(2)纯电阻(3)U内任何2.UItUI3.I2RtI2R4.内能5.电动机6.U内I知识储备学习探究自我检测一、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(单选)在如图所示的电路中，R1、R2和R3皆为定值电阻，R4为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R4的滑动触头向图中a端移动时()A．I变大，U变小B．I变大，U变大C．I变小，U变大D．I变小，U变小R4↓I总↑，U路↓部分整体U路部分U2=U路↓﹣I总↑（R1+R3）故U2↓I2I2↓D知识储备学习探究自我检测针对训练1(单选)如图所示的电路，闭合电键S，待电路中的电流稳定后,减小R的阻值．则()A．电流表的示数减小B．电压表的示数减小C．电阻R2两端的电压减小D．路端电压增大R↓I干U1R总↓I干↑，U外↓U1=U外↓－I干↑R2故U1↓B知识储备学习探究自我检测二、闭合电路的功率1.电源的总功率：P总＝EI；电源内电阻消耗的功率P内＝U内I＝I2r；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P出＝I2R＝[E/(R＋r)]2R＝E2R－r2R＋4r，当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝E24r.电源输出功率随外电阻变化曲线如图所示.知识储备学习探究自我检测3.电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，即η＝P出/P总＝IU/IE＝U/E.对于纯电阻电路，电源的效率η＝I2RI2R＋r＝RR＋r＝1/(1＋rR)，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.知识储备学习探究自我检测例2如图所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器R的最大阻值为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？r+R0知识储备学习探究自我检测P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、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.知识储备学习探究自我检测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.知识储备学习探究自我检测例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.(2)S闭合时，UC＝U2＝I·R2＝6V，Q＝C·UC断开后，UC′＝E，Q′＝C·UC′流过R1的电荷量ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC＝1.2×10－4C与电容器串联相当于导线知识储备学习探究自我检测知识储备学习探究自我检测针对训练2如图所示电路中，电源电动势E＝9V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝6Ω，R2＝10Ω，R3＝6Ω，电容器的电容C＝10μF.(1)保持开关S1、S2闭合，求电容器所带的电荷量.(2)保持开关S1闭合，将开关S2断开，求断开开关S2后流过电阻R2的电荷量.解析保持开关S1、S2闭合，则电容器两端的电压UC＝UR1＝ER1＋R2＋rR1＝96＋10＋2×6V＝3V.电容器所带的电荷量为Q＝CUC＝10×10－6×3C＝3×10－5C.知识储备学习探究自我检测针对训练2如图所示电路中，电源电动势E＝9V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝6Ω，R2＝10Ω，R3＝6Ω，电容器的电容C＝10μF.(1)保持开关S1、S2闭合，求电容器所带的电荷量.(2)保持开关S1闭合，将开关S2断开，求断开开关S2后流过电阻R2的电荷量.(2)保持开关S1闭合，将开关S2断开后，电路稳定时电容器两端的电压等于电源电动势，此时电容器上的电荷量Q′＝CE＝10×10－6×9C＝9×10－5C，而流过R2的电荷量等于电容器C上电荷量的增加量QR2＝ΔQ＝Q′－Q＝9×10－5C－3×10－5C＝6×10－5C.答案(1)3×10－5C(2)6×10－5C1．(闭合电路的动态分析)(单选)在如图所示电路中,当滑动变阻器滑片P向下移动时，则()A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮C与R串联，A与R间接串联根据串反并同判断R↓B与R间接并联C、A变亮B变暗知识储备学习探究自我检测D2.(含电容器电路的分析与计算)(单选)如图所示,已知C＝6μF,R1＝5Ω，R2＝6Ω，E＝6V，r＝1Ω，电表均为理想电表,开关S原来处于断开状态，下列说法中正确的是()A．开关S闭合瞬间，电流表的读数为0.5AB．开关S闭合瞬间，电压表的读数为5.5VC．开关S闭合后经过一段时间，再将开关S迅速断开，则通过R2的电荷量为1.8×10－5CD．以上说法都不对电容器充电，接近于短路状态U＝IR1＝1×5V＝5VC与R2串联，放电C52121.810CcEQCRrRR知识储备学习探究自我检测3．(闭合电路的功率和效率)(单选)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比,如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线．直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么()A．R接到电源a上，电源的效率较低B．R接到电源b上，电源的输出功率较大C．R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较高D．R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较高E相等交点：UA＞UBC知识储备学习探究自我检测4.(闭合电路的功率)(双选)将阻值为4Ω和10Ω的两个电阻R1、R2分别接在同一电源上,结果R2上消耗的功率P2比R1上消耗的功率P1大，则()A．电源内阻一定小于4ΩB．两电阻串联后接此电源，外电路总功率一定大于只接R2时的功率C．两电阻并联后接此电源，外电路总功率一定小于只接R1时的功率D．只接R1时电源消耗的功率一定大于只接R2时消耗的功率R1R2R1R2R串＞R2R串R并＜R1R并＞知识储备学习探究自我检测