“闭路欧律”题型归类分析

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1、“闭合电路的欧姆定律”题型归类分析闭合电路欧姆定律是高屮电学的核心内容，是进行电路分析和计算的主耍依据，也是历年高考的热点.下而通过例题对闭合电路欧姆定律的题型进行归类分析，希望对同学们有所启发.一、电路的动态分析一个闭合电路就是一个整体，当某一局部电路发牛•变化时，会使整个电路的总电阻发生变化，随Z会引起一系列连锁反应：干路中的总电流变化一电源的内电压变化一路端电压变化f各支路的电压及电流变化.这时，可根据串并联电路的特点、闭合电路欧姆定律和部分电路欧姒定律进行分析.例1.如图1所示，当可变电阻Ro的

2、滑动片向右移动时,下列判断正确的是：A.电压表的读数变小B.电流表的读数变小C.电压表的读数增大D.电流表的读数增人分析与解：由图可知，当滑动片P向右移动时，Ro变大，使整个外电路的电肌R变大,根据闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)nJ^I吨路总电流I减小，路端电压U=E-Ir增大，则电压表的读数变人，选项C正确.根据串联电路的特点，R?两端的电压U2=U-IR

3、,因Uf、1丨，则LM，通过电阻R2的电流I2=U/R2变大.根据并联电路的特点,通过Ro的电流1()=1-b，因IJ、I2t,则IoI，电流

4、表的读数变小，选项B正确.故本题的正确选项为B、C.点评：电路动态分析的基木思路是：“部分一整体一部分”，即从某个电阻的变化入手,市串并联规律先判断外电路总电阻的变化情况，然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后山部分电路的欧姆定律判断各支路的电流、电压变化情况.二、功率计算R图21.电源的输出功率：Ph,=IU=IE-I2r于外电路是纯电阻的电路，电源的输出功率:门_r2ne2re2P出=/R=——；电源的输出功率随外电阻的变化关系如图2所示，则:(/?+厂尸(/?-r)2//?+4

5、r£2①当R=I•时，PdJmax=—4r②一个输岀功率(除最大功率外)PX'i应于两个不同的外电阻R

6、和R2,且厂二J&/?2•③当Rr时，Rt-PinI•pR2.电源的效率：n=』xlOO%=xlOO%P,AR+r则Rt-nt,当R=r吋，电源的输出功率最大，但效率仅为50%.例2.如图3所示，已知电源的内阻r=2Q,定值电阻R

7、=0.5Q,求：(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻&消耗的功率最人？_£J-R图3(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电源的输出功

8、率蝕大？(2)当滑动变阻器R?的阻值为多大吋，变阻器消耗的功率最大？分析与解：(1)因为Ri是定值电阻，-其功率Pi=Ii2Ri，所以当R2=0时，Ii最大，则电阻R］的功率Pi最大.(2)当外阻等于内阻时电源的输出功率最大,即Rt+R2=r,R2=r-R

9、=2Q-().5Q=1.5Q时，电源的输出功率最人.(3)将电阻&等效到电源内部，此吋电源的输出功率就等于变阻器R2消耗的功率，等效电源的输出功率最大时，变阻器消耗的功率也最大.即R2=“+匸0.5Q+2Q=2.5Q时，变阻器消耗的功率最大.点评：由

10、R=r时电源输出功率最人的理论处理上述问题时，可将某定值电阻充当电源的内阻來处理.例3•如图4所示，电源的电动势E=24V,内阻r=lQ,电阻R=2Q,M为直流电动机,其电枢电阻宀1Q,电动机正常工作时，英两端所接电压表读数为山二21V,求电动机转变机械能的功率是多大？分析和解：由闭合电路欧姆定律可得：E=Uv+I(R+r),则:E-5R+r24-212+1A=1AHVHnR—厂图4由能量守恒可知电动机输出的机械功率为：Pn=IUv-I2r=(lX21-I2X1)W=2OW点评：含电动机的直流电器，已不

11、再是纯电阻电路，此吋欧姆定律已不适用.电动机在正常工作时，除了少部分电能转化为内能外，人部分电能转化为机械能，这时电功大于电热,求机械功率或其它形式功率要用能的转化和导恒定律解决.三、含有电容器的电路电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路有充电放电电流.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路屮就相当于一个阻值无限人的元件，在电容器处电路可看作是断路•分析和计算含冇电容器的直流电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压，其貝•体方法是：1•确定电容器和哪个电卩FL并联，该电阻两

12、端的电压即为电容器两端的电压.2.当电容器和某-电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端的电压即为电容器两端的电压，而与电容器串联的电阻可看成导线./?iR2例4.如图5所示，E=IOV,R

13、=4Q,R2=6Q,C=30PF,电池内阻可忽略.1(1)闭合开关S,求稳定后通过Ri的电流.ETTCf(2)然后将开关S断开，求这以后通过Ri的电量.分析：电容器稳定后相当于断路，S断开前电容器相当于和R2并联，图5S断开后，电容器相当于总接接到电源