2018-2019学年高中物理第二章恒定电流微型专题3闭合电路欧姆定律的应用学案新人教版

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1、微型专题3　闭合电路欧姆定律的应用[学科素养与目标要求]物理观念：1.熟练掌握闭合电路的欧姆定律及串、并联电路的特点.2.知道闭合电路中的功率关系.科学思维：1.建立分析闭合电路动态问题的方法.2.会计算闭合电路的功率，借助于公式和图象，分析求解电源的最大输出功率.3.建立含容电路的分析方法.一、闭合电路的动态分析闭合电路动态问题的分析方法(1)程序法①分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象；②由局部电阻变化判断总电阻的变化；③由I＝判断总电流的变化；④据U＝E－Ir判断路端电压的变化；⑤由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化.(2)结论

2、法——“并同串反”“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大.例1　(2018·山东济南市高一下期末)如图1所示电路中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电压表和电流表的示数变化情况是(　　)图1A.电压表和电流表示数都增大B.电压表和电流表示数都减小C.电压表示数增大，电流表示数减小D.电压

3、表示数减小，电流表示数增大答案　B解析　当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析可知总电流增大，路端电压减小，则电压表的读数减小.题图中并联部分电路的电压减小，则电流表的读数减小，故B正确.针对训练1　(2018·山东聊城市高一下期末)如图2所示电路中，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是(　　)图2A.电压表示数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮B.电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗C.电压表示数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变亮D.电压表示数变小，通过灯L2的电流变大，

4、灯L1变暗答案　D解析　当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由I＝知总电流增大，通过L2的电流增大，L2变亮；由U并＝E－I(RL2＋r)知，变阻器与L1并联部分电压减小，示数变小，L1变暗，D正确.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＝R＝，当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝.电源输出功率随外电阻变化曲线如图3所示.图33.电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，即η＝×100%＝×100%＝×

5、100%.对于纯电阻电路，电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，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.例2　如图4所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值为10Ω.图4(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？答案　(1)2Ω　W　(2)0　W解析　(1)此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功率也就是电源的输出功率.即当R＝r＋R0＝2Ω时，R消耗的功率最大为：Pm＝＝W＝W.(2)

6、定值电阻R0上消耗的功率可以表示为：P＝I2R0，因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中电阻最小，即当R＝0时，R0上消耗的功率最大：Pm′＝R0＝×1.5W＝W.功率最大值的求解方法1.流过电源的电流最大时，电源的功率、内损耗功率均最大.2.对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大.3.电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大.例3　如图5所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻的U－I图线，以上所述电源和电阻组成闭合电路时，求：图5(1)电源的输出功率P出为多大？(2)电源内部损耗的功率是多少？(3)电源的效率η为多

7、大？答案　(1)4W　(2)2W　(3)66.7%解析　(1)根据题意从A的图线可读出E＝3V，r＝＝Ω＝0.5Ω，从B图线中可读出外电阻R＝1Ω.由闭合电路欧姆定律可得I＝＝A＝2A，则电源的输出功率P出＝I2R＝4W(2)电源内部消耗的功率P内＝I2r＝2W，(3)电源的总功率P总＝IE＝6W，故电源的效率η＝×100%≈66.7%.稳定电流的U－I图象有两种：一是电源的U－I图象(如图6中a)；二是用电器的U－I图象，而用电器