2017-2018学年高中物理人教版选修3-1文档：第二章第10讲含答案

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1、［目标定位］1.会用闭合电路欧姆定律分析动态电路.2.知道电路中闭合电路的功率关系，会计算闭合电路的功率•3.会利用闭合电路欧姆定律进行含电容器电路的分析与计算.4.知道短路与断路，并会在闭合电路中进行故障分析.一、闭合电路的动态分析■知识梳理1.解决闭合电路动态变化问题，应按照局部一整体一局部的程序进行分析.2.基本思路：电路结构的变化〜斤的变化一心的变化总的变化一“内的变化一〃外的变化(并联分流/f固定支路I串联分压〃f变化支路・(1)对于固定不变的部分，一般按照欧姆定律直接判断.(2)对于变

2、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.■典例精析例1如图1所示，用阻值恒定，用为热敏电阻(热敏电阻阻值随温度降低而增大)，L为小灯泡，当金所在位置温度升高时()A.用两端的电压减小B.小灯泡的亮度变暗C.电流表的示数减小D.通过金的电流减小解析当金所在位置温度升高时兄阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电流表的示数增大，用两端的电压U=IR：增大，故A、C错误；总电流增大，内电压增大，则路端电压時〃减小，并联部分的

3、电压减小，所以灯泡L变暗，故B正确；通过L的电流减小，而总电流增大，则通过皿的电流增大，故D错误.答案B动态电路的分析方法1程序法：按照局部f整体f局部的程序分析.2“并同串反”规律：所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻屮的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小；所谓“串反”，即某一电阻增大时，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，反之则增大.二、闭合电路的功率和效率■知识梳理I.电源的总功率：卩总=匹电源内耗功率内U"电源输出功率"出=〃外力2.对于

4、纯电阻电路，电源的输出功率=电源的输出功率最大，其最大输出功率为片牛电源输出功率随外电阻的变化曲线如图2所示.°&&R图2/£1UU1.电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，即n=-对于纯电阻电FRR1路，电源的效率〃=“/卄）=币=—所以当斤增大时，效率〃提高.当斤=厂（电源有最大输出功率）时，效率仅为50%,效率并不高.■典例精析例2如图3所示，电路屮F=3V,厂=0.5Q,皿=1.5Q,变阻器的最大阻值*=10Q.图3（1）在变阻器的阻值斤为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多

5、大？（2）在变阻器的阻值斤为多大吋，定值电阻凡上消耗的功率最大？最大为多大？解析（1）此种情况可以把凡归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功率，也就是电源的输出功率.即当&=厂+仏=2Q时，斤消耗功率最大为：(2)定值电阻凡上消耗的功率可以表示为：P=叽因为笊不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中电阻最小，即当&=0时，凡上消耗的功率最大：,S3S闭合后，稳定吋通过用的电流；S原来闭合，然后断开，这个过程中流过用的电荷量.解析(l)S闭合后，电路稳定时，R、金串联，易求/=万¥应=1八，即为通

6、过用的电流.(2)S闭合时，电容器两端电压％=/=/・用=6V,储存的电荷量Q.=C・Uc.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时Uc'=E,储存的电荷量a’=C・&.很显然电容器上的电荷27P，=时严=(1.5+0.5产15=芒.997答案(1)2Q-W(2)0yW厂I总结提升I,1定值电阻消耗功率最大时通过的电流最大.2求可变电阻消耗的功率时可将其他电阻等效为电源内阻.三、含电容器电路的分析与计算方法■知识梳理在直流电路屮，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

7、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陋路，简化电路时可去掉它.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I'可的电压就等于该支路两端的电压.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±1邕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；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.■典例精析例3如图

8、4所示，电源电动势Q10V,内阻可忽略，用=4Q,金=6Q,C=30uF,求:图4量增加了NQ=Q‘一0=CU2一做=1.2X10%.电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的，只有通过用这条途径实现，所以流过用的电荷量就是电容器上增加的电荷量.答案（1）1A（2）1.2X10_4C厂I方法点拨I!含电容器电路的分析与计算方法：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最后根据公式或AQ=CU,求电荷量及其变化量.