2019-2020年高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律 典型案例分析学案 沪科版选修3-1

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1、2019-2020年高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律典型案例分析学案沪科版选修3-1[学习目标定位]1.了解欧姆表内部结构，会用闭合电路欧姆定律分析欧姆表的工作原理.2.会运用闭合电路欧姆定律分析动态电路问题．多用电表电阻挡测电阻原理图1如图1所示，当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流I＝.改变Rx，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值．一、多用电表电阻挡测电阻的原理[问题设计]1．电压表、大量程电流表都是由电流表改装的，试画出把电流表改装成测量电阻的欧

2、姆表的原理图．答案　2．当黑、红表笔短接时(如图2甲所示)，调节RP的阻值，使指针指到满刻度，则Ig＝，此时表示的黑、红表笔间电阻为多大？图2答案　为零．3．当黑、红表笔不接触时(如图乙所示)，电路中无电流，指针不偏转，即指向电流表的零点．此时，黑、红表笔之间电阻为多大？答案　无穷大．4．当将电阻Rx接在黑、红表笔间时(如图丙所示)，则通过电流表的电流I与Rx的关系是怎样的？答案　I＝.[延伸思考]　1.欧姆表的刻度均匀吗？为什么？答案　不均匀．因Rx与I是非线性关系，所以欧姆表的刻度是不均匀的，零刻度在刻度盘最右端，越向左刻度越密集．2．当I＝Ig

3、，即指针半偏时，待测电阻Rx与欧姆表内阻有什么关系？答案　当I＝Ig(指针半偏)时，Rx＝r＋Rg＋RP，即欧姆表表盘的中值电阻等于欧姆表内阻．[要点提炼]1．欧姆表内部结构：表头、电源、可变电阻．2．欧姆表原理：闭合电路欧姆定律．如图1所示，由I＝知，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值．3．I与Rx不成比例，欧姆表的刻度不均匀．欧姆表的电阻零刻度是电流最大刻度处，而欧姆表电阻“∞”刻度是电流零刻度处，所以欧姆表偏角越大，表明被测电阻越小．4．当欧姆表指针指向表盘中央时，有Ig＝，

4、解得Rx＝Rg＋r＋R＝R内，即当指针半偏时，表盘的中值电阻R中＝R内．二、闭合电路的动态问题分析[问题设计]如图3所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中．图3(1)电路中的总电阻如何变化？(2)通过电源的电流如何变化？(3)内电压如何变化？外电压(即电压表的示数)如何变化？(4)R1两端电压(即电压表示数)如何变化？(5)R2和R0并联部分电压(即电压表的示数)如何变化？(6)R2上的电流(即的示数)如何变化？答案　(1)R0滑动端向下滑动，使R0减小，电路中的总电阻R总减小(2)由I＝知，R总减小，I增

5、大(3)由U内＝Ir，知U内增大由U外＝E－Ir知，U外减小，示数减小．(4)R1两端电压U1＝IR1，U1增大，示数增大．(5)R2和R0并联电压U并＝U外－U1，所以U并减小，示数减小．(6)R2上的电流I2＝，因U并减小，故I2减小，示数减小．[要点提炼]闭合电路动态问题分析的具体步骤：(1)由题目给出的条件判断动态的变化，进而判断闭合电路总电阻的变化情况；(2)依据I＝，判断闭合电路干路电流的变化情况；(3)依据U＝E－Ir，判断外电路电压(路端电压)的变化情况；(4)依据分压、分流原理判断电路其他部分电流、电压的变化情况．一、欧姆表的原理例

6、1　如图4所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300μA，内阻Rg＝100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色．按正确使用方法测量电阻Rx阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝________kΩ，若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将________(填“变大”、“变小”或“不变”)．图4解析　由I＝及Ig＝知，指针指中央，I＝Ig＝150μA，Rx＝5

7、kΩ；因欧姆表的内阻变大，同样的电阻值，电流变小，读数变大．答案　红　5　变大二、闭合电路的路端电压例2　如图5所示，电源的电动势为3V，内阻为1Ω，两个相同的小灯泡H1和H2的额定电压均为2.5V，额定电流均为0.3A.图5(1)当开关S1闭合，S2断开时，试计算H1中的电流和加在H1上的电压；(2)当开关S1、S2都闭合时，试计算H2中的电流和加在H2上的电压．有同学做了如下解答：(1)小灯泡H1和H2的电阻均为R＝Ω＝8.3Ω干路中电流I＝＝A＝0.32A小灯泡H1上的电压即为路端电压U＝E－Ir＝(3－0.32×1)V＝2.68V(2)因小灯

8、泡H2与小灯泡H1并联，小灯泡H2上的电压U＝2.68V，小灯泡H2中的电流I2＝＝A＝0.32A.你认为这