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《《研究闭合电路》学案1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、研究闭合电路1.非纯电阻电路问题例1•如图1所示电路，电动机的线圈电阻是1Q,电动机工作时电压表的示数是12V,电池组的电动势是22V,内电阻是0.5Q,电阻R上消耗的电功率是18W。求：(1)电阻R的大小：(2)电动机输出的功率。教师：同学们用两分钟的时间思考，然后请两个同学到黑板上来做这道题。学生可能出现的错解是：解1：因为电动机的电压是12V,电动机线圈的电阻是1Q,所以电路屮的电流I二U/R线=12/1=1A,电阻R=P/12=18/1=18Q。解2：UE/R总二22/(1+R+0.5)(1)电阻R上消耗的电功率是18W,P=18W=I2R(2)(1)、(2)式联立
2、，解出I和R的值。教师：以上两种错解主要表现为不能正确的理解欧姆定律，在含冇电动机的非纯电阻电路屮，乱套公式，不考虑公式的物理意义。本题是非纯电阻电路，应从能最的分配和转化的角度去思考和解答。在电路中，电源的作用是把其他形式的能量转化为电能，是电路中的总能量。用电器在电路中的作用是把电能转化为其他形式的能，本题中，电阻R是把电能转化为内能，是纯电阻；电动机是把电能转化为机械能。根据能量守恒定律，电源转化来的总电能二电源内部电阻消耗的能量+外电路用电器消耗的能量,即IE=I(U内+U外)=1(Ur+「+U动),所以，E二IU+U动，Ur+「二22—12二10(V)又因为Ur+
3、lI(R+r)=10V=I(R+0.5)(1)P=18W=I2R(2)故R=4.5Q,>2Ao电动机输出的机械能二电路输入电动机的电能IU动-电动机线圈电阻消耗的能量厲动，故P=IU动-Hr动二20(W)2.动态电路问题教师：电路屮某个电阻发牛变化会对整个电路产牛彩响，而整体的变化乂制约着局部。对变化电路的一般分析步骤是：从局部某一电阻的变化，确定总电阻的变化，进一•步利用闭合电路的欧姆定律确定总电流、路端电压的变化，再逐步分析局部电流、电压及电功率的变化。简单地说，就是从局部到整体再到局部。E2例2：如图2所示电路，已知电源的电动势E和内电阻r恒定，出、R?是定值电阻，心
4、是滑动变阻器。当滑动头从a移到b,各个电表的示数如何变化？学牛思考后，请一个同学來分析。学牛：在滑动头从8移到b的过程中，电阻&从小变到大，外电路的总电阻变大,根据闭合电路的欧姆定律，总电流I将变小,所以电流表血的示数变小。乂因U=E-lr,所以路端电压变人,电压表VI的示数变大。又因为UkfIRh则Uri减小,U2=U-Uri,所以U2变大,电压表V2变大。I,的变化不会分析。教师：因为&变大，电压表V2也变大，所以R3支路中的电流L的变化无法直接用欧姆定律求出。可以用并联电路电流分配的特点求解，L=L-l2,h减小，I2增人，所以L减小。对变化电路的讨论，一般情况下认为
5、电源的E和r在短时间内是不变的，电路中的I和U是状态虽，将随外电阻的变化而变化。交替使用欧姆定律和串、并联的特点及规律来分析电路中的一些最的变化，能够较快地得到变化的规律。例3：如图3所示的电路，已知电源的电动势E和内电阻r恒定，R。是定值电卩FL,R是滑RoE3动变阻器，当滑动头从a移到b的过程中，电流表的示数如何变化？教师：由木题的电路结构可知，当滑动变阻器的滑动头放在a、b两端时,电路中的总电阻最小,R萨Ro+r,根据闭合电路的欧姆定律I=E/(R+r),可知电流有最人值。当滑动变阻器的滑动头放在中点时，电路中的总电阻最大,R总二Ro+r+R/4,电流有最小值。所以，
6、当滑动变阻器的滑动头从a端滑到b端时，电流表的示数是先减小后增大。教师：思考1・若木题电路屮的a、c之间接入一个定值电阻Ri,b、cZ间接入一个定值电阻则滑动变阻器的滑动头从a移到b的过程中，电流表的示数如何变化?思考2.如果电路如图4所示，滑动变肌器的滑动头从a移到b的过程中，电流表的示数如何变化？E4例4.如图所示电路,电源的内阻r二0.4Q,电阻Ri=R2=R3=4Q,开关S合上时,电流表A的示数为1.5A,电压表V的示数为2V,求开关S断开后电压表V的示数。(电压表和电流表内阻的影响不计)I~~
7、RifwRgRs1T1EjrJ分析：此电路屮共有四个电阻，一个电源及电
8、压表和电流表。因为题目屮已说到两表的影响不计，所以可当成理想表。电压表处视为断路，电流表处视为短路。要想计算，首先要将电路改画成一般熟悉即所谓的将表从电路中“拆掉”的形式，再看看表放在哪里合适，引导学生改画电路图，并请同学将结果画在黑板上。S闭合:给岀儿分钟思考的时间，再请一位同学说一下自己的思路。在学牛回答的基础上归纳：①要求的是S断开示电压表的示数，即测的是&两端电压，从题目给的已知量来看要求IT2,必须知道E,Rk②S闭合时，电压表测的是R2两端电压U2,电流表测的是过电阻R：和&的电流，根据电阻的串、并联情
