高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律章末总结 沪科版选修3-1

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1、【学案导学设计】2014-2015学年高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律章末总结沪科版选修3-1一、纯电阻电路和非纯电阻电路1．对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W＝Q，即UIt＝I2Rt.计算电功或电热时，可采用公式W＝Q＝UIt＝t＝Pt中的任一形式进行计算．2．对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热．在这种情况下，不能用I2Rt或t来计算电功．根据能量守恒定律可知，在非纯电阻电路中，电能的转化为：电功＝电热＋其他形式的能，即UIt＝I2Rt＋Δ

2、E(其他形式的能)．例1　如图1所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1Ω，电炉电阻R＝19Ω，电解槽电阻r′＝0.5Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看做不变)．试求：图1(1)电源的电动势；(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；(3)S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．解析　(1)设S1闭合、S2断开时电炉功率为P1，电炉中电流I＝＝A＝6A电源电动势E＝I(R＋r)＝120V.(2)设S1、S2都闭合时电炉功

3、率为P2，电炉中电流为I′＝＝A＝5A电源路端电压为U＝I′R＝5×19V＝95V，流过电源的电流为I＝＝A＝25A流过电解槽的电流为IA＝I－I′＝20A.(3)电解槽消耗的电功率PA＝IAU＝20×95W＝1900W电解槽中热损耗功率P热＝Ir′＝202×0.5W＝200W电解槽中电能转化成化学能的功率为P化＝PA－P热＝1700W.答案　(1)120V　(2)20A　(3)1700W二、闭合电路的动态分析动态电路问题的分析思路(1)电路中不论是串联部分还是并联部分，只要有一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻必变大．

4、只要有一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻必变小；(2)根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判定总电流、电压的变化；(3)判定固定支路电流、电压的变化；(4)判定变化部分的电流、电压变化，如变化部分是并联回路，那么仍应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化，然后变化电阻部分的电流、电压就能确定了．例2　如图2所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中，下列各物理量的变化情况为(　　)图2A．电流表的读数一直减小B．R0的功率先减小后增大C．电源输出功率先增大后减小D．电压表的读数先

5、增大后减小解析　滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中，bP部分和aP部分并联，外电路总电阻先变大后变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流(电流表示数)先减小后增大，A项错误；根据电功率P0＝I2R0，可知R0的功率先减小后增大，B项正确；当外电路总电阻与电源内阻相等时，输出功率最大，但R0与电源内阻r大小关系不能确定，故不能确定电源输出功率的变化情况，C项错误；电压表所测为电源的路端电压，路端电压与外电阻变化趋势一致，故D项正确．答案　BD三、含电容器电路的分析与计算方法在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有

6、充、放电电流．一旦电路达到稳定状态，电容器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断路，简化电路时可去掉它．分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：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，因此电容器两极间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相等．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；如果电压降低，

7、电容器将通过与它连接的电路放电．例3　如图3所示，电源电动势E＝10V，内阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求：图3(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的总电荷量．解析　(1)电路稳定时，R1、R2串联，易求I＝＝1A.(2)S闭合时，电容器两端电压UC＝U2＝I·R2＝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Q′＝C·UC′.很显然电容器上的电荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC＝1.2×10－4C．

8、电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的，这只有通过R1这条电路实现，所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量．答案　(1)1A　(2)1.2×10－4C1．(闭合电路的动态分析)如图4所示电路，电源内阻不可忽略，开关S闭合后，在变阻器R0的滑片向下滑动的过程中(　　)图4A．电压表与电流表的示