12.2.2闭合电路欧姆定律的应用教学案（附答案）—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(Word版含答案)

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物理学科教学案
高二·2部
课题：12.2.2闭合电路的欧姆定律的应用
总第（
）课时使用日期：2021年9月
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主备人：x
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审核人：物理组
班级
姓名____________
课标
理解闭合电路欧姆定律
学习目标
会分析闭合电路的动态变化问题。会分析内外电路的能量转化情况，会计算闭合电路的功率。会计算电源的效率。
重点
闭合电路的动态变化分析及功率的计算。
学习过程学习过程学习过程学习过程
一、闭合电路动态问题的分析方法：1.解决闭合电路动态变化问题，应按照局部→整体→局部的程序进行分析。2.基本思路：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U内的变化→U外的变化→固定支路（并联分流I、串联分压U）→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1】在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（　　）A.I1增大，I2不变，U增大B.?I1减小，I2增大，U减小C.?I1增大，I2减小，U增大D.?I1减小，I2不变，U减小【对点训练1】如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?【对点训练2】如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，开关S闭合前灯泡A、B、C均已发光，当开关S闭合时，A、B、C三个灯泡的亮度变化情况是(灯都不会烧坏)(??
)
A.?A亮度不变，B变亮，C变暗
B.?A变暗，B变亮，C变暗
C.?A变亮，B变暗，C变亮
D.?A变暗，B变亮，C亮度不变
二、闭合电路的功率1.功率计算：①电源的总功率：P总=EI②电源内电阻消耗的功率：P内=U内I=I2r③电源输出功率P出=U外I2.对于纯电阻电路，电源的输出功率：当R=r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为。电源输出功率随外电阻变化曲线如图所示。电源的效率等于电源的输出功率与电源的总功之比，即对于纯电阻电路，电源的效率：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50%，效率并不高。4.电源功率最大值的总结：(1)流过电源的电流最大时，电源的功率、内阻损耗功率均最大。(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。【典例2】如图所示，电源的电动势E＝24
V，内阻r＝1
Ω，电阻R＝2
Ω，M为直流电动机，其电阻r′＝1
Ω，电动机正常工作时，其两端所接电压表读数为UV＝21
V，求电动机所做机械功的功率是多少？
【对点训练3】如图所示，电源电动势为12V，内阻为1
，电阻R1为1
，R2为6
。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5
，问：电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
【典例3】如图所示的电路中，电池的电动势E＝5
V，内电阻r＝10
Ω，固定电阻R＝90
Ω，R0是可变电阻．在R0由0增加到400
Ω的过程中，求：(1)可变电阻R0上消耗热功率最大值；(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和．【课堂练习】1．如图所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)。闭合开关S后，随着光照强度逐渐增强(　　)A．L1逐渐变暗，L2逐渐变亮B．L1逐渐变亮，L2逐渐变暗C．电源内电路消耗的功率逐渐减小D．光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐增大2．如图所示电路中，R1和R2是两个滑动变阻器，电源的内阻不可忽略。开关S闭合后，灯泡L正常发光，两金属板之间的带电油滴处于静止状态，则(　　)A．仅将R1的滑片向右移动，油滴会向上运动B．仅将R2的滑片向左移动，灯泡L会变亮C．仅将R1的滑片向右移动，路端电压变小D．仅将R2的滑片向左移动，电源的功率变小3.如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：
(1)电源的电动势E和内阻r。
(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?
总结反思
参考答案：
【典例1】B
【对点训练1】电压表V1示数增大、V2示数增大，电流表A示数减小
【对点训练2】B
【典例2】20W
【对点训练3】10W
【典例3】（1）0.0625W
0.01W
【课堂练习】1、A
2、B
3、（1）6V
1Ω
（2）R=1Ω
Pm=9W
关系：P总=P外+P内
R?r时，R越大，P出越大
R=r时，P出=，为最大值
R>r时，R越大，P出越小
图像分析
P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且
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