《导与练》人教版物理选修3-1 同步教学课件：第2章 习题课5 闭合电路欧姆定律的应用(30张PPT)

课件30张PPT。习题课五　闭合电路欧姆定律的应用课堂探究达标测评课堂探究 核心导学·要点探究一、闭合电路的动态分析
1.特点:断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动,使闭合电路的总电阻增大或减小,引起闭合电路的电流发生变化,致使外电压、部分电路的电压和部分电路的电流、功率等发生变化.是一系列的“牵一发而动全身”的连锁反应.
2.思维流程【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?思路探究?(1)R2中滑动触头向b端移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻怎样变化?电路中的总电阻怎样变化?
答案:滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的总电阻也变小.
(2)当电路中总电阻变小时,总电流和路端电压如何变化?
答案:电路中总电阻变小时,总电流变大,路端电压减小.B 规律方法 动态分析的基本方法
(1)程序法:滑动变阻器的变化→总电阻→总电流→路端电压→各支路电流、电压.研究定值电阻用直接法,研究变化的电路(或电阻)用间接法.
(2)结论法:找出所分析的电阻、电表与变化的电阻的连接关系,用“串反并同”规律直接确定其电流、电压甚至功率的变化.(教师备用)
变式:例1中,若开始时R2的滑动触点在b端,合上开关S后,滑动触点向a端移动,则三个电表示数的变化情况是(　 　)C 例1-1: (多选)在如图所示的电路中,闭合开关S,A,B,C三只灯均正常发光.当可变电阻R′的滑动触头上移时,对A,B,C三灯亮度的变化,下列叙述正确的是(　 　)
A.A灯变亮 B.B灯变亮
C.C灯变亮 D.三灯均变暗解析:滑动触头上移,R′接入电路的阻值变大,R总增大,I总=E/R总减小,U内=I总r减小,U外=E-U内增大,A灯变亮;B灯与R并联阻值不变,UB变小,B灯变暗;U外=UB+UC,故UC变大,C灯变亮,选项A,C正确.AC AC　 AC ?思维导图?解析:当R2=R1+r时,R2上获得最大功率,选项A正确;由P1=I2R1可知,当R2=0时,电路中电流最大,R1上获得最大功率,选项B错误,C正确;当R1+ R2=r时,电源的输出功率最大,选项D错误.(2)若研究的是变化的电阻的最大功率,应用间接法解决,即等效电源法,只留下该变化的电阻,将其余的定值电阻与电源内阻一起全部看做新电源的内阻,当外电阻等于该内电阻时,新电源的输出功率最大,即该变化的电阻消耗的功率最大.(教师备用)
例2-1:如图所示,电路中E=3 V,r=0.5 Ω,R0=1.5 Ω,变阻器R
的最大阻值为10 Ω.
(1)在变阻器的阻值R为多大时,变阻器上消耗的功率最大?最大为多大?
(2)在变阻器的阻值R为多大时,定值电阻R0上消耗的功率最大?最大为多大?三、含电容器电路的分析与计算
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,因此电容器两板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,电容器两板间的电压与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,电容器将通过与它连接的电路放电.【例3】 如图中电源电动势E=10 V,内阻可忽略,R1=4 Ω,R2=6 Ω,C=
30 μF,求:
(1)S闭合后,电路稳定时通过R1的电流的大小;
?思维导图?答案: (1)1 A (2)S原来闭合,然后断开,求这个过程中流过R1的总电荷量.答案:(2)1.2×10-4 C规律方法 直流电路中的电容器
(1)电路稳定后,电容器在电路中就相当于断路.
(2)电路稳定后,电容器所在支路无电流,所以其两端的电压就是所在支路两端的电压.
(3)电路的电压、电流变化时,会引起电容器的充放电,进而引起内部电场的变化.(教师备用)
例3-1: 如图所示,电源电动势E=10 V,C1=C2=30 μF,R1=4.0 Ω, R2=6.0 Ω,电源内阻可忽略.先闭合开关S,待电路稳定后,再将S断开,求断开S后流过电阻R1的电荷量.答案:4.2×10-4 C四、电路故障分析
用电压表检查故障:(1)断路故障判断:用电压表与电源并联,若有示数,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则说明该段电路中有断点.(2)短路故障判断:用电压表与电源并联,若有示数,再逐段与电路并联,若电压表示数为零,则说明该段电路被短路.【例4】 用电压表检查如图所示电路的故障,测得Uad=5.0 V,Ucd=0 V,
Uab=5.0 V,则此故障可能是(　 　)
A.L断路 B.R断路
C.R′断路 D.S断路解析:由于Uad=Uab=5.0 V,所以Ubd=0 V,则L,R′和S不可能断路,故A,C,D错误;设外电路b到d的电阻为Rbd,由Ubd=IRbd=0可以推断出I=0或Rbd=0,所以故障可能是R断路或R′和L同时短路,故选项B正确.B (教师备用)
例4-1: (2016邢台一中月考)如图所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的.现在突然灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些(但没有烧毁),则电路中出现的故障可能是(　 　)
A.电阻器R1短路 B.电阻器R2断路
C.电阻器R3断路 D.电阻器R1,R2同时短路解析:若R1短路,外电阻减小,路端电压U减小,干路电流I增大,R3电流I3减小,则通过A的电流IA=I-I3增大,UA增大,A灯变亮;B灯电压UB=U-UA,则UB减小,B灯变暗,不符合题意,故选项A错误;R2断路,外电阻增大,路端电压U增大,干路电流I减小,R3电流I3增大,则通过A灯的电流IA=I-I3减小,A灯变暗;B灯电压UB=U-IA(RA+R1)增大,B灯变亮,符合题意,故选项B正确;若电阻器R3断路,则电路的总电阻变大,总电流减小,灯A,B上的电流均减小,两灯均变暗,选项C错误;若电阻器R1,R2同时短路,则B灯会因被短路而熄灭,故选项D错误.B 达标测评 随堂演练·检测效果1.(2016荆州中学月考)在如图所示电路中灯泡A,B均不亮,但电路中只有一处断开,现用电压表测得Uab=0,Uac=6 V,Ubd=6 V,Ucd=0,则可分析出(　 　)
A.B灯断路 B.A灯断路
C.R断路 D.电源断路C 解析:测得Uab=0,Ubd=6 V,说明a,b之外有断路,故选项B错误;测得Uac=6 V,说明电压表之外没有断路,即B灯没有断路,故选项A错误;测得Ucd=0,则说明电压表之外有断路,而电压表之外只有A灯泡和电阻R,故只有电阻R断路,所以选项C正确,D错误.2.如图所示,A为电源的U-I图线,B为电阻R的U-I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和效率分别是(　 　)
A.4 W,33.3%
B.2 W,33.3%
C.4 W,66.7%
D.2 W,66.7%C 3.(2016邢台一中月考)在如图所示的电路中,当闭合开关S后,若将滑动变阻器的滑片P向下调节,则以下判断正确的是(　 　)
A.灯L1变暗,电流表的示数增大
B.灯L2变暗,电流表的示数减小
C.灯L1变亮,电压表的示数减小
D.灯L2变亮,电压表的示数增大C 4. 在如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0 V,内阻r=1.0 Ω,电阻R1=
10 Ω,R2=10 Ω,R3=30 Ω,R4=35 Ω,电容器的电容C=100 μF.电容器原
来不带电.求接通开关S后流过R4的总电荷量.答案:2.0×10-4 C点击进入课时训练谢谢观赏！