闭合电路的欧姆定律习题课学案17

高二物理学案
闭合电路的欧姆定律习题课
【目标】
1．能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
2．理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。
3．理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。
【导学提纲】
一、自学要求：阅读学案，了解本节课的内容。
二、知识结构：
（一）闭合电路的几个功率
1．电源的总功率P总=EI=U外I+U内I=P出+P内
2．电源内部消耗的功率P内==
U内I=
P总-P出
3．电源的输出功率P出=UI=
EI-=
P总－P内
若外电路是纯电阻电路，则有P出=
电源的输出功率P与外电阻R的关系P出＝UI＝I2R＝()2R＝＝
由上式可知：当R＝r时，P出有最大值，且最大值Pm＝.
根据电源的输出功率与外电阻的关系可知，二者关系如图所示．
4．电源的效率：P出／P总=，因此当R增大时，效率提高，当R＝时，即电源有最大输出功率时，效率仅为50﹪.
（二）．含有电容器电路的分析
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，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，电容器将通过与它并联的电路放电。
（三）．电路故障的分析方法
电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、变阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法可以用电压表检测方法：
如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路。
如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则可能在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路。
【例题】
例1．如图所示,E=10
V,R1=4
Ω,R2=6
Ω,C=30
μF。电池内阻可忽略。
(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流;
(2)然后将开关S断开,求此后流过R1的总电荷量。
例2．电路图如图甲所示,图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,定值电阻R0=3Ω。
(1)当R为何值时,R0消耗的功率最大,最大值为多少
(2)当R为何值时,电源的输出功率最大,最大值为多少
(3)当R为何值时,R消耗的功率最大,最大功率为多少
例3如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时（
）
A、电压表的读数增大，电流表的读数减小
B、电压表和电流表的读数都增大
C、电压表和电流表的读数都减小
D、电流表的读数增大，电压表的读数减小
【当堂练习】
1．如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像,直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像,直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像。将这个电阻R分别接到a、b两电源上,则(　　)
A.R接到a电源上,电源的效率较高
B.R接到b电源上,电源的输出功率较大
C.R接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源的效率较低
D.R接到b电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高
2．在如图所示的电路中，开关S原来是闭合的，现将S断开，则灯泡L亮度变化和电容器C带电量变化情况是(　　)
A．灯泡L变亮、电容器C带电量增加
B．灯泡L变亮、电容器C带电量减少
C．灯泡L变暗、电容器C带电量增加
D．灯泡L变暗、电容器C带电量减少
3．如图2109所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，在两灯突然熄灭后，用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压高，故障的原因可能是(假设电路中仅有一处故障)(　　)
A．a、c间断路
B．c、d间断路
C．b、d间断路
D．b、d间短路
【总结】
1．电源的总功率：
2.电源的内耗功率：
3．电源的输出功率：
4.电源的效率：
【作业】
1．（多选）直流电池组的电动势为E，内电阻为r，用它给电阻为R的直流电动机供电，当电动
机正常工作时，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流是I，下列说法中正确的是（
）
A．电动机输出的机械功率是UI
B．电动机电枢上发热功率为I2R
C．电源消耗的化学能功率为EI
D．电源的输出功率为EI-I2r
2．(多选)在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是(　　)
A.灯泡L变亮
B.电源的输出功率变小
C.电容器C上电荷量减少
D.电流表示数变小,电压表示数变大
3．如图所示的电路中，闭合开关S后，灯泡L1、L2都能发光．后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这个故障可能是(　　)
A．电阻R1断路
B．电阻R2短路
C．灯L1两接线柱间短路
D．电阻R2断路
4．如图所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻R的U－I图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，则：
(1)电源的输出功率P出是多大？
(2)电源内部损耗的电功率P内是多少？
5．如图所示的电路中,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2Ω时,电压读数为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 最值Pm为多少
闭合电路的欧姆定律习题课选题说明
例1、含电容器的电路分析(1)1
A　(2)1.2×10-4
C
例2、闭合电路中的功率分析(1)0　10.9W
(2)4.5Ω　13.3
W
(3)10.5Ω　9.5
W
例3、电路的动态变化分析A
【当堂练习】
1.
路端电压与电流的关系图像C
2.
电路的动态变化分析A
3.电路的故障分析B
【作业】
1.BCD
2.BD
3.D
4、（1）4W
（2）2W
5、（1）E=6V,r=1Ω
（2）R=r时输出功率最大.Pm=9W