習題課五 閉合電路歐姆定律的應(yīng)用

1、物理物理習題課五閉合電路歐姆定律的應(yīng)用習題課五閉合電路歐姆定律的應(yīng)用物理物理課堂探究課堂探究達標測評達標測評物理物理課堂探究課堂探究 核心導學核心導學要點探究要點探究一、閉合電路的動態(tài)分析一、閉合電路的動態(tài)分析1.1.特點特點: :斷開或閉合開關(guān)、滑動變阻器的滑片移動斷開或閉合開關(guān)、滑動變阻器的滑片移動, ,使閉合電路的總電阻使閉合電路的總電阻增大或減小增大或減小, ,引起閉合電路的電流發(fā)生變化引起閉合電路的電流發(fā)生變化, ,致使外電壓、部分電路的電致使外電壓、部分電路的電壓和部分電路的電流、功率等發(fā)生變化壓和部分電路的電流、功率等發(fā)生變化. .是一系列的是一系列的“牽一發(fā)而動全身牽一發(fā)而動全

2、身”的連鎖反應(yīng)的連鎖反應(yīng). .2.2.思維流程思維流程物理物理【例例1 1】在如圖所示的電路中在如圖所示的電路中,E,E為電源電動勢為電源電動勢,r,r為電源內(nèi)阻為電源內(nèi)阻,R,R1 1和和R R3 3均為定均為定值電阻值電阻,R,R2 2為滑動變阻器為滑動變阻器, ,當當R R2 2的滑動觸點在的滑動觸點在a a端時合上開關(guān)端時合上開關(guān)S,S,此時三個電表此時三個電表A A1 1,A,A2 2和和V V的示數(shù)分別為的示數(shù)分別為I I1 1,I,I2 2和和U.U.現(xiàn)將現(xiàn)將R R2 2的滑動觸點向的滑動觸點向b b端移動端移動, ,則三個電表則三個電表示數(shù)的變化情況是示數(shù)的變化情況是( ( )

3、 )A.IA.I1 1增大增大,I,I2 2不變不變,U,U增大增大B.IB.I1 1減小減小,I,I2 2增大增大,U,U減小減小C.IC.I1 1增大增大,I,I2 2減小減小,U,U增大增大D.ID.I1 1減小減小,I,I2 2不變不變,U,U減小減小思路探究思路探究(1)R(1)R2 2中滑動觸頭向中滑動觸頭向b b端移動時端移動時, ,滑動變阻器接入電路中的滑動變阻器接入電路中的電阻怎樣變化電阻怎樣變化? ?電路中的總電阻怎樣變化電路中的總電阻怎樣變化? ?答案答案: :滑動變阻器接入電路的電阻變小滑動變阻器接入電路的電阻變小, ,電路中的總電阻也變小電路中的總電阻也變小. .(2

4、)(2)當電路中總電阻變小時當電路中總電阻變小時, ,總電流和路端電壓如何變化總電流和路端電壓如何變化? ?答案答案: :電路中總電阻變小時電路中總電阻變小時, ,總電流變大總電流變大, ,路端電壓減小路端電壓減小. .B B 物理物理物理物理規(guī)律方法規(guī)律方法 動態(tài)分析的基本方法動態(tài)分析的基本方法(1)(1)程序法程序法: :滑動變阻器的變化滑動變阻器的變化總電阻總電阻總電流總電流路端電壓路端電壓各支路電各支路電流、電壓流、電壓. .研究定值電阻用直接法研究定值電阻用直接法, ,研究變化的電路研究變化的電路( (或電阻或電阻) )用間接法用間接法. .(2)(2)結(jié)論法結(jié)論法: :找出所分析的

5、電阻、電表與變化的電阻的連接關(guān)系找出所分析的電阻、電表與變化的電阻的連接關(guān)系, ,用用“串串反并同反并同”規(guī)律直接確定其電流、電壓甚至功率的變化規(guī)律直接確定其電流、電壓甚至功率的變化. .物理物理( (教師備用教師備用) )變式變式: :例例1 1中中, ,若開始時若開始時R2R2的滑動觸點在的滑動觸點在b b端端, ,合上開關(guān)合上開關(guān)S S后后, ,滑動觸點向滑動觸點向a a端端移動移動, ,則三個電表示數(shù)的變化情況是則三個電表示數(shù)的變化情況是( ( ) )C C 物理物理例例1 1- -1: (1: (多選多選) )在如圖所示的電路中在如圖所示的電路中, ,閉合開關(guān)閉合開關(guān)S,A,B,CS

6、,A,B,C三只燈均正常發(fā)光三只燈均正常發(fā)光. .當可變電阻當可變電阻RR的滑動觸頭上移時的滑動觸頭上移時, ,對對A,B,CA,B,C三燈亮度的變化三燈亮度的變化, ,下列敘述正確下列敘述正確的是的是( ( ) )A.AA.A燈變亮燈變亮B.BB.B燈變亮燈變亮C.CC.C燈變亮燈變亮D.D.三燈均變暗三燈均變暗解析解析: :滑動觸頭上移滑動觸頭上移,R,R接入電路的阻值變大接入電路的阻值變大,R,R總總增大增大,I,I總總=E/R=E/R總總減減小小,U,U內(nèi)內(nèi)=I=I總總r r減小減小,U,U外外=E-U=E-U內(nèi)內(nèi)增大增大,A,A燈變亮燈變亮;B;B燈與燈與R R并聯(lián)阻值不變并聯(lián)阻值不

7、變,U,UB B變變小小,B,B燈變暗燈變暗;U;U外外=U=UB B+U+UC C, ,故故U UC C變大變大,C,C燈變亮燈變亮, ,選項選項A,CA,C正確正確. .AC AC 物理物理ACAC 物理物理物理物理物理物理物理物理AC AC 物理物理思維導圖思維導圖解析解析: :當當R R2 2=R=R1 1+r+r時時,R,R2 2上獲得最大功率上獲得最大功率, ,選項選項A A正確正確; ;由由P P1 1=I=I2 2R R1 1可知可知, ,當當R R2 2=0=0時時, ,電路中電流最大電路中電流最大,R,R1 1上獲得最大功率上獲得最大功率, ,選項選項B B錯誤錯誤,C,C

8、正確正確; ;當當R R1 1+ R+ R2 2=r=r時時, ,電源的輸出功率最大電源的輸出功率最大, ,選項選項D D錯誤錯誤. .物理物理(2)(2)若研究的是變化的電阻的最大功率若研究的是變化的電阻的最大功率, ,應(yīng)用間接法解決應(yīng)用間接法解決, ,即等效電源法即等效電源法, ,只留下該變化的電阻只留下該變化的電阻, ,將其余的定值電阻與電源內(nèi)阻一起全部看做新電將其余的定值電阻與電源內(nèi)阻一起全部看做新電源的內(nèi)阻源的內(nèi)阻, ,當外電阻等于該內(nèi)電阻時當外電阻等于該內(nèi)電阻時, ,新電源的輸出功率最大新電源的輸出功率最大, ,即該變化即該變化的電阻消耗的功率最大的電阻消耗的功率最大. .物理物理

9、( (教師備用教師備用) )例例2 2- -1:1:如圖所示如圖所示, ,電路中電路中E=3 V,r=0.5 ,RE=3 V,r=0.5 ,R0 0=1.5 ,=1.5 ,變阻器變阻器R R的最大阻值為的最大阻值為10 .10 .(1)(1)在變阻器的阻值在變阻器的阻值R R為多大時為多大時, ,變阻器上消耗的功率最大變阻器上消耗的功率最大? ?最大為多大最大為多大? ?(2)(2)在變阻器的阻值在變阻器的阻值R R為多大時為多大時, ,定值電阻定值電阻R R0 0上消耗的功率最大上消耗的功率最大? ?最大為多大最大為多大? ?物理物理三、含電容器電路的分析與計算三、含電容器電路的分析與計算1

10、.1.電路穩(wěn)定后電路穩(wěn)定后, ,由于電容器所在支路無電流通過由于電容器所在支路無電流通過, ,所以在此支路中的電阻所以在此支路中的電阻上無電壓降低上無電壓降低, ,因此電容器兩板間的電壓就等于該支路兩端的電壓因此電容器兩板間的電壓就等于該支路兩端的電壓. .2.2.當電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時當電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時, ,電容器兩板間的電壓與并聯(lián)電阻電容器兩板間的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等兩端的電壓相等. .3.3.電路的電流、電壓變化時電路的電流、電壓變化時, ,將會引起電容器的充放電將會引起電容器的充放電. .如果電容器兩端如果電容器兩端電壓升高電壓升高, ,電容器將充電電容器將

11、充電; ;如果電壓降低如果電壓降低, ,電容器將通過與它連接的電路電容器將通過與它連接的電路放電放電. .物理物理【例例3 3】 如圖中電源電動勢如圖中電源電動勢E=10 V,E=10 V,內(nèi)阻可忽略內(nèi)阻可忽略,R,R1 1=4 ,R=4 ,R2 2=6 ,C=6 ,C=30 F,30 F,求求: :(1)S(1)S閉合后閉合后, ,電路穩(wěn)定時通過電路穩(wěn)定時通過R R1 1的電流的大小的電流的大小; ;思維導圖思維導圖答案答案: : (1)1 A (1)1 A 物理物理(2)S(2)S原來閉合原來閉合, ,然后斷開然后斷開, ,求這個過程中流過求這個過程中流過R1R1的總電荷量的總電荷量. .

12、答案答案: :(2)1.2(2)1.21010-4-4 C C物理物理規(guī)律方法規(guī)律方法 直流電路中的電容器直流電路中的電容器(1)(1)電路穩(wěn)定后電路穩(wěn)定后, ,電容器在電路中就相當于斷路電容器在電路中就相當于斷路. .(2)(2)電路穩(wěn)定后電路穩(wěn)定后, ,電容器所在支路無電流電容器所在支路無電流, ,所以其兩端的電壓就是所在支路所以其兩端的電壓就是所在支路兩端的電壓兩端的電壓. .(3)(3)電路的電壓、電流變化時電路的電壓、電流變化時, ,會引起電容器的充放電會引起電容器的充放電, ,進而引起內(nèi)部電場進而引起內(nèi)部電場的變化的變化. .物理物理( (教師備用教師備用) )例例3 3- -1:

13、1: 如圖所示如圖所示, ,電源電動勢電源電動勢E=10 V,CE=10 V,C1 1=C=C2 2=30 F,R=30 F,R1 1=4.0 , R=4.0 , R2 2=6.0 ,=6.0 ,電源內(nèi)阻可忽略電源內(nèi)阻可忽略. .先閉合開關(guān)先閉合開關(guān)S,S,待電路穩(wěn)定后待電路穩(wěn)定后, ,再將再將S S斷開斷開, ,求斷開求斷開S S后流過電后流過電阻阻R R1 1的電荷量的電荷量. .答案答案: :4.24.21010-4-4 C C物理物理四、電路故障分析四、電路故障分析用電壓表檢查故障用電壓表檢查故障:(1):(1)斷路故障判斷斷路故障判斷: :用電壓表與電源并聯(lián)用電壓表與電源并聯(lián), ,若

14、有示數(shù)若有示數(shù), ,再逐段與電路并聯(lián)再逐段與電路并聯(lián), ,若電壓表指針偏轉(zhuǎn)若電壓表指針偏轉(zhuǎn), ,則說明該段電路中有斷點則說明該段電路中有斷點.(2).(2)短短路故障判斷路故障判斷: :用電壓表與電源并聯(lián)用電壓表與電源并聯(lián), ,若有示數(shù)若有示數(shù), ,再逐段與電路并聯(lián)再逐段與電路并聯(lián), ,若電壓若電壓表示數(shù)為零表示數(shù)為零, ,則說明該段電路被短路則說明該段電路被短路. .物理物理【例例4 4】 用電壓表檢查如圖所示電路的故障用電壓表檢查如圖所示電路的故障, ,測得測得U Uadad=5.0 V,U=5.0 V,Ucdcd=0 V,=0 V,U Uabab=5.0 V,=5.0 V,則此故障可能是

15、則此故障可能是( ( ) )A.LA.L斷路斷路 B.RB.R斷路斷路C.RC.R斷路斷路D.SD.S斷路斷路解析解析: :由于由于U Uadad=U=Uabab=5.0 V,=5.0 V,所以所以U Ubdbd=0 V,=0 V,則則L,RL,R和和S S不可能斷路不可能斷路, ,故故A,C,DA,C,D錯誤錯誤; ;設(shè)外電路設(shè)外電路b b到到d d的電阻為的電阻為R Rbdbd, ,由由U Ubdbd=IR=IRbdbd=0=0可以推斷可以推斷出出I=0I=0或或R Rbdbd=0,=0,所以故障可能是所以故障可能是R R斷路或斷路或RR和和L L同時短路同時短路, ,故選項故選項B B正

16、確正確. .B B 物理物理( (教師備用教師備用) )例例4 4- -1: (20161: (2016邢臺一中月考邢臺一中月考) )如圖所示的電路中如圖所示的電路中, ,燈泡燈泡A A和燈泡和燈泡B B原來都是正原來都是正常發(fā)光的常發(fā)光的. .現(xiàn)在突然燈泡現(xiàn)在突然燈泡A A比原來變暗了些比原來變暗了些, ,燈泡燈泡B B比原來變亮了些比原來變亮了些( (但沒有燒但沒有燒毀毀),),則電路中出現(xiàn)的故障可能是則電路中出現(xiàn)的故障可能是( ( ) )A.A.電阻器電阻器R R1 1短路短路 B.B.電阻器電阻器R R2 2斷路斷路C.C.電阻器電阻器R R3 3斷路斷路 D.D.電阻器電阻器R R1

17、 1,R,R2 2同時短路同時短路解析解析: :若若R R1 1短路短路, ,外電阻減小外電阻減小, ,路端電壓路端電壓U U減小減小, ,干路電流干路電流I I增大增大,R,R3 3電電流流I I3 3減小減小, ,則通過則通過A A的電流的電流I IA A=I-I=I-I3 3增大增大,U,UA A增大增大,A,A燈變亮燈變亮;B;B燈電壓燈電壓U UB B=U-U=U-UA A, ,則則U UB B減小減小,B,B燈變暗燈變暗, ,不符合題意不符合題意, ,故選項故選項A A錯誤錯誤;R;R2 2斷路斷路, ,外外電阻增大電阻增大, ,路端電壓路端電壓U U增大增大, ,干路電流干路電流

18、I I減小減小,R,R3 3電流電流I I3 3增大增大, ,則通過則通過A A燈的電流燈的電流I IA A=I-I=I-I3 3減小減小,A,A燈變暗燈變暗;B;B燈電壓燈電壓U UB B=U-I=U-IA A(R(RA A+R+R1 1) )增大增大,B,B燈燈變亮變亮, ,符合題意符合題意, ,故選項故選項B B正確正確; ;若電阻器若電阻器R R3 3斷路斷路, ,則電路的總電阻則電路的總電阻變大變大, ,總電流減小總電流減小, ,燈燈A,BA,B上的電流均減小上的電流均減小, ,兩燈均變暗兩燈均變暗, ,選項選項C C錯誤錯誤; ;若電阻器若電阻器R R1 1,R,R2 2同時短路同

19、時短路, ,則則B B燈會因被短路而熄滅燈會因被短路而熄滅, ,故選項故選項D D錯誤錯誤. .B B 物理物理達標測評達標測評 隨堂演練隨堂演練檢測效果檢測效果1.(20161.(2016荊州中學月考荊州中學月考) )在如圖所示電路中燈泡在如圖所示電路中燈泡A,BA,B均不亮均不亮, ,但電路中只有一但電路中只有一處斷開處斷開, ,現(xiàn)用電壓表測得現(xiàn)用電壓表測得U Uabab=0,U=0,Uacac=6 V,U=6 V,Ubdbd=6 V,U=6 V,Ucdcd=0,=0,則可分析出則可分析出( ( ) )A.BA.B燈斷路燈斷路B.AB.A燈斷路燈斷路C.RC.R斷路斷路 D.D.電源斷路電

20、源斷路C C 解析解析: :測得測得U Uabab=0,U=0,Ubdbd=6 V,=6 V,說明說明a,ba,b之外有斷路之外有斷路, ,故選項故選項B B錯誤錯誤; ;測得測得U Uacac=6 V,=6 V,說明電壓表之外沒有斷路說明電壓表之外沒有斷路, ,即即B B燈沒有斷路燈沒有斷路, ,故選項故選項A A錯誤錯誤; ;測得測得U Ucdcd=0,=0,則說明電壓表之外有斷路則說明電壓表之外有斷路, ,而電壓表之外只有而電壓表之外只有A A燈泡和燈泡和電阻電阻R,R,故只有電阻故只有電阻R R斷路斷路, ,所以選項所以選項C C正確正確,D,D錯誤錯誤. .物理物理2.2.如圖所示如圖所示,A,A為電源的為電源的U U- -I I圖線圖線,B,B為電阻為電阻R R的的U U- -I I圖線圖線, ,用該電源和電阻組成用該電源和電阻組成閉合電路時閉合電路時, ,電