第二章+習(xí)題課3　閉合電路歐姆定律的應(yīng)用（課件）新教材高中物理必修第三冊(cè)同步導(dǎo)學(xué)案（教科版）

習(xí)題課3閉合電路歐姆定律的應(yīng)用關(guān)鍵能力合作探究課堂檢測(cè)素養(yǎng)達(dá)標(biāo)課時(shí)作業(yè)鞏固演練類(lèi)型一閉合電路的動(dòng)態(tài)分析(2)結(jié)論法——“串反并同”“串反”是指某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；某一電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大?！安⑼笔侵改骋浑娮柙龃髸r(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。(3)特殊值法與極限法：指因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論。一般用于滑動(dòng)變阻器兩部分在電路中都有電流時(shí)的討論。[典例1]

(多選)在如圖所示的電路中，閉合S，A、B、C三只燈均正常發(fā)光，當(dāng)可變電阻R′的滑動(dòng)觸頭上移時(shí)，對(duì)A、B、C三只燈亮度的變化，下列敘述正確的是(

)A．A燈變亮

B．B燈變亮C．C燈變亮

D．三燈均變[答案]

AC(4)根據(jù)U內(nèi)＝Ir，判斷電源的內(nèi)電壓如何變化。(5)根據(jù)U外＝E－Ir，判斷電源的外電壓(路端電壓)如何變化。(6)根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，判斷各部分電路的電流、電壓、電功率、電功如何變化。1.如圖所示的電路中，電池電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)可變電阻的滑片P向b點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，電壓表V1的讀數(shù)U1與電壓表V2的讀數(shù)U2的變化情況是(

)A．U1變大，U2變小B．U1變大，U2變大C．U1變小，U2變小D．U1變小，U2變大針對(duì)訓(xùn)練答案：A2.在如圖所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向下滑動(dòng)時(shí)，A、B兩燈亮度的變化情況為(

)A．A燈和B燈都變亮B．A燈和B燈都變暗C．A燈變亮，B燈變暗D．A燈變暗，B燈變亮解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變小，電路總電阻減小，總電流增大，內(nèi)電壓增大，外電壓減小，則A燈變暗；同時(shí)A燈上電流減小，則通往左路的電流增大，定值電阻兩端的電壓增大，B燈兩端電壓減小，B燈變暗。答案：B類(lèi)型二閉合電路的功率和效率(2)P出與外電阻R的函數(shù)關(guān)系圖像，如圖所示。[典例2]如圖所示，電路中電池的電動(dòng)勢(shì)E＝5V，內(nèi)阻r＝10Ω，固定電阻R＝90Ω，R0是可變電阻，閉合開(kāi)關(guān)，在R0從零增加到400Ω的過(guò)程中，求：(1)可變電阻R0上消耗功率最大的條件和最大熱功率；(2)電池的內(nèi)阻r和固定電阻R上消耗的最小熱功率之和；(3)R0調(diào)到多少時(shí)R上消耗的功率最大，最大功率是多少？[思路點(diǎn)撥]

(1)當(dāng)R0＝R＋r時(shí)，R0消耗功率最大。(2)對(duì)于固定電阻，由P＝I2R可知，電流最大時(shí)功率最大，電流最小時(shí)功率最小。[名師點(diǎn)評(píng)]功率最大值的求解方法(1)流過(guò)電源的電流最大時(shí)，電源的功率、內(nèi)損耗功率均最大。(2)對(duì)某定值電阻來(lái)說(shuō)，其電流最大時(shí)功率也最大。(3)電源的輸出功率在外電阻等于內(nèi)阻時(shí)最大，若不能相等，外電阻越接近內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率越大。3.(多選)直流電路如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)S，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電源的(

)A．總功率一定增大B．效率一定增大C．內(nèi)部損耗功率一定減小D．輸出功率一定先增大后減小針對(duì)訓(xùn)練答案：BC4．如圖所示電路中，定值電阻R2＝r(r為電源內(nèi)阻)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R1且R1?R2＋r，閉合開(kāi)關(guān)，在滑動(dòng)變阻器的滑片P由左端a向右滑動(dòng)的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是(

)A．電源的輸出功率變小B．R2消耗的功率先變大后變小C．滑動(dòng)變阻器消耗的功率先變大后變小D．以上說(shuō)法都不對(duì)解析：滑片向右移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路部分電阻變小，電路中的電流變大，R2是定值電阻，由P2＝I2R2可判斷P2增大，故B錯(cuò)誤。由于R1減小，R外＝R1＋R2減小，故不能根據(jù)P＝I2R來(lái)判斷其功率的變化；電源的輸出功率隨外電阻變化的關(guān)系曲線如圖所示，因?yàn)橥怆娮枋冀K不小于內(nèi)阻，故可判斷電源輸出功率增大，故A錯(cuò)誤?？紤]滑動(dòng)變阻器上的功率消耗時(shí)可以把R2看成電源的一部分，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值等于2r時(shí)，消耗的功率最大，故滑動(dòng)變阻器連入電路部分的阻值由R1減小為2r時(shí)，消耗的功率變大，由2r變?yōu)?時(shí)，消耗的功率減小，故C正確，D錯(cuò)誤。答案：C5．如圖所示，線段A為某電源的U-I圖線，線段B為某電阻的U-I圖線，當(dāng)上述電源和電阻組成閉合電路時(shí)，求：(1)電源的輸出功率P出多大？(2)電源內(nèi)部損耗的電功率是多少？(3)電源的效率η多大？答案：(1)4W

(2)2W

(3)66.7%類(lèi)型三含電容器電路的分析與計(jì)算分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，注意把握以下五個(gè)方面：(1)電路穩(wěn)定時(shí)電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大的元件，在電容器處的電路看作是斷路，畫(huà)等效電路時(shí)，可以先把它去掉。(2)若要求解電容器所帶電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上，求出電容器兩端的電壓，根據(jù)Q＝CU計(jì)算。(3)電路穩(wěn)定時(shí)電容器所在支路上電阻兩端無(wú)電壓，該電阻相當(dāng)于導(dǎo)線。(4)當(dāng)電容器與電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩端的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等。(5)電路中的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充、放電，如果電容器兩端的電壓升高，電容器將充電，反之，電容器將放電。通過(guò)與電容器串聯(lián)的電阻的電荷量等于電容器帶電荷量的變化量。[典例3]如圖所示，E＝10V，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF。電池內(nèi)阻可忽略。(1)閉合開(kāi)關(guān)S，求穩(wěn)定后通過(guò)R1的電流；(2)然后將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，求此后流過(guò)R1的總電荷量。[思路點(diǎn)撥]

解此題注意兩點(diǎn)：(1)S閉合，R1、R2串聯(lián)，電容器兩端電壓為R2兩端電壓。(2)S斷開(kāi)，電容器兩端電壓為電源電壓。通過(guò)R1的電荷量即為電容器增加的電荷量，ΔQ＝Q2－Q1＝1.2×10－4C。[答案]

(1)1A

(2)1.2×10－4

C[名師點(diǎn)評(píng)]含電容器電路問(wèn)題的分析方法(1)應(yīng)用電路的有關(guān)規(guī)律分析出電容器兩極板間的電壓及其變化情況。(2)根據(jù)平行板電容器的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析求解。6．(多選)在如圖所示的電路中，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)一段距離后，下列結(jié)論正確的是(

)A．燈泡L變亮B．電源的輸出功率變小C．電容器C上電荷量減少D．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大針對(duì)訓(xùn)練解析：將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)一段距離后，R接入電路的阻值變大，電路中電流變小，燈泡L變暗，A錯(cuò)誤；電路中電流變小，即電流表讀數(shù)變小，路端電壓變大，即電壓表讀數(shù)變大，因燈泡L兩端電壓變小，則電阻R兩端電壓變大，電容器C兩端電壓變大，電容器C上電荷量增加，C錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)外電路電阻等于電源的內(nèi)阻時(shí)電源的輸出功率最大，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，則當(dāng)P向左移動(dòng)一段距離后，外電路電阻比電源的內(nèi)阻r大得更多，電源的輸出功率變小，B正確。答案：BD7.(多選)在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R1＝6Ω，R2＝5Ω，R3＝3Ω，電容器的電容C＝2×10－5

F。若將開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)通過(guò)R2的電流為I；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，通過(guò)R1的電荷量為q。則(

)A．I＝0.75A

B．I＝0.5AC．q＝2×10－5

C D．q＝1×10－5

C答案：AD8.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻忽略不計(jì)，R1、R2、R3、R4均為定值電阻，C是電容器，開(kāi)關(guān)S是斷開(kāi)的，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S閉合，則在閉合S后的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，通過(guò)R4的電荷量是多少？答案：CE1．一種能自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的裝置如圖所示，裝置中金屬杠桿的一端接浮球，另一端觸點(diǎn)P接滑動(dòng)變阻器R，油量表由電流表改裝而成。當(dāng)汽車(chē)加油時(shí)油箱內(nèi)油面上升，下列分析正確的有(

)A．觸點(diǎn)P向上滑動(dòng)B．電路中的電流變小C．R′兩端電壓增大D．整個(gè)電路消耗的功率減小解析：當(dāng)汽車(chē)加油時(shí)油箱內(nèi)油面上升時(shí)，通過(guò)浮球和杠桿使觸點(diǎn)P向下滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器連入的電阻變小，整個(gè)電路的總電阻變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流變大，R′是定值電阻，則R′兩端電壓增大，故A、B錯(cuò)誤，C正確；整個(gè)電路消耗的功率為P＝EI，E不變，I增大，則P增大，故D錯(cuò)誤。答案：C答案：A3．如圖，平行板電容器通過(guò)滑動(dòng)變阻器R與恒定電壓源連接，為使電路中產(chǎn)生從a流向b的電流，下列操作可行的是(

)A．將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)B．將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)C．將電容器上極板豎直向上移動(dòng)D．將電容器上極板豎直向下移動(dòng)答案：D4.