閉合電路的歐姆定律的應用課件-2024-2025學年高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

新人教版必修三第十二章電能能量守恒定律第2節(jié)（第二課時）閉合電路歐姆定律的應用學習任務一：電源的功率與效率問題4.它們之間的關系3.電源的輸出功率（外電路的功率）：2.電源內阻的功率：1.電源的總功率：R越大，η越大，當R無窮大時η為100%，但無實際意義。5.電源的效率學習任務一：電源的功率與效率問題6.輸出功率與R的關系學習任務一：電源的功率與效率問題7.輸出功率與R的關系學習任務一：電源的功率與效率問題由維達定理知例題1如圖所示，E＝8V，r＝2Ω，R1＝8Ω，R2為變阻器接入電路中的有效阻值，問：(1)要使變阻器獲得的電功率最大，則R2的取值應是多大？這時R2的功率是多大？(2)要使R1得到的電功率最大，則R2的取值應是多大？R1的最大功率是多少？這時電源的效率是多大？(3)調節(jié)R2的阻值，能否使電源以最大的功率

輸出？為什么？

解析：1.將R1和電源等效為一新電源，則新電源的電動勢E′＝E＝8V，內阻r′＝r＋R1＝10Ω，且為定值.利用電源的輸出功率隨外電阻變化的結論知，當R2＝r′＝10Ω時，R2有最大功率，2.因R1是定值電阻，所以流過R1的電流越大，R1的功率就越大.當R2＝0時，電路中有最大電流，即Imax＝

＝0.8A，

R1的最大功率P1max＝Imax2R1＝5.12W,這時電源的效率η＝×100%＝80%.例題13.不能.因為即使R2＝0，外電阻R1也大于r，不可能有的最大輸出功率.如圖所示，如果電路中有非純電阻電學元件，電源的最大輸出功率能求嗎？拓展學習任務二：閉合電路中的動態(tài)問題(2)極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端去討論。U分

R局增大減小→R總增大減小→I總增大減小→U總增大減小→I分(1)程序法：1.動態(tài)電路的特點斷開或閉合開關、滑動變阻器的滑片移動、電阻增大或減小，導致電路電壓、電流、功率等的變化。3.電路動態(tài)分析的兩種常用方法(1)在閉合電路中，任何一個電阻的增大(或減小)，都將引起電路總電阻的增大(或減小)，該電阻兩端的電壓一定會增大(或減小)。2.知識準備(2)理想電壓表可認為是斷路，理想電流表可認為是短路。3.一個結論：“串反并同”(1)“串反”是指某一電阻增大時，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?。荒骋浑娮铚p小時，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;(2)“并同”是指某一電阻增大時，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，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。學習任務二：閉合電路中的動態(tài)問題(多選)將電學元件按照如圖所示的電路連接，其中電源的內阻不能忽略，電壓表和電流表均為理想電表，開始時滑動變阻器的滑動觸頭位于滑動變阻器的中間位置，電路中的小燈泡正常發(fā)光。在滑動變阻器的滑動觸頭逐漸向右端滑動的過程中，下列選項中正確的是(

)A.電壓表的示數(shù)增大、電流表的示數(shù)增大B.電壓表的示數(shù)減小、電流表的示數(shù)增大C.小燈泡的亮度變暗D.定值電阻R1消耗的電功率減小BC例題2程序法在滑動變阻器的滑動觸頭逐漸向右端滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻減小，總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可以判斷，電路中總電流增大，電流表示數(shù)增大，由U＝IR可以判斷內電壓增大，則路端電壓減小，小燈泡L消耗的功率減小，則其亮度變暗，C正確；流過R1的電流I1＝I總－IL增大，電阻R1消耗的功率增大，UR1增大，D錯誤；電壓表示數(shù)UV＝UL－UR1減小，A錯誤，B正確。串反并同法在滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的電阻減小，電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，則電壓表的示數(shù)減?。欢ㄖ惦娮鑂1與滑動變阻器串聯(lián)，則定值電阻R1消耗的電功率增大；小燈泡與滑動變阻器間接并聯(lián)，則小燈泡的亮度變暗；電流表與滑動變阻器間接串聯(lián)，則電流表的示數(shù)增大；由以上分析可知B、C正確。例題2學習任務三：含電容電路分析1.在恒定直流電路中，含有電容器的支路相當于斷路，畫等效電路圖時可以去掉電容器，但電容器兩端存在可以有電勢差2.電阻與電容器串聯(lián)時電阻相當于導線（斷路的支路無電流，電阻兩端無電勢差，相當于導線）3.電阻與電容器并聯(lián)時，電容器兩端電壓與電阻兩端電壓相同4.計算電容器的電量可用公式Q＝CU5.求電容器的電量變化ΔQ，要注意兩極板上的電性，若電性未發(fā)生變化ΔQ＝Q2-Q1，電性發(fā)生了變化則ΔQ＝Q2+Q1如圖所示，R1、R2、R3、R4均為可變電阻，C1、C2均為電容器，電源的電動勢為E，內阻r≠0。若改變四個電阻中的一個阻值，則(

)A.減小R1，C1、C2所帶的電量都增加B.增大R2，C1、C2所帶的電量都增加C.增大R3，C1、C2所帶的電量都增加D.減小R4，C1、C2所帶的電量都增加BD例題3解析R1上沒有電流流過，R1是等勢體，故減小R1，C1兩端電壓不變，C2兩端電壓不變，C1、C2所帶的電量都不變，選項A錯誤；增大R2，C1、C2兩端電壓都增大，C1、C2所帶的電量都增加，選項B正確；增大R3，C1兩端電壓減小，C2兩端電壓增大，C1所帶的電量減小，C2所帶的電量增加，選項C錯誤；減小R4，C1、C2兩端電壓都增大，C1、C2所帶的電量都增加，選項D正確。例題3學習任務三：電路故障分析電路故障一般是短路或斷路，常見的情況有導線斷芯，燈泡斷絲，燈座短路，電阻器內部斷路，或接頭處接觸不良等，檢查故障的方法有：(1)電壓表檢測如果電壓表讀數(shù)為零，說明電壓表上無電流通過，可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段內有短路；如果電壓表有示數(shù)，說明電壓表上有電流通過，則在并聯(lián)電路之外無斷路或并聯(lián)路段內無短路；(2)假設法已知電路發(fā)生某種故障，尋求故障在何處時，可將整個電路劃分為若干部分，然后逐一假設某部分電路發(fā)生故障，運用電路知識進行正向推理，推理結果若與題述現(xiàn)象不符合，則故障不在該部分電路；若結果與題述現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路，這樣逐一排除，直到找到發(fā)生故障處為止．如圖所示電路中,閉合開關后,燈泡不亮,電流表無示數(shù),用電壓表測量a、b間的電壓值為零,而測a、d及c、d時,均有電壓,這說明 (

)A.電源接觸不良B.燈泡的燈絲已斷C.電流表內部斷路D.開關的觸片或接線柱接觸不良D例題4[解析]如果電源接觸不良,則整個電路為斷路狀態(tài),燈泡不亮,電流表無示數(shù),不論電壓表接在何處都無示數(shù),A錯誤;如果燈泡的燈絲已斷,電流表無示數(shù),用電壓表測量時,c、d間無電壓,B錯誤;如果電流表內部斷路,燈泡不亮,電流表無示數(shù),用電壓表測量時,c、d間無電壓,C錯誤;開關的觸片或接線柱接觸不良,開關閉合后,電燈不亮,電流表無讀數(shù),當用電壓表測量時,a、b間的電壓為0,而a、d及c、d間均有電壓,D正確.例題41.為了創(chuàng)建文明城市,某城市新裝了一批節(jié)能路燈,該路燈通過光控開關實現(xiàn)自動控制電燈亮度,如圖所示為其內部電路簡化原理圖.已知電源電動勢為E,內阻為r,Rt為光敏電阻,光照強度增加時,其阻值減小.則當光照強度增加時(

)A.A燈變暗 B.B燈變亮C.電流表示數(shù)變小 D.電源路端電壓變大A當堂達標檢測

當堂達標檢測2.直流電源、滑動變阻器R、定值電阻R0以及平行板電容器C連接成如圖的電路.圖中C的下極板接地,開始時C不帶電.現(xiàn)閉合開關S1、S2,調節(jié)滑動變阻器的滑片,穩(wěn)定后一帶電油滴恰能靜止在電容器中的P點,下列說法正確的是 (

)A.保持兩開關閉合,R的滑片上滑時,R0中電流向右B.保持兩開關閉合,R的滑片下滑時,油滴向上運動C.斷開S2,C的下極板下移時,P點的電勢升高D.斷開S2,C的上極板下移時,油滴的電勢能減小AC當堂達標檢測

當堂達標檢測3.如圖所示,一直流電動機與阻值R=9Ω的電阻串聯(lián)接在電源上,電源電動勢E=30V,內阻r=1Ω,用理想電壓表測出電動機兩端電壓U=10V,已知電動機線圈的電阻RM=1Ω,則下列說法中正確的是(

)A.通過電動機的電流為10AB.電動機的輸入功率為20WC.電動機的熱功率為4WD.電動機的輸出功率為16WB