動態(tài)電路分析

1、動態(tài)電路分析動態(tài)電路分析動態(tài)電路分析一、教學(xué)任務(wù)分析動態(tài)電路分析是繼閉合電路計算之后學(xué)習(xí)的 又一內(nèi)容，是電路分析的進一步深入。動態(tài)電路 分析是穩(wěn)恒電流這一章中的難點，為電路的綜合 應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。這一內(nèi)容在高二初學(xué)時要求偏 高，因此進一步的鞏固加深需要在高三復(fù)習(xí)時完 成。這節(jié)課是在單個阻值發(fā)生變化和電路結(jié)構(gòu)發(fā) 生變化已復(fù)習(xí)的情況下，對各支路或元器件的電 流改變量、電壓改變量的大小比較及這兩者比值 的變化情況進行分析，需要電路串并聯(lián)規(guī)律、閉 合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電阻與電 源伏安特性曲線等知識為基礎(chǔ)。從一個簡單的混聯(lián)電路入手,在改變滑動變阻 器情況下，逐步分析各元器件或支路NU和H的

2、大小關(guān)系，以及方的變化情況，通過層層遞進 地討論，由淺入深，使學(xué)生總結(jié)出分析動態(tài)電路 的一般方法：1 U、I的變化情況由閉合電路歐姆 定律、部分電路歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律或者等效動態(tài)電路分析動態(tài)電路分析電源法得出；2 AU. 4的大小比較根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律得出；3討論寫的變化，根據(jù)電阻的伏安特 性曲線或電源的伏安特性曲線得出。通過一個實例訓(xùn)練，鞏固所學(xué)知識，并在例題基礎(chǔ)上將知識加以拓展。本節(jié)課的學(xué)習(xí)強調(diào)學(xué)生的主動參與，使學(xué)生 在獲得知識的同時，發(fā)展抽象思維能力，培養(yǎng)學(xué) 生觀察分析、比較判斷、歸納總結(jié)及處理實際問 題的能力。二、教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1 .理解閉合電路歐姆定律在動態(tài)電路分析 中的作用；2

3、 .理解部分電路歐姆定律在動態(tài)電路分析中的作用；3 .理解串并聯(lián)規(guī)律在動態(tài)電路分析中的作 用；4 .掌握各元器件電壓、電流改變量的大小比 較；5.掌握電流改變量和電壓改變量比值的變動態(tài)電路分析1 .化情況分析；2 .應(yīng)用伏安特性曲線分析動態(tài)電路。過程與方法：1 .運用等效替代的方法，簡化電路計算；2 .運用圖像法，解決動態(tài)電路的分析問題；3 .通過層層遞進的分析，感受由淺及深的學(xué)習(xí)方法。情感、態(tài)度和價值觀：通過討論分析，層層遞進，分解難點，獲得學(xué) 習(xí)物理的成就感，形成不斷進取的創(chuàng)新精神。三、教學(xué)重點與難點重點：電流改變量、電壓改變量的大小比較及兩者比值的變化情況分析；難點：電流改變量和電壓改變

4、量比值的變化情 況分析。四、教學(xué)資源基于視頻投影儀的信息化平臺五、教學(xué)設(shè)計思路本設(shè)計包括電流改變量、電壓改變量的大小比 較及兩者比值的變化情況分析兩部分內(nèi)容。動態(tài)電路分析本設(shè)計的基本思路是：在完成動態(tài)電路分析的 第一課時，即掌握電阻電流電壓三者變化關(guān)系的 基礎(chǔ)上，通過一個簡單的混聯(lián)電路，在改變滑動 變阻器的情況下，逐步分析各元器件或支路U和I的大小關(guān)系，以及 常的變化情況，通過層 層遞進地討論，由淺入深，使學(xué)生總結(jié)出分析動 態(tài)電路的一般方法。然后再通過一個練習(xí)，鞏固 學(xué)生對結(jié)論的理解，提高學(xué)生對結(jié)論的應(yīng)用能 力。本設(shè)計要突出的重點是：電流改變量、電壓改 變量的大小比較及兩者比值的變化情況分析。

5、 方 法是：由淺入深、層層鋪墊、層層遞進，應(yīng)用閉 合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串并聯(lián)規(guī) 律、等效電源法和伏安特性曲線進行分析討論。本設(shè)計要突破的難點是：電流改變量和電壓改 變量比值的變化情況分析。方法是：應(yīng)用伏安特 性曲線分析動態(tài)電路。本設(shè)計強調(diào)問題討論、教師指導(dǎo)等多種教學(xué)策 略的應(yīng)用，通過學(xué)生主動參與，培養(yǎng)學(xué)生比較判 斷、歸納概括的能力，掌握用物理圖像研究物理 問題的一些基本思路和方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理動態(tài)電路分析的興趣。完成本設(shè)計的內(nèi)容約需1課時六、教學(xué)流程1 .教學(xué)流程圖動態(tài)電路分析2 .流程圖說明情景I例題：在如圖所示的電路中， 電源電動勢E和內(nèi)阻r不變，閉合電 鍵S,將滑動變阻

6、器的滑片P向上移 動。設(shè)通過Ri、R2、R3的電流分別動態(tài)電路分析為11、I2和I3,電流改變量的絕對值分別是II、I2和I3； Ri、R2兩端的電壓為 Ui, R3兩端的 電壓為U3,路端電壓為U,電壓改變量的絕對 值分別是Ui、 U3和U。里圜獷或珠廿- 活動I自主潔動Jg題 設(shè)回2：-3_ 與 >、=或牛一 話動II討論問題設(shè)問3: Ii “>"、"=”或“<”）活動III自主活動> Ii（填寫“變U3, Ui U （填 I i I3 （填寫問題設(shè)問4: ，下（填寫“變I 37 I 3 大”、“變小”或“不變”）問題設(shè)問5: T , U （填寫

7、“變 I 3 I 3大”、“變小”或“不變”）問題 設(shè)問6:甘 （填寫“變大”、“變I 3小”或“不變”）活動IV 討論、一 、 UiUi問題設(shè)問7:式 ，I（填寫“變動態(tài)電路分析大”、“變小”或“不變”）活動V 自主活動問題 設(shè)問8:r（填寫“>"、"=”或“<”）11M .Ri ,-Or-Pr-R2R3S,一R4活動VI 討論情景II 練習(xí).如圖所示電路中，電源的內(nèi)電阻為 r, Ri、R3、R4均 為定值電阻。設(shè)路端電壓為 U,電 壓改變量的絕對值為 U ; R2、R3的總電流為I,電流改變量的絕對值為Io閉合 電鍵S,當(dāng)滑動變阻器R2的滑動觸頭P向右滑 動

8、時，下列說法正確的是（ ）(A)(B)U變大I變小(C)UI <r(D)U、I活動VII同桌討論、課外研究。七、教學(xué)過程10動態(tài)電路分析在閉合電路中，部分元件的阻值發(fā)生變化， 或內(nèi)、外電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，都會發(fā)生一系列 的連鎖變化。電路的動態(tài)分析，是閉 合電路歐姆定律的具體應(yīng)用。上節(jié)課r S R3 我們討論了單個阻值發(fā)生變化和電二路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化這兩種情況下，電路,，R2 0 1 中電流、電壓和功率的變化情況。今 天我們要進一步來討論分析動態(tài)電路中各支路 或元器件的電壓改變量、電流改變量的大小比較 及這兩者比值的變化情況。例.在如圖所示的電路中，電源電動勢 E和 內(nèi)阻r不變，閉合電鍵S,將

9、滑動變阻器的滑片 P向上移動。設(shè)通過 Ri、R2、R3的電流分別為 11、I2和I3,電流改變量的絕對值分別是 1l、I2 和I3; Ri、R2兩端的電壓為Ui, R3兩端的電壓 為U3,路端電壓為U,電壓改變量的絕對值分 別是Ui、 U3和Uo則：(1) Ui, Ii(填寫“變大”、“變 小”或“不變”)(2) Ui U3, Ui U (填寫“>”、 一或“<”)(3) Ii I2, Ii I3 (填寫“ >”、ii動態(tài)電路分析一或“<”）(4) U3，悍 （填寫“變大”、1 3 I 3“變小”或“不變”）-U, U（填寫“變大”、“變I 3I 3小”或“不變”）（6

10、）一 （填寫“變大”、“變小”或1 3“不變”） d, Ui（填寫“變大”、“變小”或“不變”）（8） -Ur （填寫“>"、"=”或“<”）（1）師：同學(xué)們仔細審題，思考一下。（2分 鐘自主活動）生：由閉合電路歐姆定律，R總J, 13T , UR3是定值電阻，由部分電路歐姆定律 U3 = I3R3, 13 T, U3也T。根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律u = Ui + U3, u J, U3 T,所以 Ui 必須 J。12動態(tài)電路分析R2是定值電阻，U1，由部分電路歐姆定律 |2= Ul/R2可知，|2也J。再根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律 I 3 = Il+l2, |3仙 |2(,所以 |

11、1一定要。(引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)PPT上的解題順序和規(guī)律，得出方法1,這就是分析U、|變化的常規(guī)方法。) 方法1： (1)電壓、電流的變化總是運用閉合 電路歐姆定律著手分析，然后從干路到支路，部 分電路歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律交替使用。師：剛才我們是通過串并聯(lián)規(guī)律分析的， 還有 更簡便的方法直接判斷U1、|1的變化情況嗎？生：利用等效電源法，將 R3看作是電源的一 部分，則U1就是等效電源的端壓，一定減小。將R2、R3都看作是電源的一部分，則|1就是等 效電源的總電流，一定增大。師：等效電源的E、r與原來的不一樣，但我 們不關(guān)心虛線框內(nèi)的內(nèi)阻到底是多少， 只要知道 不變就可以了。方法1: (2)等效電源法

12、可以將復(fù)雜問題簡單 化。師：使用這個方法要注意，我們必須使研究的 電壓和電流變成等效電源的端壓和總電流。(2)師：這是我們上節(jié)課復(fù)習(xí)討論過的內(nèi)容，13動態(tài)電路分析接下來我們再進一步看看各物理量的變化量之 間的大小關(guān)系。（思考1分鐘后，讓學(xué)生討論）師：現(xiàn)在我們比較的 U、Ui、U3都是屬于電 路不同部分的，應(yīng)該用什么規(guī)律呢？生：由 U = Ui + U3,因為 U J , U31 , Ui J , 所以 Ui> U3, Ui> U。師：U和U3的大小關(guān)系能比較嗎？生：U和U3無法比較。師：從表達式可看出，U3增加越多，U就減 少越少；U3增加越少，U就減少越多，所以是無 法判斷。（3

13、）師：下面請同學(xué)們用同樣的方法自主完 成第3小問的分析。（自主活動）生：由 I3=li + l2,因為 I3? , I2J , lit,所 以I i> I 2, I i> I 3。 I2和I 3同樣無法比較。方法2: 2、3兩題中涉及的都是電路不同部分 的U和I大小的比較，所以運用串并聯(lián)規(guī)律進 行分析。i4動態(tài)電路分析(4)師：剛才我們分析了I的大小比較，接下來看看變化情況。我們先來看看第4小問, 思考一下。(半分鐘)U3_ _生：U3=|3R3,所以 |3 = R3,不"。又 U3 = U3_I 3 R3所以-1=R3不變。I 3師：U3、I3都是同一元件上的電壓和電流

14、，所 以用了部分電路歐姆定律。物理量的關(guān)系不僅可 以用公式表示，也可以用圖線表示。那么這道題 怎么用圖線表示呢？、 .U3一、 一生：畫電阻的伏安特性曲線，可知7不變；又I3一一人一， U3圖線斜率為t=R3,不變。I 3師：可見，我們分析 U和I時，作的是U- I圖像，從中可以找到 U和I的關(guān)系。圖像法 是一種很重要的方法，有時比公式法還簡便，我 們常常會用到。15動態(tài)電路分析I 3（5）師：接下來我們再來看看第小問，思考一下。（1分鐘）師：U代表端壓，I3代表總電流 們是不是也可以通過電源的端壓和電源的總電 流的圖線來分析，從中找到U和I3之間的關(guān)系 呢？ （1分鐘）I 3I 3（將學(xué)生可

15、能出現(xiàn)的三種圖像畫在黑板上）師：我們前面已經(jīng)分析過滑片向上移們再來看看第二和第三個圖像。我們動時，I3增大，U減小，但第一個圖 增大，U卻在增大，不合理。所以我 作圖線找的是兩個變量之間的關(guān)系， 式子U = 13R外中三個量都是變量,是無法畫出圖線來的。所以我們應(yīng)該將三個變量的 式子轉(zhuǎn)化為只有U和I 3兩個變量的式子，作出 圖線，看看應(yīng)該是直線還是曲線。生：根據(jù)U=E-I3r,可畫出電源的伏安特性 曲線，是第三個圖像，比值一就反應(yīng)內(nèi)阻的大I 3小，所以是不變的16動態(tài)電路分析師：那么U呢？是不是也是不變的?I 3生：代表阻值R外)由于R外在減小, 所以¥是減小的。I 3師：這個結(jié)論能

16、不能從剛才這張電 源的伏安特性曲線上反映出來？生：隨著R外的減小，I3在增大。從圖中可以 看出，I3增大，U和I3的比值在逐漸變小。師：所以2和4的意義不一定是一樣的方法3:討論*的變化，由電阻的伏安特性曲 線或者電源的伏安特性曲線得出師：若是討論定值電阻的 號的變化，由定值 電阻的伏安特性曲線得出；若是討論可變電阻的心的變化，由電源的伏安特性曲線得出(6)師：下面我們加深題目的綜合程度，同學(xué)們就用這3個方法來分析接下來的題目。先看第6小題。(思考17動態(tài)電路分析1分鐘后討論）師：Ui、I 3可以歸結(jié)到同一部分電路上來看 嗎？生：Ui代表并聯(lián)小組的電壓，I3代表并聯(lián)小 組的電流。根據(jù)等效電源法

17、，可以將 R3看作是 等效電源的內(nèi)阻，即r = r + R3,畫出等效電源U1的伏安特性曲線，可知 <=r + R3,不變。I 3師：此題不僅運用了圖像法，而且把前面提到 的等效電源法也用上了，綜合性增強了（7）師：同學(xué)們一步步下來，思路 已經(jīng)比較清楚了，那么對于第7小問, 應(yīng)該也有思考的方向了，就請同學(xué)們 自己得出結(jié)論吧。（自主活動）生：可以將定值電阻R2和R3都看成是電源的 一部分，這個等效電源的內(nèi)阻不變。這樣 Ui就是等效電源的端壓，11就是等效電源的總電流， U1一 ，根據(jù)等效電源的伏安特性曲線，可知 一等于等11效電源的內(nèi)阻，所以不變。師：那么個變化嗎?18動態(tài)電路分析UiUi

18、 i生：T7=Ri,由于Ri在減小，所以是減小的。(8)師：前面兩小題是圖線法和等效電路法 的結(jié)合，我們還有i個方法未用，如果綜合運用， 又可以解決更多更難的問題。下面請同學(xué)們思考 第8小題。(i分鐘)師：通過前面的分析，我們知道 號表示電阻, 那么分析此題時，要么都化成電阻比較，要么都 化成一的形式比較。前后桌一起討論一下。生T，因為n>所以告*即二< r。師：此題運用了 3個方法，綜合程度已經(jīng)很高 了。師：通過這個例題8小問的分析，我們知道了 一般處理動態(tài)電路問題有3種方法，下面就請同 學(xué)們根據(jù)這3種方法來做一個練習(xí)。i9動態(tài)電路分析練習(xí).如圖所示電路中，電源 的內(nèi)電阻為r,

19、Ri、R3、R4均為定 值電阻。設(shè)路端電壓為 U,電壓 改變量的絕對值為 U ; R2、R3的總電流為I,電流改變量的絕對 值為I。閉合電鍵S,當(dāng)滑動變阻器 R2的滑動 觸頭P向右滑動時，下列說法正確的是(ABC )(A) U變大(B) I變小(C)UT< rU(D) ：>rR總，I總，UiI3l= U V R3R2TI2 J 無法從I = I2+I3中判斷I的變化I總=Ii + I I總減小，U并增大，則Ii增大， 所以I必減小I > I總U/ I < U/ I 總=r20動態(tài)電路分析關(guān)于“動態(tài)電路分析”的點評徐匯區(qū)教師進修學(xué)院張培榮這一堂課是一堂研究課，研究高三第一

20、 輪復(fù)習(xí)課應(yīng)該怎么上。高三第一輪復(fù)習(xí)的指導(dǎo)思路是：一.第一輪復(fù)習(xí)雖然要求全面、系統(tǒng)， 但是與高一、高二上新課又是不同的，高一、高 二上新課時有很多觀念轉(zhuǎn)變性的以及親身體驗 性的內(nèi)容，在高三復(fù)習(xí)時就不要了，例如電源的 路端電壓會變的，在高二時要反復(fù)強調(diào)，通過實 驗、推理等讓學(xué)生從初中的觀念轉(zhuǎn)過來， 但在高 三就不必了，所以這節(jié)課也可以安排一些實驗來 看電流、電壓的變化，但是這屬于體驗性的，在 高三就不必為實驗而實驗了，這節(jié)課就是訓(xùn)練思 維能力。二.高三第一輪復(fù)習(xí)的內(nèi)容是基礎(chǔ)知識、 基本規(guī)律和基本方法，載體是典型題，要求是落 實。這節(jié)課討論的閉合電路歐姆定律和電路 動態(tài)分析就是基礎(chǔ)知識和基本規(guī)律的應(yīng)用?；痉椒ㄓ腥齻€層次：本節(jié)課的專用方法：常規(guī)方法、等效電21動態(tài)電路分析源法、伏安特性曲線法。這要顯性，所以要不斷 小結(jié)和強化。是本節(jié)課要落實的。本章的專用方法：對同一部分電路用部 分電路歐姆定律，對不同部分電路關(guān)系用串并聯(lián) 規(guī)律。一般方法：圖線與函數(shù)式的對應(yīng)關(guān)系， 特別是強調(diào)畫圖線的函數(shù)式中必須只有兩個變 量。后兩種方法應(yīng)該是隱性的，否則這節(jié)課 會有很多方法，就把重點沖淡了，這些方法是在 講課時復(fù)習(xí)強化，潛移默化。載體是典型題：本節(jié)課就是一個典型題， 一題多變，新題、難題留著讓學(xué)生遷移，所以課 后的練習(xí)是徐匯區(qū)有一年的摸擬考題，很難