高中物理第二章恒定電流習題課課件新人教版

第二章

恒定電流習題課：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用學習目標

1.會用閉合電路歐姆定律分析動態(tài)電路.2.知道閉合電路中的功率關(guān)系，會計算閉合電路的功率.3.會利用閉合電路歐姆定律進行含電容器電路的分析與計算.內(nèi)容索引題型探究達標檢測1題型探究(1)程序法

一、閉合電路的動態(tài)分析閉合電路動態(tài)問題的分析方法(2)結(jié)論法——“并同串反”“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.“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、電功率都將減小；某一電阻減小時，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.例1電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖1所示的電路.當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時，下列說法正確的是A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大B.電壓表和電流表讀數(shù)都減小C.電壓表讀數(shù)增大，電流表A1示數(shù)減小，A2示數(shù)增大D.電壓表讀數(shù)減小，電流表A1示數(shù)增大，A2示數(shù)減小

圖1答案解析√規(guī)律總結(jié)解決閉合電路動態(tài)問題的一般思路1.分析電路，明確各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或電壓表的測量對象；2.由局部電阻變化判斷總電阻的變化；4.據(jù)U＝E－Ir判斷路端電壓的變化；5.由歐姆定律及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷各部分的電路電壓及電流的變化.針對訓(xùn)練1

如圖2所示，A、B、C三只電燈均能發(fā)光，當把滑動變阻器的觸頭P向下滑動時，三只電燈亮度的變化是A.A、B、C都變亮

B.A、B變亮，C變暗C.A、C變亮，B變暗

D.A變亮，B、C變暗

圖2解析答案√二、閉合電路的功率1.電源的總功率：P總＝EI；電源內(nèi)電阻消耗的功率P內(nèi)＝U內(nèi)I＝I2r；電源輸出功率P出＝U外I.圖3例2如圖4所示，電路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，變阻器的最大阻值為10Ω.(1)在變阻器的阻值R為多大時，變阻器上消耗的功率最大？最大為多大？

圖4解析答案此種情況可以把R0歸入電源內(nèi)電阻，這樣變阻器上消耗的功率也就是電源的輸出功率.即當R＝r＋R0＝2Ω時，R消耗功率最大為：(2)在變阻器的阻值R為多大時，定值電阻R0上消耗的功率最大？最大為多大？解析答案圖4定值電阻R0上消耗的功率可以表示為：P＝I2R0，因為R0不變，當電流最大時功率最大，此時應(yīng)有電路中電阻最小，即當R＝0時，R0上消耗的功率最大：方法總結(jié)功率最大值的求解方法1.流過電源的電流最大時，電源的功率、內(nèi)損耗功率均最大.2.對某定值電阻來說，其電流最大時功率也最大.3.電源的輸出功率在外電阻等于內(nèi)阻時最大，若不能相等，外電阻越接近內(nèi)阻時，電源的輸出功率越大.例3如圖5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，以上述電源和電阻組成閉合電路時，求：(1)電源的輸出功率P出為多大？(2)電源內(nèi)部損耗的電功率是多少？(3)電源的效率η為多大？

圖5解析答案(1)4W

(2)2W

(3)66.7%三、含電容器電路的分析與計算1.電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻上無電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓.2.當電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等.3.電路的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充(放)電.如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電.例4如圖6所示，電源電動勢E＝10V，內(nèi)阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求：(1)S閉合后，穩(wěn)定時通過R1的電流；

圖6解析答案1A(2)S原來閉合，然后斷開，這個過程中流過R1的總電荷量.解析答案S閉合時，電容器兩端電壓UC＝U2＝I·R2＝6V，儲存的電荷量Q＝C·UC·S斷開至達到穩(wěn)定后電路中電流為零，此時UC′＝E，儲存的電荷量Q′＝C·UC′.很顯然電容器上的電荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC＝1.2×10－4C.電容器上電荷量的增加是在S斷開以后才產(chǎn)生的，這只有通過R1這條電路實現(xiàn)，所以流過R1的電荷量就是電容器帶電荷量的增加量.1.2×10－4C方法總結(jié)分析電容器電荷量變化的方法1.首先確定電路的連接方式及電容器和哪部分電路并聯(lián).2.根據(jù)歐姆定律求并聯(lián)部分的電壓即為電容器兩極板間的電壓.3.最后根據(jù)公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求電荷量及其變化量.針對訓(xùn)練2

如圖7所示電路中，電源電動勢E＝9V，內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R1＝6Ω，R2＝10Ω，R3＝6Ω，電容器的電容C＝10μF.(1)保持開關(guān)S1、S2閉合，求電容器所帶的電荷量；

圖7解析答案3×10－5C電容器所帶的電荷量為Q＝CUC＝10×10－6×3C＝3×10－5C.(2)保持開關(guān)S1閉合，將開關(guān)S2斷開，求斷開開關(guān)S2后流過電阻R2的電荷量.圖7解析答案6×10－5C保持開關(guān)S1閉合，將開關(guān)S2斷開后，電路穩(wěn)定時電容器兩端的電壓等于電源電動勢，此時電容器上的電荷量Q′＝CE＝10×10－6×9C＝9×10－5C，而流過R2的電荷量等于電容器C上電荷量的增加量QR2＝ΔQ＝Q′－Q＝9×10－5C－3×10－5C＝6×10－5C.達標檢測21.如圖8所示的電路，閉合開關(guān)S，待電路中的電流穩(wěn)定后，減小R的阻值.則A.電流表的示數(shù)減小B.電壓表的示數(shù)減小C.電阻R2兩端的電壓減小D.路端電壓增大

1234圖8題圖中的電路結(jié)構(gòu)是R1與R先并聯(lián)，再與R2串聯(lián)，故R↓→R總↓→I干↑→U內(nèi)↑→U外↓.R2兩端電壓U2＝I干R2，U2增大，所以R與R1的并聯(lián)電壓減小，

示數(shù)減小，A、C、D錯誤，B正確.答案√解析2.如圖9所示，圖線a是某一電源的U－I曲線，圖線b是一定值電阻的U－I曲線.若將該電源與該定值電阻連成閉合電路，已知該電源的內(nèi)阻r＝2.0Ω，則說法錯誤的是A.該定值電阻為6ΩB.該電源的電動勢為20VC.將2只這種電阻串聯(lián)作為外電阻，電源輸出功率最大D.將3只這種電阻并聯(lián)作為外電阻，電源輸出功率最大

答案√1234圖93.電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比，如圖10所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線.直線C為電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖線，將這個電阻R分別接到a、b兩電源上，那么A.R接到電源a上，電源的效率較低B.R接到電源b上，電源的輸出功率較大C.R接到電源a上，電源的輸出功率較大，電源效率較高D.R接到電源b上，電源的輸出功率較小，電源效率較高

答案解析√1234圖10電源的效率η＝

，由題中圖象可知A與C交點處電壓大于B與C交點處電壓，則R接到電源a上效率較高；電源輸出功率P＝UI，由題中圖象易得R接到電源a上輸出功率較大，A、B、D錯誤，C正確.12344.阻值相等的四個電阻、電容