沪科版高中物理选修3-1课件：第4章 探究闭合电路欧姆定律 章末总结

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1、章末总结,第4章 学案5,内容索引,网络构建,题型探究,达标检测,网络构建,1,探究闭合电路欧姆 定律,闭合 电路,闭合电路 欧姆定律,I_(适用于纯电阻电路) E (适用于纯电阻电路 EU外U内(适用于任何电路),测量电源的 电动势和内阻,方法：伏安法、安阻法、伏阻法 原理：闭合电路欧姆定律 数据处理：计算法、图像法,IRIr,路端电压与 外电阻的关系,UIR ，U随R的增大而增大 当R时，UE；当R0时，U0,探究闭合电路欧姆 定律,多用电表测 电阻的原理,闭合电路欧姆定律I 中值电阻R中 R内,电功和 电功率,电功：W ，电功率P_ 电热：Q ，热功率P_,UIt,UI,I2Rt,I2R

2、,电功与 电热的 关系,纯电阻电路：WQUItI2Rt 非纯电阻电路：WUItQI2Rt,闭合电路的功率：P总 ，P外 ，P内 .,IE,IU,I2r,2,题型探究,一、纯电阻电路和非纯电阻电路,1.对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，此时有WQ，即UItI2Rt.计算电功或电热时，可采用公式WQUIt tPt中的任一形式进行计算. 2.对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽的电路)，电功大于电热.在这种情况下，不能用I2Rt或 t来计算电功.根据能量守恒定律可知，在非纯电阻电路中，电能的转化为：电功电热其他形式的能，即UItI2RtE(其他形式的能)

3、.,例1 如图1所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r1 ，电炉电阻R19 ，电解槽电阻r0.5 .当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做不变).试求： (1)电源的电动势；,答案,解析,图1,120 V,电源电动势EI(Rr)120 V.,(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；,答案,解析,20 A,设S1、S2都闭合时电炉功率为P2，电炉中电流为,流过电解槽的电流为IAI1I20 A.,(3)S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率.,答案,解析,1 700 W,电解槽消耗的电功率PAIA

4、U2095 W1 900 W 电解槽中热损耗功率P热 2020.5 W200 W 电解槽中电能转化成化学能的功率为 P化PAP热1 700 W.,二、闭合电路的动态分析 动态电路问题的分析思路 (1)电路中不论是串联部分还是并联部分，只要有一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻必变大.只要有一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻必变小； (2)根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判定总电流、路端电压的变化； (3)判定固定支路电流、电压的变化； (4)判定变化部分的电流、电压变化，如变化部分是并联回路，那么仍应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化，然后变化部分的电流、电压就能确定了.,例2

5、在如图2所示的电路中，E为电源电动势，r为其内阻，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表.若将照射R3的光的强度减弱，则 A.电压表的示数变大 B.小灯泡消耗的功率变小 C.通过R2的电流变小 D.电源内阻的电压变大,图2,答案,解析,若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，电源内电压也减小，A、D错误； 而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误.,三、含电容器

6、电路的分析与计算方法 在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，电容器处电路可看做是断路，简化电路时可去掉它.分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点： (1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降低，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压. (2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等.,(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降

7、低，电容器将通过与它连接的电路放电.,例3 如图3所示，电源电动势E10 V，内阻可忽略，R14 ，R26 ，C30 F，求： (1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；,图3,答案,解析,1 A,(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的总电荷量.,答案,解析,1.2104 C,S闭合时，电容器两端电压UCU2IR26 V，储存的电荷量QCUC.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时UCE，储存的电荷量QCUC.很显然电容器上的电荷量增加了QQQCUCCUC1.2104 C.电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的，这只有通过R1这条电路实现，所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加

8、量.,达标检测,3,1.(闭合电路的动态分析)如图4所示的电路.三只相同的灯泡L1、L2、L3，当滑动变阻器的滑动触点向b端移动时 A.L1变亮，L2、L3变暗 B.L1、L2变亮，L3变暗 C.L1、L3变暗，L2变亮 D.L1、L3变亮，L2变暗,图4,答案,解析,滑动变阻器触点向b端移动，电阻变小，总电阻变小，I1(I1是通过L1的电流)变大，U3变小，I3变小，I2I1I3(I2、I3分别为通过L2、L3的电流)，可知I2变大，L2变亮.,1,2,3,4,2.(闭合电路的动态分析)(多选)如图5所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡均

9、能发光.在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是 A.小灯泡L1、L2均变暗 B.小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗 C.电流表 的读数变小，电压表 的读数变大 D.电流表 的读数变大，电压表 的读数变小,图5,1,2,3,4,答案,解析,滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，故电流表 的读数变小，电压表 的读数变大，小灯泡L2变暗，小灯泡L2两端的电压减小，小灯泡L1两端电压增大，小灯泡L1变亮，B、C正确.,1,2,3,4,3.(含电容器电路的分析与计算)(多选)如图6所示的电路中，电源电动势E6 V，内阻r

10、1 ，电阻R16 ，R25 ，R33 ，电容器的电容C2105 F.若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则 A.I0.75 A B.I0.5 A C.q2105 C D.q1105 C,图6,答案,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,4.(非纯电阻电路的计算)如图7所示的电路中，电源电动势E10 V，内阻r0.5 ，电动机的电阻R01.0 ，电阻R11.5 .电动机正常工作时，电压表的示数U13.0 V，求： (1)电源释放的电功率；,答案,解析,20 W,1,2,3,4,图7,(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；,答案,解析,12 W 8 W,1,2,3,4,电动机两端的电压为UEIrU1(1020.53.0) V6 V 电动机消耗的电功率为：P电UI62 W12 W 电动机消耗的热功率为：P热I2R0221.0 W4 W 根据能量守恒定律得，电动机将电能转化为机械能的功率 P机P电P热12 W4 W8 W,(3)电源的输出功率和效率.,答案,解析,18 W 90%,1,2,3,4,本课结束,