2020届高三物理一轮教案闭合电路欧姆定律

1、教学目标：2020 届高三物理一轮教案闭合电路欧姆定律1 把握闭合电路欧姆定律，并能应用其解决有关咨询题；2把握路端电压和外电路电阻的关系，把握讨论电路结构变化题的一样方法3把握闭合电路的U-I 图象教学重点：闭合电路欧姆定律及其应用教学难点：闭合电路欧姆定律的应用教学方法：讲练结合，运算机辅助教学教学过程：一、闭合电路欧姆定律1 . 要紧物理量。R、 I、 U，前两个是常量，后三个是变量。研究闭合电路，要紧物理量有E、闭合电路欧姆定律的表达形式有： E=U 外 +U 内 I I、 R间关系Rr U=E-Ir U、 I 间关系R UE U、 R间关系Rr从式看出：当外电路断开时I = 0 ，路

2、端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势有柔弱电流。 当外电路短路时 R = 0， 因而 U = 0 电流最大为Im=E/r一样不承诺显现这种情形，会把电源烧坏。2 .电源的功率和效率。功率： 电源的功率电源的总功率PE=EI电源的输出功率P出 =UI电源内部消耗的功率Pr=I 2r电源的效率：P U R 最后一个等号只适用于纯电阻电路PEE R222P E R4RrEE ，可见电源输出功率随外电阻变化的图22R r 2R r 2 4r4r线如下图，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为P E2。m4r010。求：电源的最大输出【例 1】如图，E =6V， r =4

3、，R1=2，R2的变化范畴是功率；R1 上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。解：R2=2时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；R1 是定R2R1植电阻，电流越大功率越大，因此R2=0 时R1 上消耗的功率最大为2W； 把R1 也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6，因此，当R2=6时，R2上消耗的功率最大为1.5W。3 .变化电路的讨论。R1R3R2闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会阻碍整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。以右图电路为例： 设 R1 增大，总电阻一

4、定增大；由 I E ， I 一定减小；由U=E-Ir，RrU 一定增大；因此U4、 I4一定增大；由I3= I-I4， I3、 U3一定减小；由U2=U-U3，U2、 I2一定增大；由I1=I3-I2， I 1一定减小。总结规律如下：总电路上R 增大时总电流I 减小， 路端电压U 增大； 变化电阻本身和总电路变化规律相同；和变化电阻有串联关系通过变化电阻的电流也通过该电阻的看电流即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小；和变化电阻有并联关系的通过变化电阻的电流不 通过该电阻看电压即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大【例2】如图， 电源的内阻不可忽略定值电阻R1=10，R2=8当电键S接位

5、置1 时，0.20A那么当电键S接位置 2 时，电流表的示数可能是以下的哪些值A.0.28AB.0.25AC.0.22AD.0.19AA1R12R2解：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，因此不可能是 0.19A电源的路端电压一定减小，原先路端电压为2V，因此电键接2 后路端电压低于2V，因此电流一定小于0.25A因此只能选C。【例3】如下图，电源电动势为E，内电阻为r当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发觉电压表V1、 V2示数变化的绝对值分不为 U1 和 U2，以下讲法中正确的选项是A.小灯泡L1、 L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、 L2变亮C. U1< U2

6、D. U1> U2解：滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。与电阻蝉联串联的灯泡L1、 L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗。U1 减小，U2增大，而路端电压U= U1+ U2减小，因此U1 的变化量大于U2的变化量，选BD。4电动势与路端电压的比较：5.闭合电路的U-I 图象。右图中 a 为电源的U-I 图象； b 为外电阻的U-I 图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a 的斜率的绝对值表示内阻大小；b 的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时即内、外电阻相

7、等时图中矩形面积最 大，即输出功率最大能够看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半【例4】如下图，图线a 是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线假设该蓄电池组的内阻为2.0，那么这只定值电阻的阻值为。 现有 4 只这种规格的定值电阻， 可任意选取其中的假设干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，那么所组成的这些外电路中，输出功率最大时是W。解：由图象可知蓄电池的电动势为20V，由斜率关系知外电阻阻值为 6。用3 只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2，因此输出功率最大为50W。6.滑动变阻器的两种专门接法。在电路图中，滑动变阻器有两种接法要专门引起

8、重视：右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头P 从 a 端滑向 b 端的过程A 的示数先减小后增大；能够证明：A1 的示数一直减小，而A2 的示数一直增大。A1右图电路中，设路端电压U 不变。当滑动变阻器的滑动触头P 从 a 端滑向 b 端的过程中，总电阻逐步减小；总电流I 逐步增大；RX两端的电压逐步增大，电流也逐步增大这是实验中常用的分压电路的原理；滑动变阻器r 左半部的电流 I / 先减小后增大。5】 如下图，电路中ab 是一段长10 cm，电阻为100的平均电阻丝。两只定值电阻的阻值分不为R1=80和R2=20。当滑动触头P 从 a 端cm 时灯缓慢向 b 端移动的全过程中灯泡始终发光。那

9、么当移动距离为泡最亮，移动距离为解：当 P 移到右端时，外电路总电阻最小，灯最亮，这时aP 间电阻为20时，外电路总电阻最大，灯最暗，这时aP 长 10cm 。aP 长 2cm 。R1R2cm 时灯泡最暗。7.黑盒咨询题。假如黑盒内只有电阻，分析时，从阻值最小的两点间开始。【例6】如下图，黑盒有四个接线柱，内有4 只阻值均为6的电阻，每只电阻都直截了当与接线柱相连。测得Rab=6，Rac=Rad=10。Rbc=Rbd=Rcd=4，试画出黑盒内的电路。解：由于最小电阻是Rbc=Rbd=Rcd=4，只有2 只6串联后再与1 只 6并联才能显现4，因此bc、 cd 、 db 间应各接1 只电阻。再于

10、ab 间接 1 只电阻，结论正合适。二、电路故障咨询题的分类解析1. 常见的故障现象断路：是指电路两点间或用电器两端的电阻无穷大，现在无电流通过，假设电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路或用电器上，指针发生偏转，那么该段电路断路，如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其它各处均无电压降落即电压表不偏转。短路 : 是指电路两点间或用电器两端的电阻趋于零，现在电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏2.检查电路故障的常用方法电压表检查法：当电路中接有电源时，能够用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就能够确定故障。在用电

11、压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求。电流表检查法：当电路中接有电源时，能够用电流表测量各部分电路上的电流，通过对 测量电流值的分析，就能够确定故障。在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和 量程符合要求。欧姆表检查法：当电路中断开电源后，能够利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对 测量电阻值的分析，就能够确定故障。在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源。试电笔检查法：关于家庭用电线路，当显现故障时，能够利用试电笔进行检查。在用试3.常见故障电路咨询题的分类解析 1 给定可能故障现象，确定检查方法：【例7】 在如下图电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、 R2及

12、另外两根导线差不多上好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a， 再将黑表笔分不105bcR1R2a 6VF连电阻器R1 的 b 端和R2 的c 端，并观看万用表指针的示数，在以下选档中，符合操作规程的是：A直流10V 挡；B直流0.5A挡；C直流2.5V 挡；D欧姆挡。解析：依照题给条件，第一判定不能选用欧姆挡，因为使用欧姆挡时，被测元件必须与外电路断开。先考虑电压挡，将黑表笔接在b 端，假如指针偏转，讲明R1 与电源连接的导线断了，现在所测的数据应是电源的电动势6V。基于这一点，C 不能选，否那么会烧毁万用表；假如指针不偏转，讲明R1 与电源连接的导线是好的，而R1

13、 与R2 之间导线和R2 与电源间导线其中之一是坏的，再把黑表笔接c点，假如指针偏转，讲明R1 与 R2之间导线是断的，否那么讲明R2与电源间导线是断的，A 项正确。再考虑电流表，假如黑表笔接在b 端，指针偏转有示数那么讲明R1 与电源连接的导线是断的，现在指示数I=E/ R1+R2 =0.4A,没有超过量程；假如指针不偏转，讲明R1 与电源间连接的导线是好的，而 R1 与R2 之间导线和R2与电源间导线其中之一是坏的，再把黑表笔接c点，假如指针偏转，讲明R1 与R2 之间导线是断的，现在示数I=E/R2=1.2A,超过电流表量程，故B不能选。8】如图一电路板的示意图，a、 b、 c、 d 为

14、接线柱，a、 b 与 220V 的交流电源连接，ab 间、 bc 间、 cd 间分不连接一个电阻。现发觉电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分不测得b、 d 两点间以及a、 c两点间的电压均为220V。由此可知： A ab 间电路通，cd 间电路不通 B ab 间电路不通，bc 间电路通 C ab 间电路通，bc 间电路不通 D bc 间电路不通，cd 间电路通解析：由于用交流电压表测得b、 d 两点间为220V，这讲明ab 间电路是通的，bc 间电路不通或 cd 间电路不通；由于用交流电压表测得a、 c 两点间为220V， 这讲明 cd 间电路是通的，ab 间电路不通或bc 间电路

15、不通；综合分析可知bc 间电路不通，ab 间电路通和cd 间电路通，即选项C、 D 正确。【例9】 某同学按如下图电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P 移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号A1 示数 AA2示数 AV1 示数 VV2 示数 V10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。电路中E，r 分不为电源的电动势和内阻，R1 ，R2 ， R3为定值电阻，在这五个物理量中，可依照上表中的数据求得的物理量是不要求具体运算。由于电路发生故障，发觉两电压表示数相同了但不为零 ，假设这种情形的发生是由用电器引起的，那么

16、可能的故障缘故是。解析：先将电路简化，R1 与r 看成一个等效内阻r， =R1+r,那么由V1 和A1 的两组数据可求得电源的电动势E；由A2 和 V1 的数据可求出电阻R3；由V2和 A1、 A2的数据可求出R2。当发觉两电压表的示数相同时，但又不为零，讲明V2 的示数也是路端电压，即外电路的电压全降在电阻R2上，由此可推断Rp两端电压为零，如此故障的缘故可能有两个，假设假设R2 是完好的，那么Rp 一定短路；假设假设RP 是完好的，那么R2一定断路。10 】 如下图的电路中，闭合电键，灯 L1 、 L2 正常发光，L1 变暗，而路端电压增大，L1 变亮，而路端电压减小，L2的电流减小，电流

17、表的读数变L1 变亮，而路端电压减小，L2的电流减小，电流表的读数变由于电路显现故障，突然发觉灯L1 变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，依照分析，发生的故障可能是：A R1 断路 B R2断路 C R3短路 D R4短路解析：第一应对电路进行标准化，如下图为其标准化后的电路。当R1 断路时，总电阻增大，因此通过电源的总电流减小，灯L2 变暗，电流表的读数变小，而路端电压增大，因此 L1 两端电压增大，灯L1 变亮，因此A 选项正确。当R2 断路时，总电阻增大，因此通过电源的总电流减小，灯L2两端电压增大，灯L2变亮，因此B选项不正确。当R3 短路时，总电阻减小，因此通过电源的总电流增大，灯因

18、此L2两端电压减小，灯L2变暗，因为总电流增加，而通过大，因此C 选项不正确。当R4 短路时，总电阻减小，因此通过电源的总电流增大，灯因此L2两端电压减小，灯L2变暗，因为总电流增加，而通过大，因此D 选项不正确。【例11 】某居民家中的电路如图6 所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍正常发光拔出电饭煲的插头，把 试电笔分不插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，那么：A仅电热壶所在的C、 D 两点间发生了断路故障B仅电热壶所在的C、 D 两点间发生了短路故障C仅导线AB 间断路D因为插座用导线接地，因此发生了上述故障解析：由于电灯仍正常

19、发光，讲明电源是好的，电热壶所在的故障。把试电笔分不插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，讲明插座的左、右插孔都与火线相通，讲明电热壶所在的C、 D 两点间没有发生断路故障。综合分析可知，故障为导线AB间断路，即C选项正确。 4依照故障，分析推断可能观看到的现象【例12】如下图，灯泡A 和 B 都正常发光，R2突然断路 ,U 不变，试分析A、 B 两灯的亮度如何变化？解析： 当R2 突然断路时，电路的总电阻变大，A 灯两端的电压增大，B 灯两端的电压降低，因此将看到灯B 比原先变暗了些，而灯泡A 比原先亮了些。【例13】如下图的电路中，定值电阻R=3 ，当开关S断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为1 3；当开关S闭合时，内、外电路消耗的功率之比为1 1.求开关S闭合前和闭合后，灯泡L 上消耗的功率之比不计灯泡电阻的变化.r1RL3开关RL=3rUL2PL=RLS闭合时，3UL=E49E 216RLP内P外R并R 并 =r ， U 并 = 1 E21UL =