高三物理闭合电路欧姆定律题型归类分析

1、闭合电路欧姆定律”题型归类分析闭合电路欧姆定律是高中电学的核心内容，是进行电路分析和计算的主要依据，也是 历年高考的热点.下面通过例题对闭合电路欧姆定律的题型进行归类分析，希望对同学们有 所启发.、电路的动态分析一个闭合电路就是一个整体，当某一局部电路发生变化时，会使整个电路的总电阻发 生变化，随之会引起一系列连锁反应： 干路中的总电流变化一电源的内电压变化一路端电压 变化一各支路的电压及电流变化 .这时，可根据串并联电路的特点、闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律进行分析.例1.如图1所示，当可变电阻 飞的滑动片向右移动时, 下列判断正确的是：A .电压表的读数变小B,电流表的读数变小C.电压

2、表的读数增大D.电流表的读数增大分析与解：由图可知，当滑动片 P向右移动时，Ro变大，使整个外电路的电阻 R变大, 根据闭合电路欧姆定律 I = E/(R+r)可知电路总电流I减小，路端电压 U=E- Ir增大，则电压 表的读数变大，选项C正确.根据串联电路的特点， &两端的电压U2=U- IRi,因UT、I J,则U2T,通过电阻R2的电流I2=U/ R2变大.根据并联电路的特点，通过R0的电流I0=I -I2,因I J、I2T ,则Io J ,电流表的读数变小，选项B正确.故本题的正确选项为 B、C.点评：电路动态分析的基本思路是：“部分一整体一部分”，即从某个电阻的变化入手，由串并联规律

3、先判断外电路总电阻的变化情况， 然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和 路端电压的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律判断各支路的电流、电压变化情况.二、功率计算R1 和 R2,且 r = vR1R2 .电源的输出功率：P出=IU = IE-I2rP出=I2R_ E2R I R - o (R r)2E2(R-r)2/R 4r对于外电路是纯电阻的电路，电源的输出功率:电源的输出功率随外电阻的变化关系如图2所示，则:E2当R=r时，P出max= 一4r一个输出功率(除最大功率外)P对应于两个不同的外电阻当Rr时，RT - P出J. FR -.电源的效率： 中父100% =父10阴FR r图3则RT -

4、当R=r时，电源的输出功率最大，但效率仅为50%.例2 .如图3所示，已知电源的内阻 r=2Q ,定值电阻R1=0.5Q,求:(1)当滑动变阻器 R2的阻值为多大时，电阻 R消耗的功率最大？(2)当滑动变阻器 R2的阻值为多大时，电源的输出功率最大？(3)当滑动变阻器 R2的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大? 分析与解：(1)因为Ri是定值电阻，其功率 Pi = Ii2Ri,所以当R2=0时，li最大，则电阻Ri的功率Pi最大.(2)当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，即Ri+ R2=r, R2=r-Ri=2-0.5金1.5 Q时,电源的输出功率最大.(3)将电阻Ri等效到电源内部，此时电源

5、的输出功率就等于变阻器R2消耗的功率，等效电源的输出功率最大时，变阻器消耗的功率也最大.即R2=Ri+r=0.5Q+2 Q=2.5Q时，变阻器消耗的功率最大.点评：由R=r时电源输出功率最大的理论处理上述问题时，可将某定值电阻充当电源 的内阻来处理.R=2Q, M为直流电动机,Uv=2iV,求电动机转变例3.如图4所示，电源的电动势 E=24V,内阻r=iQ,电阻 其电枢电阻rz=i Q,电动机正常工作时，其两端所接电压表读数为 机械能的功率是多大？分析和解：由闭合电路欧姆定律可得：E=Uv + I(R+r),则：24 - 21A . A A =iA由能量守恒可知电动机输出的机械功率为:P 机

6、=IUv- l2r/=(i X2i jx i)W=20W.电动机在点评：含电动机的直流电器，已不再是纯电阻电路，此时欧姆定律已不适用正常工作时，除了少部分电能转化为内能外，大部分电能转化为机械能， 这时电功大于电热,求机械功率或其它形式功率要用能的转化和守恒定律解决三、含有电容器的电路电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路有充电放 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的元件，在电容 器处电路可看作是断路.分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确地判断和求出电 容器两端的电压，其具体方法是：.确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端的电压

7、即为电容器两端的电压.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端的电压即为电容器两端的电压，而与电容器串联的电阻可看成导线Ri R2例4.如图5所示，E=i0V , Ri=4Q, R2=6Q, C=30 口，电池内阻可忽略 on.(i)闭合开关S,求稳定后通过 Ri的电流.E十 TO ，S(2)然后将开关 S断开，求这以后通过 Ri的电量.1分析：电容器稳定后相当于断路，S断开前电容器相当于和 R2并联，图5S断开后，电容器相当于直接接到电源上.S断开前后通过 Ri的电量即为前后两状态下电容徐r电重之差.E i0解：(i)电容器稳定后相当于断路，则： l1 = l =一E =0-A

8、 = iA.Ri R24 6(2)断开S前，电容器两端的电压等于R2两端的电压，电压为IiR2,电容器的带电量为：Qi=OIiR2 .断开S稳定后总电流为零，电阻Ri不分压，可看成导线，电容器两端的电压就等于电源的电动势E,电容器的带电量为：Q2=CE.将开关S断开后通过 Ri的电量为：AQ= Q2-Qi.代入已知数据得：A Q=1.2 X 10-4C.点评：对于与电容器相关联的试题，电容器稳定后，在电容器处电路可看作是断路，与电容器串联的电阻不分压可看成导线.若要计算电容器中有关电量等的变化，则要先分析电容器两端电压的变化，再利用AQ=CAU来计算.例5.如图6所示的电路中，各个电键均闭合，

9、且 两极板之间的带电微粒向下运动，则应该：k2接a,现要使静止在平行板电容器A.将 B.将 C.将 D.将ki断开k2掷在bk2掷在c k3断开R4j C ,k3Ri aR3图6分析与解：开始当各个电键均闭合且 k2接a时，由于电阻 &和R与电容器串联不分压, 此时电容器两端的电压等于电阻R2两端的电压，微粒在平行板电容器间所受的电场力与重力平衡，处于静止状态.将ki断开时，电容器将通过电阻 &、Ri和R2放电，两极板间的电场强度变为零，微粒 向下运动，则选项 A正确.将k2掷在b时，电容器与 Q、Ri和R3串联后接在电源两端，电容器两端的电压等于电 源的电动势，两极板间的电场强度增大，电场力大于重力，微粒向上运动，则选项B不正确.将k2掷在c时，电容器将通过电阻 R4放电，两极板间的电场强度变为零，微粒向下运