高中物理教科版选修3-1课件第二章-第9讲-习题课闭合电路欧姆定律和电路中的能量转化

第9讲习题课：闭合电路欧姆定律

和电路中的能量转化第二章直流电路第9讲习题课：闭合电路欧姆定律第二章直流电路1.会用闭合电路欧姆定律分析动态电路.2.知道电路中闭合电路的功率关系，会计算闭合电路的功率.3.会利用闭合电路欧姆定律进行含电容器电路的分析与计算.4.知道短路与断路，并会在闭合电路中进行故障分析.目标定位1.会用闭合电路欧姆定律分析动态电路.目标定位二、闭合电路的功率和效率三、含电容器电路的分析与计算方法对点检测自查自纠栏目索引一、闭合电路的动态分析四、电路故障分析二、闭合电路的功率和效率三、含电容器电路的分析与计算方法对点1.解决闭合电路动态变化问题，应按照局部→整体→局部的程序进行分析.一、闭合电路的动态分析知识梳理1.解决闭合电路动态变化问题，应按照局部→整体→局部的程序进(1)对于固定不变的部分，一般按照欧姆定律直接判断.(2)对于变化的部分，一般应根据分压或分流间接判断.(3)涉及变阻器滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.(1)对于固定不变的部分，一般按照欧姆定律直接判断.例1如图1所示，R1阻值恒定，R2为热敏电阻(热敏电阻阻值随温度降低而增大)，L为小灯泡，当R2所在位置温度升高时(

)典例精析解析答案返回方法点拨图1A.R1两端的电压减小

B.小灯泡的亮度变暗C.电流表的示数减小

D.通过R2的电流减小例1如图1所示，R1阻值恒定，R2为热敏电阻(热敏电阻阻值解析当R2所在位置温度升高时R2阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电流表的示数增大，R1两端的电压U1＝IR1增大，故A、C错误；总电流增大，内电压增大，则路端电压U＝E－Ir减小，并联部分的电压减小，所以灯泡L变暗，故B正确；通过L的电流减小，而总电流增大，则通过R2的电流增大，故D错误.答案B方法点拨解析当R2所在位置温度升高时R2阻值减小，总电阻减小，总电返回方法点拨动态电路的分析方法(1)程序法：按照局部→整体→局部的程序分析.(2)“并同串反”规律：所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小；所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大.返回方法点拨动态电路的分析方法1.电源的总功率：P总＝

；电源内耗功率P内＝U内I＝I2r；电源输出功率P出＝U外I.答案知识梳理二、闭合电路的功率和效率2.对于纯电阻电路，电源的输出功率P出＝I2R＝

，当R＝

时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为P＝

.电源输出功率随外电阻的变化曲线如图2所示.图2EIr1.电源的总功率：P总＝；电源内耗功率P内＝U内I＝I2高中物理教科版选修3-1课件第二章-第9讲-习题课闭合电路欧姆定律和电路中的能量转化例2如图3所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值R＝10Ω.(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？典例精析解析答案图3解析此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功率，也就是电源的输出功率.即当R＝r＋R0＝2Ω时，R消耗功率最大为：例2如图3所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？解析答案总结提升图3解析定值电阻R0上消耗的功率可以表示为：P＝I2R0，因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中电阻最小，即当R＝0时，R0上消耗的功率最大：返回(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大总结提升(1)定值电阻消耗功率最大时通过的电流最大.(2)求可变电阻消耗的功率时可将其他电阻等效为电源内阻.返回总结提升(1)定值电阻消耗功率最大时通过的电流最大.返回在直流电路中，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

路，简化电路时可去掉它.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.答案三、含电容器电路的分析与计算方法知识梳理断在直流电路中，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

.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

电；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路

电.答案相等充放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例3如图4所示，电源电动势E＝10V，内阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求：(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；典例精析解析答案图4答案1A

例3如图4所示，电源电动势E＝10V，内阻可忽略，R1＝(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的电荷量.解析答案图4返回方法点拨解析S闭合时，电容器两端电压UC＝U2＝I·R2＝6V，储存的电荷量Q1＝C·UC.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时UC′＝E，储存的电荷量Q1′＝C·UC′.很显然电容器上的电荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC＝1.2×10－4C.电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的，只有通过R1这条途径实现，所以流过R1的电荷量就是电容器上增加的电荷量.答案1.2×10－4C(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的电荷量.解析方法点拨含电容器电路的分析与计算方法：(1)首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联.(2)根据欧姆定律求并联部分的电压即为电容器两极板间的电压.(3)最后根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量.返回方法点拨含电容器电路的分析与计算方法：返回四、电路故障分析用电压表检查故障：(1)断路故障判断：先用电压表与电源并联，若

示数，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则说明该段电路中有断点.(2)短路故障判断：先用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则说明该段电路被短路.知识梳理答案有四、电路故障分析用电压表检查故障：知识梳理答案有例4如图5所示，用电压表检查电路的故障，测得Uad＝5.0V，Ucd＝0，Uab＝5.0V，则此故障可能是(

)A.L断路

B.R断路C.R′断路

D.S断路典例精析解析答案图5解析Uab＝5.0V、Uad＝5.0V说明b、c、d与电源之间和a与电源之间的元件和导线是完好的，又Ucd＝0，只能是R断路.B返回例4如图5所示，用电压表检查电路的故障，测得Uad＝5.01.(闭合电路的动态分析)如图6所示电路，电源内阻不可忽略.开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(

)解析答案对点检测1234图6A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大，电流表的示数减小D.电压表的示数减小，电流表的示数增大1.(闭合电路的动态分析)如图6所示电路，电源内阻不可忽略.1234答案A1234答案A解析答案12342.(闭合电路的功率和效率)如图7所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是(

)图7A.4W,33.3% B.2W,33.3%C.4W,66.7% D.2W,66.7%解析从题图中可知E＝3V，直线A和直线B的交点是电源和电阻R构成闭合电路的工作点，因此P出＝UI＝4W，P总＝EI＝6W.电源的效率η＝

≈66.7%.C解析答案12342.(闭合电路的功率和效率)如图7所示，直线3.(含容电路分析)(多选)在如图8所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是(

)A.灯泡L变亮B.电源的输出功率变小C.电容器C上电荷量减少D.电流表读数变小，电压表读数变大解析答案1234图83.(含容电路分析)(多选)在如图8所示的电路中，灯泡L的电解析

将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡L变暗，A错误；路端电压变大，电阻R两端电压变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C错误，D正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则当P向左移动一段距离后，外电路电阻比r大得越多，电源的输出功率变小，B正确.答案BD1234解析将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，4.(电路故障分析)如图9所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，在两灯突然熄灭后，用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压高，故障的原因可能是(假设电路中仅有一处故障)(

)解析答案图91234A.a、c间断路

B.c、d间断路C.b、d间断路

D.b、d间短路解析因电路中L1、L2、R及电源串联，电路中只有一处故障且两灯不亮，电路中必是断路，故D错误.电路中无电流，但c、d间电压升高，是因为c、d间断路，c、d两点分别与电源正、负极等电势.故正确答案为B.B返回4.(电路故障分析)如图9所示，灯泡L1、L2原来都正常发光感谢阅读下载！仅供参考学习之用！感谢阅读下载！第9讲习题课：闭合电路欧姆定律

和电路中的能量转化第二章直流电路第9讲习题课：闭合电路欧姆定律第二章直流电路1.会用闭合电路欧姆定律分析动态电路.2.知道电路中闭合电路的功率关系，会计算闭合电路的功率.3.会利用闭合电路欧姆定律进行含电容器电路的分析与计算.4.知道短路与断路，并会在闭合电路中进行故障分析.目标定位1.会用闭合电路欧姆定律分析动态电路.目标定位二、闭合电路的功率和效率三、含电容器电路的分析与计算方法对点检测自查自纠栏目索引一、闭合电路的动态分析四、电路故障分析二、闭合电路的功率和效率三、含电容器电路的分析与计算方法对点1.解决闭合电路动态变化问题，应按照局部→整体→局部的程序进行分析.一、闭合电路的动态分析知识梳理1.解决闭合电路动态变化问题，应按照局部→整体→局部的程序进(1)对于固定不变的部分，一般按照欧姆定律直接判断.(2)对于变化的部分，一般应根据分压或分流间接判断.(3)涉及变阻器滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.(1)对于固定不变的部分，一般按照欧姆定律直接判断.例1如图1所示，R1阻值恒定，R2为热敏电阻(热敏电阻阻值随温度降低而增大)，L为小灯泡，当R2所在位置温度升高时(

)典例精析解析答案返回方法点拨图1A.R1两端的电压减小

B.小灯泡的亮度变暗C.电流表的示数减小

D.通过R2的电流减小例1如图1所示，R1阻值恒定，R2为热敏电阻(热敏电阻阻值解析当R2所在位置温度升高时R2阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电流表的示数增大，R1两端的电压U1＝IR1增大，故A、C错误；总电流增大，内电压增大，则路端电压U＝E－Ir减小，并联部分的电压减小，所以灯泡L变暗，故B正确；通过L的电流减小，而总电流增大，则通过R2的电流增大，故D错误.答案B方法点拨解析当R2所在位置温度升高时R2阻值减小，总电阻减小，总电返回方法点拨动态电路的分析方法(1)程序法：按照局部→整体→局部的程序分析.(2)“并同串反”规律：所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小；所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大.返回方法点拨动态电路的分析方法1.电源的总功率：P总＝

；电源内耗功率P内＝U内I＝I2r；电源输出功率P出＝U外I.答案知识梳理二、闭合电路的功率和效率2.对于纯电阻电路，电源的输出功率P出＝I2R＝

，当R＝

时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为P＝

.电源输出功率随外电阻的变化曲线如图2所示.图2EIr1.电源的总功率：P总＝；电源内耗功率P内＝U内I＝I2高中物理教科版选修3-1课件第二章-第9讲-习题课闭合电路欧姆定律和电路中的能量转化例2如图3所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值R＝10Ω.(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？典例精析解析答案图3解析此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功率，也就是电源的输出功率.即当R＝r＋R0＝2Ω时，R消耗功率最大为：例2如图3所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？解析答案总结提升图3解析定值电阻R0上消耗的功率可以表示为：P＝I2R0，因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中电阻最小，即当R＝0时，R0上消耗的功率最大：返回(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大总结提升(1)定值电阻消耗功率最大时通过的电流最大.(2)求可变电阻消耗的功率时可将其他电阻等效为电源内阻.返回总结提升(1)定值电阻消耗功率最大时通过的电流最大.返回在直流电路中，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

路，简化电路时可去掉它.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.答案三、含电容器电路的分析与计算方法知识梳理断在直流电路中，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

.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

电；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路

电.答案相等充放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例3如图4所示，电源电动势E＝10V，内阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求：(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；典例精析解析答案图4答案1A

例3如图4所示，电源电动势E＝10V，内阻可忽略，R1＝(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的电荷量.解析答案图4返回方法点拨解析S闭合时，电容器两端电压UC＝U2＝I·R2＝6V，储存的电荷量Q1＝C·UC.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时UC′＝E，储存的电荷量Q1′＝C·UC′.很显然电容器上的电荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC＝1.2×10－4C.电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的，只有通过R1这条途径实现，所以流过R1的电荷量就是电容器上增加的电荷量.答案1.2×10－4C(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的电荷量.解析方法点拨含电容器电路的分析与计算方法：(1)首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联.(2)根据欧姆定律求并联部分的电压即为电容器两极板间的电压.(3)最后根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量.返回方法点拨含电容器电路的分析与计算方法：返回四、电路故障分析用电压表检查故障：(1)断路故障判断：先用电压表与电源并联，若

示数，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则说明该段电路中有断点.(2)短路故障判断：先用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则说明该段电路被短路.知识梳理答案有四、电路故障分析用电压表检查故障：知识梳理答案有例4如图5所示，用电压表检查电路的故障，测得Uad＝5.0V，Ucd＝0，Uab＝5.0V，则此故障可能是(

)A.L断路

B.R断路C.R′断路

D.S断路典例精析解析答案图5解析Uab＝5.0V、Uad＝5.0V说明b、c、d与电源之间和a与电源之间的元件和导线是完好的，又Ucd＝0，只能是R断路.B返回例4如图5所示，用电压表检查电路的故障，测得Uad＝5.01.(闭合电路的动态分析)如图6所示电路，电源内阻不可忽略.开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(

)解析答案对点检测1234图6A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大，电流表的示数减小D.电压表的示数减小，电流表的示数增大1.(闭合电路的动态分析)如图6所示电路，电源内阻不可忽略.1234答案A1234答案A解析答案12342.(闭合电路的功率和效率)如图7所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是(

)图7A.4W,33.3% B.2W,33.3%C.4W,66.7% D.2W,66.7%解析