12.2.2闭合电路的功率与效率及动态分析课件高二上学期物理人教版

12.2课时2闭合电路的功率与效率及动态分析一、路端电压与负载及电流的关系思考:电压表测量的是否是电源电动势？

极端情况

极端情况

2.路端电压随电流变化的U-I图像UII短E

在横轴上的截距：图像斜率的绝对值：在纵轴上的截距：表示电源的电动势E

表示电源的短路电流表示电源的内阻。内阻越大，图线越陡。综上所述：这个图象反映的是电源的信息

Uo

IEU0M（I0,U0）βαbaNI0Im

②两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的路端电压与电流。

④图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩形面积最大，即输出功率最大。练一练：如图所示，直线I、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图像，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接，下列说法正确的是（）A．电源1和电源2的内阻之比是1：1B．电源1和电源2的电动势之比是1：1C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比约为1：2D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比约为18：25BCD1.电源总功率:P总=IE（普遍适用）P出=IU=IE-I2r(普遍适用)思考：外电路为纯电阻电路，电源的总功率还可怎样表达？思考：外电路为纯电阻电路，电源的输出功率还可怎样表达？(适用：外电路为纯电阻电路)二、

电源的功率和效率2.电源输出功率:外电路消耗功率。闭合电路整体消耗电能总功率

②最大输出功率与外电阻的关系推导：

③图象R与r越接近则电源输出功率越大PRrE2/4rR1R2=r2练一练：已知电源E=5V，r=2Ω，R1=0.5Ω，滑动变阻器R2阻值范围0~8Ω。①当滑动变阻器阻值多大时，电源输出功率最大？最大输出功率是多少？②当滑动变阻器阻值多大时，电阻R1消耗功率最大？最大功率是多少？③当滑动变阻器阻值多大时，滑动变阻器消耗功率最大？最大功率是多少？①1.5Ω；3.125W②当R2=0时I最大，P1max=2W③2.5Ω；2.5W三、闭合电路的动态分析1.分析流程①局部电阻变化②总电阻变化③总电流变化④据U＝E－Ir判断路端电压的变化⑤由干路后支路，先固定电阻再变化电阻的顺序，判断电路各部分U和I的变化例题：如图所示，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(

)A.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B2.口诀--串反并同串反：是指某一电阻增大时，与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大.并同：是指某一电阻增大时，与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.练一练：如图所示电路中，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（）A.电压表示数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮B.电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗C.电压表示数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变亮D.电压表示数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗DL1与变阻器并联，变化相同，所以U1和I1都减小L2在干路与变阻器间接串联3.含容电路的分析（1）电路稳定后，电容器在电路中就相当于断路（2）电路稳定后，电容所在电路无电流，所以其两端的电压就是所在支路两端的电压（3）电路的电压、电流变化时，会引起电容器的充放电，进而引起内部电场的变化练一练：在如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω;R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω,R4=35Ω;电容器的电容C=50μF.电容器原来不带电.求接通电键S后流过R4的总电量.R1R2CSErR4R3Q=10-4C（1）断路①特点:电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差。②断路的影响4.电路故障分析分析方法:断路处视为一个滑动变阻器，其阻值在增大（∞）。依据程序法或串反并同来分析（2）短路①特点:被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过。②断路的影响分析方法:短路处视为一个滑动变阻器，其阻值在减小（0）。依据程序法或串反并同来分析已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可将整个电路划分为若干部分。然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行推理，推理结果若与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。若不符合，则故障不发生在这部分电路。用这种方法逐段找下去，直至找到发生故障的全部可能为止。（3）分析电路故障思路：1.如图所示电路，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(

)A．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A2.如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动.如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是

（

）A.增大R1的阻值

B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离

D.断开开关SB3.如图所示的电路中，电源的电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压是Uab＝6V，Uad＝0，Ucd＝6V，由此可断定 (

)A．L1和L2的灯丝都烧断了B．L1的灯丝烧断了C．L2的灯丝烧断了

D．变阻器R断路C4.电路图如图甲所示，图乙是电路中的电源的路端电压随电流变化的关