闭合电路的欧姆定律的应用课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

新人教版必修三第十二章电能能量守恒定律第2节（第二课时）闭合电路欧姆定律的应用学习任务一：电源的功率与效率问题4.它们之间的关系3.电源的输出功率（外电路的功率）：2.电源内阻的功率：1.电源的总功率：R越大，η越大，当R无穷大时η为100%，但无实际意义。5.电源的效率学习任务一：电源的功率与效率问题6.输出功率与R的关系学习任务一：电源的功率与效率问题7.输出功率与R的关系学习任务一：电源的功率与效率问题由维达定理知例题1如图所示，E＝8V，r＝2Ω，R1＝8Ω，R2为变阻器接入电路中的有效阻值，问：(1)要使变阻器获得的电功率最大，则R2的取值应是多大？这时R2的功率是多大？(2)要使R1得到的电功率最大，则R2的取值应是多大？R1的最大功率是多少？这时电源的效率是多大？(3)调节R2的阻值，能否使电源以最大的功率

输出？为什么？

解析：1.将R1和电源等效为一新电源，则新电源的电动势E′＝E＝8V，内阻r′＝r＋R1＝10Ω，且为定值.利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知，当R2＝r′＝10Ω时，R2有最大功率，2.因R1是定值电阻，所以流过R1的电流越大，R1的功率就越大.当R2＝0时，电路中有最大电流，即Imax＝

＝0.8A，

R1的最大功率P1max＝Imax2R1＝5.12W,这时电源的效率η＝×100%＝80%.例题13.不能.因为即使R2＝0，外电阻R1也大于r，不可能有的最大输出功率.如图所示，如果电路中有非纯电阻电学元件，电源的最大输出功率能求吗？拓展学习任务二：闭合电路中的动态问题(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。U分

R局增大减小→R总增大减小→I总增大减小→U总增大减小→I分(1)程序法：1.动态电路的特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化。3.电路动态分析的两种常用方法(1)在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)。2.知识准备(2)理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。3.一个结论：“串反并同”(1)“串反”是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;(2)“并同”是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。学习任务二：闭合电路中的动态问题(多选)将电学元件按照如图所示的电路连接，其中电源的内阻不能忽略，电压表和电流表均为理想电表，开始时滑动变阻器的滑动触头位于滑动变阻器的中间位置，电路中的小灯泡正常发光。在滑动变阻器的滑动触头逐渐向右端滑动的过程中，下列选项中正确的是(

)A.电压表的示数增大、电流表的示数增大B.电压表的示数减小、电流表的示数增大C.小灯泡的亮度变暗D.定值电阻R1消耗的电功率减小BC例题2程序法在滑动变阻器的滑动触头逐渐向右端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可以判断，电路中总电流增大，电流表示数增大，由U＝IR可以判断内电压增大，则路端电压减小，小灯泡L消耗的功率减小，则其亮度变暗，C正确；流过R1的电流I1＝I总－IL增大，电阻R1消耗的功率增大，UR1增大，D错误；电压表示数UV＝UL－UR1减小，A错误，B正确。串反并同法在滑动变阻器的滑动触头向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电压表与滑动变阻器并联，则电压表的示数减小；定值电阻R1与滑动变阻器串联，则定值电阻R1消耗的电功率增大；小灯泡与滑动变阻器间接并联，则小灯泡的亮度变暗；电流表与滑动变阻器间接串联，则电流表的示数增大；由以上分析可知B、C正确。例题2学习任务三：含电容电路分析1.在恒定直流电路中，含有电容器的支路相当于断路，画等效电路图时可以去掉电容器，但电容器两端存在可以有电势差2.电阻与电容器串联时电阻相当于导线（断路的支路无电流，电阻两端无电势差，相当于导线）3.电阻与电容器并联时，电容器两端电压与电阻两端电压相同4.计算电容器的电量可用公式Q＝CU5.求电容器的电量变化ΔQ，要注意两极板上的电性，若电性未发生变化ΔQ＝Q2-Q1，电性发生了变化则ΔQ＝Q2+Q1如图所示，R1、R2、R3、R4均为可变电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻r≠0。若改变四个电阻中的一个阻值，则(

)A.减小R1，C1、C2所带的电量都增加B.增大R2，C1、C2所带的电量都增加C.增大R3，C1、C2所带的电量都增加D.减小R4，C1、C2所带的电量都增加BD例题3解析R1上没有电流流过，R1是等势体，故减小R1，C1两端电压不变，C2两端电压不变，C1、C2所带的电量都不变，选项A错误；增大R2，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电量都增加，选项B正确；增大R3，C1两端电压减小，C2两端电压增大，C1所带的电量减小，C2所带的电量增加，选项C错误；减小R4，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电量都增加，选项D正确。例题3学习任务三：电路故障分析电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯，灯泡断丝，灯座短路，电阻器内部断路，或接头处接触不良等，检查故障的方法有：(1)电压表检测如果电压表读数为零，说明电压表上无电流通过，可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路；如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联电路之外无断路或并联路段内无短路；(2)假设法已知电路发生某种故障，寻求故障在何处时，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，运用电路知识进行正向推理，推理结果若与题述现象不符合，则故障不在该部分电路；若结果与题述现象符合，则故障可能发生在这部分电路，这样逐一排除，直到找到发生故障处为止．如图所示电路中,闭合开关后,灯泡不亮,电流表无示数,用电压表测量a、b间的电压值为零,而测a、d及c、d时,均有电压,这说明 (

)A.电源接触不良B.灯泡的灯丝已断C.电流表内部断路D.开关的触片或接线柱接触不良D例题4[解析]如果电源接触不良,则整个电路为断路状态,灯泡不亮,电流表无示数,不论电压表接在何处都无示数,A错误;如果灯泡的灯丝已断,电流表无示数,用电压表测量时,c、d间无电压,B错误;如果电流表内部断路,灯泡不亮,电流表无示数,用电压表测量时,c、d间无电压,C错误;开关的触片或接线柱接触不良,开关闭合后,电灯不亮,电流表无读数,当用电压表测量时,a、b间的电压为0,而a、d及c、d间均有电压,D正确.例题41.为了创建文明城市,某城市新装了一批节能路灯,该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度,如图所示为其内部电路简化原理图.已知电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻,光照强度增加时,其阻值减小.则当光照强度增加时(

)A.A灯变暗 B.B灯变亮C.电流表示数变小 D.电源路端电压变大A当堂达标检测

当堂达标检测2.直流电源、滑动变阻器R、定值电阻R0以及平行板电容器C连接成如图的电路.图中C的下极板接地,开始时C不带电.现闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器的滑片,稳定后一带电油滴恰能静止在电容器中的P点,下列说法正确的是 (

)A.保持两开关闭合,R的滑片上滑时,R0中电流向右B.保持两开关闭合,R的滑片下滑时,油滴向上运动C.断开S2,C的下极板下移时,P点的电势升高D.断开S2,C的上极板下移时,油滴的电势能减小AC当堂达标检测

当堂达标检测3.如图所示,一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联接在电源上,电源电动势E=30V,内阻r=1Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10V,已知电动机线圈的电阻RM=1Ω,则下列说法中正确的是(

)A.通过电动机的电流为10AB.电动机的输入功率为20WC.电动机的热功率为4WD.电动机的输出功率为16WB