210电路拓展提升课件高二上学期物理教科版

高中物理必修三演讲者：曹雄2.10电路拓展目录00一、电流的微观表达式二、利用电势简化复杂电路（画等效电路图）三、部分电路分析思想四、电表改装与指针偏转问题五、闭合电路的动态分析六、闭合电路的计算七、∆U比∆I的问题八、最值功率问题九、闭合电路图像问题十、含容电路分析十一、测电源电动势、内阻的分析【PART.01】一、电流的微观表达式电流的微观表达式01

题型特征：根据电子定向移动速度算电流电流的微观表达式011.取一段时间2.计算这段时间通过某横截面的柱体体积3.计算电荷量、电流类型一：已知单位体积电子数n电流的微观表达式01

AB电流的微观表达式01

宏观：微观：C电流的微观表达式01类型二：已知单位长度电子数n1.取一段时间2.计算这段时间通过某横截面的长度3.计算电荷量、电流电流的微观表达式01

D【PART.02】二、利用电势简化复杂电路利用电势简化复杂电路011、一根导线上（未通过用电器）的电势处处相等2、电流通过电阻、用电器，电势会降低R1、R2两端电势差相同，R1与R2并联原因：外部电路，正电荷通过用电器电场力做正功，电势能会降低，电势能转化为其他能量，比如通过电阻会发热，由于是正电荷，电势能降低，电势就会降低利用电势简化复杂电路01R1、R2、R3、两端电势差相同，并联利用电势简化复杂电路01注：打点的地方表示相连，没打点表示两条线R1、R2、R3、两端电势差相同，并联R4串联【PART.03】三、部分电路分析思想部分电路分析思想011.如图所示的电路称为分压电路，当a、b间电压恒为U时，当滑动变阻器的滑片逐渐向上滑动的过程中c、d间的电压Uc（

）A.一直为UB.一直为0C.逐渐减小到0D.逐渐增大到UV求Ψ3的取值范围D部分电路分析思想012.如图所示的电路中，U=90V,滑动变阻器R2的最大电阻值为200Ω,R1=100Ω.当滑片P滑至R2的中点时，a、b两端的电压为（

）A.30VB.45VC.60VD.75V分成两部分100Ω100Ω100Ω100Ω50ΩA部分电路分析思想013.如图所示，当ab端接入100V电压时，用理想电压表测得cd两端电压为20V，当cd两端接入100V电压时，用理想电压表测得ab两端电压为50V,则R1:R2:R3等于（

）A.1:1:1B.2:1:1C.3:2:1D.4:2:1100VVR3无电流流过，相当于导线，电压表实际测量的是R2两端的电压D【PART.04】四、电表改装与指针偏转问题电表改装01做题步骤：1.判断电流/电压改装，并确定扩大倍数2.计算出在原有基础上需要增多多少电流/电压3.根据串并联电路规律列出等式串联I相等，U与R成正比并联U相等，I与R成反比电表改装01例题1：某电流表的内阻为Rg＝300Ω，满刻度电流值为Ig＝1mA，现欲把该电流表改装成量程为3V的电压表，正确的方法是（

）A．应串联一个0.1Ω的电阻B．应并联一个0.1Ω的电阻C．应串联一个2700Ω的电阻D．应并联一个2700Ω的电阻C指针偏转问题02例题1：（多选）如图所示，电流表（0～3A）和（0～0.6A）由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是（

）A．A1、A2的读数之比为1：1B．A1、A2的读数之比为5：1C．A1、A2的指针偏转角度之比为1：1D．A1、A2的指针偏转角度之比为1：5GG相当于四个用电器并联在电路中，电压相同流过两个电流计的电流相同，偏转角度相同读数之比，看都满偏时的比BC指针偏转问题02思路：明白指针为什么偏转——只需比较通过表头电流大小即可指针偏转问题02例题2：用两个相同的小量程电流表分别改装成了两个量程0.6A电流表的A1和3A电流表的A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是（

）A．图（a）中的A1、A2的示数之比1：1B．图（a）中的A1、A2的指针偏角角度之比1：5C．图（b）中的A1、A2的示数之比1：5D．图（b）中的A1、A2的指针偏角角度之比5：1DA1、A2串联，电流相同，读数相同读数相同，量程小的偏转角度大指针偏转问题02例题3：四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图示接法连入电路，则（

）A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数B.电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数D.电压表V1的偏转角小于电压表V2的偏转角A【PART.05】五、闭合电路的动态分析认识闭合电路01当滑动变阻器往右滑动时电流表：电压表：减小增大电源有内阻等效为：测的是滑动变阻器的电压认识闭合电路01在闭合电路(全电路)中包含内外两种电路，其中：电源内部称为：__________表达式：___________内电路电源外部称为：__________外电路外电压又称：____________表示的是：___________路端电压电源两端的电压认识闭合电路01请在下面电路图当中画出电压表，要求测路端电压不是理想电流表VV认识闭合电路01在闭合电路(全电路)中包含内外两种电路，其中：电源内部称为：__________表达式：___________内电路电源外部称为：__________外电路外电压又称：____________表示的是：___________路端电压电源两端的电压【闭合电路公式】：闭合电路的动态分析——程序法02例题：当滑动变阻器往右滑动时,各个用电器电流电压如何变化？(电流表为理想电表)方法：欧姆定律串并联的特点闭合电路的动态分析——程序法02例题：当滑动变阻器往右滑动时,各个用电器电流电压如何变化？(电流表为理想电表)1.分析变化原因：详细做法：滑动变阻器电阻增大2.导致

________=>________=>______闭合电路的动态分析——程序法02例题：当滑动变阻器往右滑动时,各个用电器电流电压如何变化？(电流表为理想电表)1.分析变化原因：详细做法：滑动变阻器电阻增大2.导致

________=>________=>______3.电灯泡

_______=>_________4.根据表达式：_____________>________5.R1

_______=>_____6.由于_______________=>____闭合电路的动态分析——程序法021.判断电路中的总电阻如何变化2.判断出总电流的变化=>U内的变化=>U外变化【解题思路】闭合电路的动态分析——程序法021．如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可以视为不变），R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。闭合开关S后，将照射光强度增强，则（

）A．R1两端的电压将增大B．R2两端的电压将增大C．灯泡L将变暗D．电路的路端电压将增大A闭合电路的动态分析——串反并同法02前提：判断电流有无通过变化R的用电器判断串联/并联(不是真正的判断)①单一变量（只有一个电阻在变化）②正常电源（有内阻、外电压会随电阻变化）【例题】谁和R1串联/并联串联：R3、r并联：R2、V电流、电压、功率↑电流、电压、功率↓闭合电路的动态分析——串反并同法02使用步骤：判断电阻如何变化=>判断串联/并联串联=>电流电压的变化与电阻的变化相反并联=>电流电压的变化与电阻的变化相同闭合电路的动态分析——串反并同法021．如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可以视为不变），R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。闭合开关S后，将照射光强度增强，则（

）A．R1两端的电压将增大B．R2两端的电压将增大C．灯泡L将变暗D．电路的路端电压将增大A与R3串联/并联：串联：R1、小灯泡、r并联：R2VV闭合电路的动态分析——串反并同法022．在如图所示的电路中，当变阻器R3的滑动头P由a端向b端移动时（

）A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小与R3串联/并联：串联：R1、A、r并联：R2、VB闭合电路的动态分析——串反并同法023.如图所示，电路中R1为滑动变阻器，R2、R3均为定值电阻。电源内阻不能忽略，向左滑动滑片P，则下列说法正确的是（

）A．理想电压表的示数增大B．理想电流表的示数增大C．通过R1的电流减小D．R2两端的电压减小与R1串联/并联：串联：R2、R3、A、r并联：VBA串反并同分析故障电路031.如图所示的电路中，当开关S1闭合，S2断开时，灯泡L正常发光，若再将开关S2闭合，则电流表和电压表的读数将（

）A．都变大B．都变小C．电流表的读数小，电压表的读数大D．电流表的读数大，电压表的读数小与L串联/并联：串联：R、A、r并联：VD总结：开关断开闭合问题：开关断开：电阻从0到无限大，电阻增大开关闭合：电阻从无限大到0，电阻减小串反并同分析故障电路032.如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电流表和电压表均为理想电表，下列说法中正确的是（

）A．若R1短路，电流表示数变小，电压表示数变大B．若R2短路，电流表示数变小，电压表示数变小C．若R3断路，电流表示数为零，电压表示数变大D．若R4断路，电流表示数变大，电压表示数变小短路看成：断路看成：C电流从高电势流向低电势【PART.06】六、闭合电路的计算闭合电路的两种计算01类型一：闭合电路的两种计算类型二：串并联电功率的计算、灯泡正常发光闭合电路的两种计算011.一个方程----已知内阻和电动势2.联立两个方程----内阻和电动势未知闭合电路的两种计算011.如图所示的电路中，电阻R2=15Ω,R3=10Ω,电源的电动势E=12V,内电阻r=1Ω,安培表的读数|=0.4A.求：(1)流过电阻R1的电流是多少?(2)电阻R1的阻值是多大?(3)电源的输出功率是多少?简化电路：rR1R2R315Ω10Ω1Ω12V0.4A闭合电路的两种计算012.如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4V,8W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1A,这时电阻R两端的电压为5V.求：(1)电阻R的值；(2)电源的电动势和内阻.联立两个方程----内阻和电动势未知闭合电路的两种计算013.如图所示电路，电阻R1=2Ω,R2=8Ω,R3=3Ω,开关k和k1闭合、k2断开时，电压表的示数为U=1V,电阻R1的电功率为P。开关k和k2闭合、k1断开时，电阻R2的电功率也为P。求：电源的电动势E和内电阻r;联立两个方程----内阻和电动势未知2Ω3Ω1V8Ω电功率的计算02对于纯电阻元件（电阻、一般的小灯泡）核心：分析I电功率的计算02例题1：电源、开关、小灯泡、电压表等连接成如图所示的电路，小灯泡上标有“0.6A,1.5W”字样，电源的电动势为3V，电压表为理想表，导线电阻不计。闭合开关，小灯泡恰好正常发光。电源的内阻约为（

）ΩΩΩΩB电功率的计算02例题2：两个电阻，R1=8Ω,R2=2Ω并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是（

）A.用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联B.用一个阻值为1Ω的电阻与R2串联C.用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联D.用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联设R2=R则：R1=4RI2=2II1=I串联一个2Ω的电阻A电功率的计算02例题3：如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、4W,，则此电路允许消耗的最大功率为（

）A.12W

B.15W

C.16W

D.24W保证三个电阻都不坏II2I假设R3达到额定功率：R1烧坏假设R2达到额定功率：R3烧坏假设R1达到额定功率：B电功率的计算02例题4：两只小灯泡L1,L2,分别标有“6V，3W"和“6V，5W"，另外有一个能满足需要的滑动变阻器R，将它们连接后接入电压为12V的电路中，要求两灯泡都正常发光且最省电，下面的四个电路中满足要求的是（

）电流相同，电压不同，不能正常发光电流相同，在L2上并联电阻，R1>R并，电压不同，不能正常发光正常发光，R1、R2消耗的功率都是定值，只需看滑动变阻器的功率A【PART.07】七、∆U比∆I的问题∆U比∆I的问题01中心思想：所研究的电阻是否改变

∆U比∆I的问题01

AC∆U比∆I的问题01原理说明：电源电动势不变前提只有一个滑动变阻器变化-5V+5V电流变化相同，将U1减少的转化为U其它增加的进行分析∆U比∆I的问题01

D【PART.8】八、含容电路分析闭合电路(含电容器)的计算011.电容器看做理想电压表（相当于断开的开关），画电路电流走向2.看电容器两端电压(复杂就用电势)3.看电压的变化=>电量的变化4.电量变化符合“并联分流特点”分析思路：闭合电路(含电容器)的计算01例题1：在如图的电路中，电源电动势E＝12V，电池内阻r＝1Ω，已知电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，电容器的电容C＝5μF，当开关S闭合，电路稳定时求：（2）电容器所带电荷量Q1.电容器看做理想电压表（相当于断开的开关），画电路电流走向2.看电容器两端电压(复杂就用电势)电流不会流过R3→R3两端电势相同→R3可以看做导线闭合电路(含电容器)的计算012．如图所示，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，电容器的电容C＝30μF，电源电动势E＝10V内阻r＝1Ω．闭合开关S，电路中电流稳定后。（2）断开开关S后，直到电路中电流再次稳定，求通过R1的总电荷量。闭合时：闭合电路(含电容器)的计算01例题2：如图所示，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，电容器的电容C＝30μF，电源电动势E＝10V内阻r＝1Ω．闭合开关S，电路中电流稳定后。（2）断开开关S后，直到电路中电流再次稳定，求通过R1的总电荷量。闭合时：断开时：电路中无电流3.看电压的变化=>电量的变化闭合电路(含电容器)的计算01例题3：如图所示电路，A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为1Ω的直流电源，三个电阻的阻值均为4Ω，电容器的电容为20μF，电流表内阻不计，求：（1）闭合开关S后，电容器所带电荷量；（2）断开开关S后，通过R2的电荷量。（1）闭合时：闭合电路(含电容器)的计算01例题3：如图所示电路，A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为1Ω的直流电源，三个电阻的阻值均为4Ω，电容器的电容为20μF，电流表内阻不计，求：（1）闭合开关S后，电容器所带电荷量；（2）断开开关S后，通过R2的电荷量。（2）断开时：电容器把电放完了R3R1R24.电量变化符合“并联分流特点”闭合电路(含电容器)的计算01例题4：如图所示，电源的电动势E＝6.0V，内阻r＝1.0Ω，定值电阻R1＝R2＝6.0Ω，R3＝12.0Ω，（从上至下R1，R2，R3）电容器的电容C＝5.0μF．闭合开关S，电路稳定后，求：（1）电路的路端电压U；（2）电容器所带的电荷量Q；（3）断开开关S后，通过电阻R2的电荷量Q2。（2）闭合时：闭合电路(含电容器)的计算01例题4：如图所示，电源的电动势E＝6.0V，内阻r＝1.0Ω，定值电阻R1＝R2＝6.0Ω，R3＝12.0Ω，（从上至下R1，R2，R3）电容器的电容C＝5.0μF．闭合开关S，电路稳定后，求：（1）电路的路端电压U；（2）电容器所带的电荷量Q；（3）断开开关S后，通过电阻R2的电荷量Q2。（3）断开后：R1R2R3闭合电路(含电容器)的动态分析02将电容器当成：断路最后看电容器和谁并联闭合电路(含电容器)的动态分析02例题1：如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（

）A．电流表读数变小，电压表读数变大B．小灯泡L变暗C．电源的总功率变大D．电容器C上电荷量增加串反并同与RP串联：r，A，小灯泡与RP并联：VCC闭合电路(含电容器)的动态分析02例题2：在如图所示电路中，电源电动势和内阻恒定，电压表和电流表均是理想电表，闭合开关S后，试分析将滑动变阻器的触头P向上滑动的过程中，下列叙述正确的是（

）A．电压表和电流表的示数都增大B．灯L2变暗，灯L1变亮C．通过电阻R0的电流方向向上D．电源的效率增大串反并同与RP串联：r，L1，A与RP并联：V，L2，R0，CD电容器在充电【PART.09】九、最值功率问题最值功率问题（R研与R研究以外）01若研究对象是定值：当R________=_________时，获得最大功率若研究对象在改变：当R________=_________时，获得最大功率R1R20变化研究

R其它最值功率问题（R研与R研究以外）011.如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源的内阻，以下说法中一定正确的是（

）A．当R2＝r时，R2上消耗的功率最大B．当R1＝R2+r时，R1上消耗的功率最大C．当R2＝0时，R1上消耗的功率最大D．当R2＝0时，电源的输出功率最大C最值功率问题（R研与R研究以外）01原理推导：均值不等式：求电源的输出功率最大，即R研为变化的电阻功率两类图像问题02设R其它=5Ω此时R研=3Ω，若增大研究对象的电阻，研究对象的功率如何变化?先增大后减小此时R研=8Ω，若减小研究对象的电阻，研究对象的功率如何变化?先增大后减小功率两类图像问题02【PART.10】十、闭合电路图像问题闭合电路图像问题01为什么U越大反而I越小？U：路端电压（外电压）I：总电流闭合电路图像问题01与y轴的交点：与x轴的交点：短路电流线的K物理意义：过原点线的K物理意义：（2,2）电源输出功率的表示：电源总功率的表示：闭合电路图像问题011．（多选）如图所示，两个不同闭合电路中两个不同电源的U﹣I图象，则下列说法中正确的是（

）A．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2B．电动势E1＝E2，短路电流I1＞I2C．电动势E1＞E2，内阻r1＜r2D．当两电源流过相同电流时，电源1的路端电压较大BD拓展：都接为R的电阻，谁的电压大？闭合电路图像问题012．在如图所示的U﹣I图象中，直线I为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图象可知正确的是（

）A．电源的电动势为6VB．电阻R的阻值为2ΩC．电源内阻为1ΩD．此时路端电压为2VD闭合电路图像问题013．（多选）如图是根据某次实验记录数据画出的某电源的U﹣I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（

）A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E＝3.0VB．待测电源内电阻为5ΩC．该电源对阻值为R＝4Ω的电阻供电时，效率为20%D．该电源可能的最大输出功率为2.25WAD闭合电路图像问题014．如图所示的U﹣I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端