2017_2018学年高中物理专题五闭合电路欧姆定律学案新人教版选修3_1

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1、专题五闭合电路欧姆定律一、电路动态变化的分析1．闭合电路欧姆定律的公式I＝只适用于纯电阻电路E＝U外＋U内适用于任何电路2．路端电压U与电流I的关系：U＝E－Ir.3．电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→变化支路．(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动端分别滑至两个极端去讨论．(3)“串反并同”法：①串反：当某电阻变化时，与它串联或间接串联导体的各电学量(如电流、电压和电功率)都做与之相反的变化．②并同：当某电阻变化时，与它并联或间接并联导体的各电学量(如电流、电压和电功率)

2、都做与之相同的变化．[复习过关]1．小吴同学设计了一种烟雾报警装置，其原理如图1所示．M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的变化而变化，R为定值电阻．当装置所在区域出现烟雾且浓度增大时，将导致a、b两端电压减小，触发警报装置发出警报．则烟雾浓度增大时()图1A．RM增大，电流表示数增大B．RM增大，电流表示数减小C．RM减小，电流表示数增大D．RM减小，电流表示数减小答案C解析烟雾浓度增大时，据题知a、b两端电压减小，电源的内电压增大，电路中电流增大，所以电流表示数增大．根据闭合电路欧姆定律知RM减小．故C正确．2.某控制电路如图2所示，主要由电源(电动势为E、内阻为r)与定值

3、电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2是红绿两个指示灯，当电位器的触片滑向a端时，下列说法正确的是()图2A．L1、L2两个指示灯都变亮B．L1、L2两个指示灯都变暗C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2变亮答案B解析电位器的触片滑向a端时，电位器电阻减小→外电路总电阻R减小→总电流增加(I＝)→内电压增加(U内＝Ir)→外电压减小(E＝U内＋U外)→灯泡L1变暗；电位器的触片滑向a端时，电位器电阻减小，与电位器并联的支路分得的电压减小，故通过灯泡L2支路的电流减小，故灯泡L2变暗．二、闭合电路中的功率及效率1．闭合电路的功率(1)电源的总功率：P总＝EI；

4、(2)电源内电阻消耗的功率P内＝U内I＝I2r；(3)电源输出功率①任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．②纯电阻电路：P出＝I2R＝＝.当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝.电源输出功率随外电阻变化曲线如图3所示．图32．电源的效率(1)任意电路：η＝×100%＝×100%.(2)纯电阻电路：η＝×100%＝×100%因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.[复习过关]3．电源的电动势为E＝30V，内阻为r＝1Ω，将它与一只“6V12W”的灯泡和一台电阻为2Ω的小电动机串联组成闭合电路，当灯泡正常发光时，若不

5、计摩擦，电动机输出机械功率与输入电功率之比为()A．91%B．82%C．67%D．60%答案B4．(多选)直流电路如图4所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()图4A．总功率一定减小B．效率一定增大C．内部损耗功率一定减小D．输出功率一定先增大后减小答案ABC解析当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，电源内部损耗的功率P内＝I2r一定减小，C正确；总功率P＝EI一定减小，A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内、外电阻的大小关系，因此D错误．5．(多选)在如图5所示的电

6、路中，①、②、③处可以接小灯泡、电流表或电压表(均为理想电表)三种元器件，电源电动势E、内阻r均保持不变，定值电阻R1∶R2∶R3∶R4＝4∶3∶2∶1，小灯泡电阻RL＝R1，R1＞r，电路中有电流通过，下列说法中正确的是()图5A．要使电源总功率最大，则应该①接电流表，②接电压表，③接小灯泡B．要使电源输出功率最大，则应该①接电流表，②接小灯泡，③接电压表C．要使路端电压最大，则应该①接小灯泡，②接电压表，③接电流表D．要使闭合电路中电源效率最高，则应该①接小灯泡，②接电流表，③接电压表答案AD解析要使电源总功率最大，电压是固定的，所以就要求电流要大，电流大则总电阻要最小，内阻

7、是一定的，所以外阻要最小．那么如何接外阻小呢，①接小灯泡的话，外阻最小也为2R1＝8R4，比较大，所以要接电流表，②接小灯泡的话，③接电压表开路，则小灯泡和R3并联再与R4串联再与R2并联，最后与R1串联，最后计算外阻为(4＋)R4，③接小灯泡，②接电压表开路，则R3、R4串联，与RL、R2并联，最后与R1串联，最后计算外阻为(4＋)R4最小．故A正确；当R外＝r时，输出功率最大，但是R1＞r，从上面可以看出，最小的外阻也大于r，所以要使输出功率最大，只有外阻接近r才行，所以还是