2020春新教材高中物理第4章闭合电路欧姆定律与科学用电拓展课闭合电路欧姆定律的应用教案鲁科版.docx

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1、拓展课　闭合电路欧姆定律的应用核心要点　闭合电路的动态分析[要点归纳]1.解决闭合电路动态变化问题，应按照局部→整体→局部的顺序进行分析。2.基本思路：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U内的变化→U外的变化→固定支路→变化支路。(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端点去讨论。[试题案例][例1]电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的触头由中点滑向

2、b端时，下列说法正确的是(　　)A.电压表和电流表读数都增大B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大，电流表A1减小，A2增大D.电压表读数减小，电流表A1增大，A2减小解析　由题图可知滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，滑动变阻器连入电路中的阻值R增大，则外电路的总阻值R总增大，干路电流I＝，因R总增大，所以I减小，故A1示数减小；路端电压U＝E－Ir，因I减小，所以U增大，即电压表的读数增大；R2两端电压U2＝E－I(R1＋r)，因I减小，所以U2增大，由I2＝知I2增大，即电流表A2的读数增大，故选项C正确，选项A、B、D错误。答案　C方法总结　

3、动态电路的分析方法(1)程序法：局部→整体→局部。(2)“并同串反”法，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。[针对训练1]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

4、，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核心要点　闭合电路的功率和效率[要点归纳]　1.电源的总功率：P总＝EI；电源内阻消耗功率P内＝U内I＝I2r；电源输出功率P出＝U外I。2.对于纯电阻电路，电源的输出功率P出＝I2R＝R＝，当R＝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所示。3.电源的效率：指电源的输出功率与电源的

5、总功率之比，即η＝＝＝。对于纯电阻电路，电源的效率η＝＝＝，所以当R增大时，效率η提高。当R＝r(电源有最大输出功率)时，效率仅为50%，效率并不高。[试题案例][例2]如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值。解析　保护电阻消耗的功率为P0＝，因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R＝0时，P0max＝＝W＝8W。答案　8W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。[变式1

6、]例题中条件不变，求当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值。解析　这时要把保护电阻R0与电源内阻r等效为电源内阻，据以上结论，当R＝R0＋r即R＝(1＋0.5)Ω＝1.5Ω时，PRmax＝＝W＝6W。答案　1.5Ω　6W[变式2]在例题中，若电阻箱R的最大值为3Ω，R0＝5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。解析　把R0＝5Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6Ω，而电阻箱R的最大值为3Ω，小于6Ω，P＝R＝，则不能满足R＝r等，当电阻箱R的电阻取3Ω时，R消耗功率最大，最大值为P＝R＝W

7、。答案　3Ω　W[变式3]例题中条件不变，求电源的最大输出功率。解析　由电功率公式P出＝R外＝，当R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝0.5Ω时，P出max＝＝W＝9W。答案　9W[例3]如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R为电阻箱。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，电流表为理想电表，其中电流为I1、I2时对应的外电阻分别为R1、R2，电源的效率分别为η1、η2，输出功率均为P0。下列说法中正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.R1＜R2B.I1＋I2>C.R1R2＝r2D.η1＝η2解析　由闭合电路欧姆定律可知：I＝

8、，由图可知，I1＜I2，则R1＞R2，故A错误；由闭合电路欧姆定律