人教版高中物理选修31 闭合电路欧姆定律的应用学案无答案.docx

闭合电路欧姆定律的应用
学习目标
1.会用闭合电路欧姆定律分析动态电路。
2.知道闭合电路中的功率关系，会计算闭合电路的功率。
重难点
掌握动态电路的分析方法和计算闭合电路的相关功率。
自主先学-----熟记知识清单
1．闭合电路的欧姆定律：
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的_____成正比，跟内、外电路的_____之和成反比.
(2)公式表示：①I＝eq\f(E,R＋r)；②E＝I(R＋r)；③E＝U外＋U内．
(3)适用条件：①②两式适用于________电路，③式适用于一切电路．
2．路端电压与外电阻的关系：当外电阻增大时，路端电压______；当外电阻减小时，
端电压______．
3．路端电压与电流的关系
对纯电阻电路有：U＝E－Ir，对给定的电源，电动势和内电阻为定值，所以路端电压与电流是线性关系，如图1所示，图象表达：U轴截距是________，I轴截距等于__________，直线的斜率等于__________．
4.外电路断开时，路端电压等于____________，外电路短路时，路中的电流等于____________(表达式).
规律应用-----尝试典例-质疑探究
一、闭合电路的动态分析
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
方法总结：闭合电路动态问题的分析方法：
(1)程序法
基本思路：电路结构的变化→R局的变化→R总的变化→I总的变化→U内的变化→U外的变化→支路
(2)结论法——“并同串反”
“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．
“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．
问题探究：
1-1如图所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．当滑动片P由a端向b端滑动的过程中，关于电压表、电流表的示数U和I的变化情况，下列说法中正确的是（）
A．U先增大后减小，I先减小后增大
B．U先减小后增大，I先增大后减小
C．U一直增大，I一直减小
D．U一直减小，I一直增大
二、闭合电路的功率
1．电源的总功率：P总＝EI；电源内电阻消耗的功率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＝[E/(R＋r)]2R＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)，当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝eq\f(E2,4r).电源输出功率随外电阻变化曲线如图所示．
3．电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，即η＝eq\f(P出,P总)＝eq\f(IU,IE)＝eq\f(U,E).
对于纯电阻电路，电源的效率η＝eq\f(I2R,I2R＋r)＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))，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．
例2如图所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻的U－I图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，求：
(1)电源的输出功率P出为多大？
(2)电源内部损耗的电功率是多少？
(3)电源的效率η为多大？
例3如图所示电路中，电源内阻r＝4Ω，E＝10V,电阻R1＝2Ω，滑动变阻器R2阻值
为（0-10Ω）求：
(1)当R2为多大时电源输出功率最大？最大功率是多少？
问题探究：
(2)当R2为多大时R2的电功率最大？最大值是多少？
(3)当R2为多大时R1的电功率最大？最大值是多少？
检测反馈
1.如图所示，电源电动势为E，内阻为r.当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是()
A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗
B．灯多时各灯两端的电压较低
C．灯多时通过电源的电流较大
D．灯多时通过各灯的电流较大
2.如图所示，图线a是某一电源的UI曲线，图线b是一定值电阻的UI曲线．若将该电源与该定值电阻连成闭合电路，已知该电源的内阻r＝2.0Ω，则说法错误的是()
A．该定值电阻为6Ω
B．该电源的电动势为20V
C．将2只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大
D．将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大
3.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比，如图11