高中物理 第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路学案 鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理学案VIP免费

闭合电路欧姆定律和逻辑电路专题一闭合电路的动态分析问题1．电路特点电路中局部的变化会引起整个电路电流、电压、电功率的变化，“牵一发而动全身”是电路问题的一个特点。2．电路动态分析的基本方法(1)分析电路，弄清电路的连接关系，各电表所测的对象，明确变阻器阻值的变化情况。(2)先整体，后局部，注意内、外电路的联系。首先判断外电阻R的变化情况，再根据闭合电路欧姆定律I＝判断干路电流的变化，进而明确路端电压的变化情况。(3)分清变量和不变量及它们之间的关系，先研究不变量，再研究变量的变化情况。3．分析步骤(1)确定电路的外电阻R如何变化。(2)根据闭合电路欧姆定律I＝确定电路的总电流如何变化。(3)由U内＝Ir，确定电源的内电压如何变化。(4)由U外＝E－U内，确定电源的外电压(路端电压)如何变化。(5)由部分电路欧姆定律，确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化。(6)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。[例证1]如图4－1所示，当滑动变阻器的滑动片P向上端移动时，关于电路中的电压表、电流表的示数变化，下列说法中正确的是()图4－1A．电压表V2示数增大，电流表A示数减小B．电压表V1示数增大，电压表V2示数减小C．电压表V1示数增大，电流表A示数增大D．电压表V1示数减小，电流表A示数减小[解析]当滑动变阻器的滑动片P向上端移动时，电阻R3的有效阻值变大，则电路的总电阻变大，总电流I变小，由U＝E－Ir可知U变大，而电压表V1测量的是路端电压，所以电压表V1示数增大；电阻R1两端的电压IR1变小，电阻R2、R3两端的电压为(U－IR1)增大，即电压表V2示数增大；但R3的阻值也变大，此时无法判断电流表A示数的变化情况，那么只有通过电流分配关系来判定，由电阻R2的两端电压变大可知通过它的电流I2必然变大，则通过R3的电流I3＝I－I2减小，即电流表A示数减小。A项正确。[答案]A专题二用伏安特性曲线分析电路问题部分电路欧姆定律的UI图象与闭合电路欧姆定律的UI图象的不同(1)从表示的内容上看，图4－2甲所示是对某固定电阻而言的，纵坐标和横坐标分别表示该电阻两端的电压U和通过该电阻的电流I，反映I跟U的正比关系；图4－2乙所示是对闭合电路整体而言的，是电源的输出特性曲线，U表示路端电压，I表示通过电源的电流，图线反映U与I的制约关系。1图4－2(2)从图线的物理意义上看，图甲是表示导体的性质，图乙是表示电源的性质。在图甲中，U与I成正比(图线是直线)的前提是电阻R保持一定；在图乙中，电源的电动势和内阻不变，外电阻R是变化的，正是R的变化，才有I和U的变化(图线也是直线)。(3)图线的斜率：甲图中图线的斜率表示导体的电阻，即R＝＝tanα；乙图中图线的斜率表示电源的内阻，即r＝＝＝tanθ。[例证2]如图4－3所示，直线A为电源的UI图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的UI图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合回路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则()A．P1＞P2B．P1＜P2图4－3C．η1＞η2D．η1＜η2[解析]首先要明确电源的输出功率P0＝UI，而电源的效率η＝＝，由图像可知当电源分别与电阻R1和R2构成闭合电路时，电源的输出功率都是8W，由于U1＞U2，有η1＞η2。[答案]C1．如图4－4所示的电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是()A．电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮B．电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变亮C．电压表读数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗图4－4D．电压表读数变小，通过灯L2的电流变小，灯L1变亮解析：两灯和滑动变阻器组成的电路中，L2在干路上，L1和变阻器并联后与L2串联，电压表测量的是L1两端电压，也是测变阻器两端电压。当变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器连入电路中的阻值减小，变阻器R′与L1并联的阻值减小，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律I＝知，外电阻R的减小使干路电流I增大，则可知通过L2的电流增大；电源内电阻上的电压(U′＝Ir)增大，外电路两端的电压(U＝E－Ir)减小；由于电流I增大，L2的电功率增大，L2变亮，且L2两端电压U2增大；L1两端电压(U1＝U－U2)减小；L1两端电压U1减小，使通过L1的电流减小，即L1的电...