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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 鲁科版必修第三册-鲁科版高二第三册物理教案VIP免费

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 鲁科版必修第三册-鲁科版高二第三册物理教案_第1页
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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,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]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1.5Ω6W[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。答案3ΩW[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...

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