第10講習(xí)題課：閉合電路歐姆

定律的應(yīng)用第二章恒定電流1.會(huì)用閉合電路歐姆定律分析動(dòng)態(tài)電路.2.知道電路中閉合電路的功率關(guān)系，會(huì)計(jì)算閉合電路的功率.3.會(huì)利用閉合電路歐姆定律進(jìn)行含電容器電路的分析與計(jì)算.4.知道短路與斷路，并會(huì)在閉合電路中進(jìn)行故障分析．目標(biāo)定位二、閉合電路的功率和效率三、含電容器電路的分析與計(jì)算方法四、電路故障分析欄目索引一、閉合電路的動(dòng)態(tài)分析對(duì)點(diǎn)檢測(cè)自查自糾一、閉合電路的動(dòng)態(tài)分析知識(shí)梳理1.解決閉合電路動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題，應(yīng)按照局部→整體→局部的程序進(jìn)行分析.2.基本思路：電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U內(nèi)的變化→U外的變化→固定支路(1)對(duì)于固定不變的部分，一般按照歐姆定律直接判斷.(2)對(duì)于變化的部分，一般應(yīng)根據(jù)分壓或分流間接判斷.(3)涉及變阻器滑動(dòng)引起的電路變化問(wèn)題，可將變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論.典例精析返回例1如圖1所示，R1阻值恒定，R2為熱敏電阻(熱敏電阻阻值隨溫度降低而增大)，L為小燈泡，當(dāng)R2所在位置溫度升高時(shí)(

)A.R1兩端的電壓減小B.小燈泡的亮度變暗C.電流表的示數(shù)減小D.通過(guò)R2的電流減小圖1解析答案方法點(diǎn)撥解析當(dāng)R2所在位置溫度升高時(shí)R2阻值減小，總電阻減小，總電流增大，電流表的示數(shù)增大，R1兩端的電壓U1＝IR1增大，故A、C錯(cuò)誤；總電流增大，內(nèi)電壓增大，則路端電壓U＝E－Ir減小，并聯(lián)部分的電壓減小，所以燈泡L變暗，故B正確；通過(guò)L的電流減小，而總電流增大，則通過(guò)R2的電流增大，故D錯(cuò)誤.答案B方法點(diǎn)撥返回方法點(diǎn)撥動(dòng)態(tài)電路的分析方法(1)程序法：按照局部→整體→局部的程序分析.(2)“并同串反”規(guī)律：所謂“并同”，即某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小；所謂“串反”，即某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大.知識(shí)梳理二、閉合電路的功率和效率1.電源的總功率：P總＝

；電源內(nèi)耗功率P內(nèi)＝U內(nèi)I＝I2r；電源輸出功率P出＝U外I.2.對(duì)于純電阻電路，電源的輸出功率P出＝I2R＝圖2率最大，其最大輸出功率為P＝

.電源輸出功率隨外電阻的變化曲線如圖2所示.EIr答案典例精析例2如圖3所示，電路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，變阻器的最大阻值R＝10Ω.(1)在變阻器的阻值R為多大時(shí),變阻器上消耗的功率最大？最大為多大？圖3解析此種情況可以把R0歸入電源內(nèi)電阻，這樣變阻器上消耗的功率，也就是電源的輸出功率.即當(dāng)R＝r＋R0＝2Ω時(shí)，R消耗功率最大為：解析答案返回(2)在變阻器的阻值R為多大時(shí)，定值電阻R0上消耗的功率最大？最大為多大？解析定值電阻R0上消耗的功率可以表示為：P＝I2R0，因?yàn)镽0不變，當(dāng)電流最大時(shí)功率最大，此時(shí)應(yīng)有電路中電阻最小，即當(dāng)R＝0時(shí)，R0上消耗的功率最大：解析答案總結(jié)提升返回總結(jié)提升(1)定值電阻消耗功率最大時(shí)通過(guò)的電流最大.(2)求可變電阻消耗的功率時(shí)可將其他電阻等效為電源內(nèi)阻.三、含電容器電路的分析與計(jì)算方法知識(shí)梳理在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路里有充、放電電流.一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大(只考慮電容器是理想的，不漏電的情況)的元件，電容器處電路可看做是

路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它.1.電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無(wú)電流通過(guò)，所以在此支路中的電阻上無(wú)電壓降低，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓.斷答案2.當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓

.3.電路的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充(放)電.如果電容器兩端電壓升高，電容器將

電；如果電容器兩端電壓降低，電容器將通過(guò)與它連接的電路

電.相等充放答案典例精析例3如圖4所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求：圖4(1)S閉合后，穩(wěn)定時(shí)通過(guò)R1的電流；解析S閉合后，電路穩(wěn)定時(shí)，R1、R2串聯(lián)，易求I＝

＝1A，即為通過(guò)R1的電流.答案1A解析答案(2)S原來(lái)閉合，然后斷開，這個(gè)過(guò)程中流過(guò)R1的電荷量.解析S閉合時(shí)，電容器兩端電壓UC＝U2＝I·R2＝6V，儲(chǔ)存的電荷量Q1＝C·UC.S斷開至達(dá)到穩(wěn)定后電路中電流為零，此時(shí)UC′＝E，儲(chǔ)存的電荷量Q1′＝C·UC′.很顯然電容器上的電荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC＝1.2×10－4C.電容器上電荷量的增加是在S斷開以后才產(chǎn)生的，只有通過(guò)R1這條途徑實(shí)現(xiàn)，所以流過(guò)R1的電荷量就是電容器上增加的電荷量.答案1.2×10－4C返回解析答案方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥返回含電容器電路的分析與計(jì)算方法：(1)首先確定電路的連接關(guān)系及電容器和哪部分電路并聯(lián).(2)根據(jù)歐姆定律求并聯(lián)部分的電壓即為電容器兩極板間的電壓.(3)最后根據(jù)公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求電荷量及其變化量.知識(shí)梳理四、電路故障分析用電壓表檢查故障：(1)斷路故障判斷：先用電壓表與電源并聯(lián)，若

示數(shù)，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則說(shuō)明該段電路中有斷點(diǎn).(2)短路故障判斷：先用電壓表與電源并聯(lián)，若有示數(shù)，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，則說(shuō)明該段電路被短路.有答案典例精析返回例4如圖5所示，用電壓表檢查電路的故障，測(cè)得Uad＝5.0，Ucd＝0V，Uab＝5.0V，則此故障可能是(

)A.L斷路

B.R斷路C.R′斷路

D.S斷路圖5解析Uab＝5.0V、Uad＝5.0V說(shuō)明b、c、d與電源之間和a與電源之間的元件和導(dǎo)線是完好的，又Ucd＝0，只能是R斷路.B解析答案對(duì)點(diǎn)檢測(cè)自查自糾12341.(閉合電路的動(dòng)態(tài)分析)如圖6所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略.開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)程中(

)A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小B.電壓表與電流表的示數(shù)都增大C.電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D.電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大圖6解析答案1234解析由變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑可知R0連入電路的有效電阻減小，則R總減小，由I＝

可知I增大，由U內(nèi)＝Ir可知U內(nèi)增大，由E＝U內(nèi)＋U外可知U外減小，故電壓表示數(shù)減小.由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2減小，由I2＝

可知電流表示數(shù)減小，故A正確.答案A12342.(閉合電路中的功率和效率)如圖7所示，直線A為電源的U－I圖線，直線B為電阻R的U－I圖線，用該電源和電阻組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率和效率分別是(

)A.4W,33.3% B.2W,33.3%C.4W,66.7% D.2W,66.7%圖7解析從題圖中可知E＝3V，直線A和直線B的交點(diǎn)是電源和電阻R構(gòu)成閉合電路的工作點(diǎn)，因此P出＝UI＝4W，P總＝EI＝6W.電源的效率η＝

≈66.7%.C解析答案12343.(含容電路分析)(多選)在如圖8所示的電路中，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)一段距離后，下列結(jié)論正確的是(

)A.燈泡L變亮B.電源的輸出功率變小C.電容器C上電荷量減少D.電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大圖8解析答案1234解析將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)一段距離后，R的阻值變大，電路中電流變小，燈泡L變暗，A錯(cuò)誤；路端電壓變大，電阻R兩端電壓變大，電容器C兩端電壓變大，電容器C上電荷量增加，C錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)外電路電阻等于電源的內(nèi)阻時(shí)電源的輸出功率最大，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，則當(dāng)P向左移動(dòng)一段距離后，外電路電阻比r大得越多，電源的輸出功率變小，B正確.答案BD12344.(電路故障分析)如圖9所示，燈泡L1、L2原來(lái)都正常發(fā)光，在兩燈突然熄滅后，用電壓表測(cè)得c、d間電壓比燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓高，故障的原因可能是(假設(shè)電路