第4章　閉合電路歐姆定律與科學(xué)用電 本章整合課件PPT

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高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計(jì)GAO ZHONG TONG BU XUE AN YOU HAU SHE JI第4章2023內(nèi)容索引知識網(wǎng)絡(luò) 體系構(gòu)建重點(diǎn)難點(diǎn) 歸納整合知識網(wǎng)絡(luò) 體系構(gòu)建反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng) U=E-Ir 伏安法 重點(diǎn)難點(diǎn) 歸納整合1.閉合電路動態(tài)分析的思路閉合電路中由于局部電阻變化(或開關(guān)的通斷)引起各部分電壓、電流(或燈泡明暗)發(fā)生變化,分析這類問題的基本思路是:分清電路結(jié)構(gòu)→局部電阻變化→總電阻變化→總電流變化→路端電壓變化→各部分電壓、電流變化2.閉合電路動態(tài)分析的三種方法(1)程序法:基本思路是“部分→整體→部分”,即:(2)結(jié)論法——“串反并同”“串反”是指某一電阻增大時(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;某一電阻減小時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大?！安⑼笔侵改骋浑娮柙龃髸r(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;某一電阻減小時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。(3)特殊值法與極限法:極限法指因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題時(shí),可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個(gè)極端去討論。特殊值法一般用于滑動變阻器兩部分在電路中都有電流時(shí)的討論。例1在如圖所示的電路中,R1、R2、R3和R4皆為定值電阻,R5為滑動變電阻,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,設(shè)電流表A的讀數(shù)為I,電壓表V的讀數(shù)為U,當(dāng)R5的滑動觸點(diǎn)向圖中a端移動時(shí)(　　)A.I變大,U變小 B.I變大,U變大C.I變小,U變大 D.I變小,U變小解析 當(dāng)R5的滑動觸點(diǎn)向圖中a端移動時(shí),R5接入電路的電阻變小,外電路的總電阻就變小,總電流變大,路端電壓變小即電壓表V的讀數(shù)U變小;由于總電流變大,使得R1、R3兩端電壓都變大,而路端電壓又變小,因此,R2和R4串聯(lián)部分兩端電壓變小,則電流表A的讀數(shù)I變小,故選D。答案 D規(guī)律方法 閉合電路的動態(tài)分析是一類非常典型的題目,解決這類問題的關(guān)鍵是抓住電源的E、r不變,思路是:(1)分析電路,明確各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或電壓表的測量對象;(2)由局部電阻變化判斷總電阻的變化;(3)由 判斷總電流的變化;(4)據(jù)U=E-Ir判斷路端電壓的變化;(5)由歐姆定律及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷各部分的電路、電壓及電流的變化。變式訓(xùn)練1(多選)如圖所示,閉合開關(guān)S并調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置,使A、B、C三燈亮度相同。若繼續(xù)將P向下移動,則三燈亮度變化情況為(　　)A.A燈變亮 B.B燈變亮C.B燈變暗 D.C燈變亮解析 將滑動變阻器滑片P向下移動時(shí),接入電路的電阻減小,外電路總電阻減小,根據(jù)閉合電路的歐姆定律得知,總電流IA增大,則A燈變亮。并聯(lián)部分的電壓U并=E-IA(RA+r),E、RA、r不變,IA增大,U并減小,B燈變暗。通過C燈的電流IC=I-IB,I增大,IB減小,則IC增大,C燈變亮,故A、C、D正確,B錯(cuò)誤。答案 ACD當(dāng)電阻R接入電動勢為E的電源兩端時(shí),電源和電阻的U-I圖像如圖所示。(1)交點(diǎn)坐標(biāo):(IP,UP)表示電源E與電阻R串聯(lián)時(shí)的工作電流和電阻R兩端的電壓(即電源的路端電壓)。(2)虛線框和坐標(biāo)軸所圍“面積”表示電源的輸出功率P出=UPIP。例2電路圖如圖甲所示,若電阻R阻值未知,電源電動勢和內(nèi)阻也未知,電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線及外電阻的U-I圖線如圖乙所示。求:(1)電源的電動勢和內(nèi)阻;(2)電源的路端電壓;(3)電源的輸出功率。解析 (1)由圖線的意義可知,不過原點(diǎn)的斜線是電源的U-I圖線,當(dāng)電流為0時(shí),由U=E-Ir可知E=U=4 V;同樣由U=E-Ir可知它的斜率的絕對值表示電源的內(nèi)電阻,所以(2)由圖可知,路端電壓是3 V。(3)電源的輸出功率P=UI=3×1 W=3 W。答案 (1)4 V　1 Ω　(2)3 V　(3)3 W規(guī)律方法 電阻的U-I圖像與電源的U-I圖像的區(qū)別 變式訓(xùn)練2如圖所示的圖線①表示某電池組的輸出電壓與電流的關(guān)系(U-I圖線),圖線②表示其輸出功率與電流的關(guān)系(P-I圖線)。則下列說法正確的是(　　)A.電源的電動勢為50 VB.電源的內(nèi)阻為 ΩC.電流為2.5 A時(shí),外電路的電阻為20 ΩD.輸出功率為120 W時(shí),輸出電壓是25 V解析 電池組的輸出電壓和電流的關(guān)系為U=E-Ir,顯然直線①斜率的絕對值等于r,縱軸的截距為電池組的電動勢,從圖中看出縱軸截距為50 V,斜率的大小r= Ω=5 Ω,A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)電流為I1=2.5 A時(shí),回路中電流I1= ,解得外電路的電阻R外=15 Ω,C錯(cuò)誤;當(dāng)輸出功率為120 W時(shí),由圖中P-I關(guān)系圖線看出對應(yīng)干路電流為4 A,再從U-I圖線中讀取對應(yīng)的輸出電壓為30 V,D錯(cuò)誤。答案 A