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1、3 闭合电路欧姆定律（1）教学目标：1掌握闭合电路欧姆定律，并能应用其解决有关问题；2掌握路端电压和外电路电阻的关系，掌握讨论电路结构变化题的一般方法3掌握闭合电路的U-I图象+ + RE rIRV1V2+探针教学重点：闭合电路欧姆定律及其应用教学难点：闭合电路欧姆定律的应用教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、电动势闭合电路欧姆定律创新设计 P115。1.主要物理量。研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量。闭合电路欧姆定律的表达形式有：E=U外+U内 （I、R间关系）U=E-Ir（U、I间关系）（U、R间关系）从式看出：当外电路断开时（I = 0）
2、，路端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流）。当外电路短路时（R = 0，因而U = 0）电流最大为Im=E/r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏）。电动势与路端电压的比较：U/VI/Ao2015105ab【例1】创新设计P115应用1 2. 闭合电路的U-I图象。Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小； b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外
3、电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。【例2】 如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为2.0，则这只定值电阻的阻值为_。现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。3.动态变化电路的讨论。创新设计P116【例3】创新设计P116【例1】【例4】 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2
4、，下列说法中正确的是 V2V1L1L2L3PA.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.U1U24.滑动变阻器的两种特殊接法。a bPE rA1 A A2在电路图中，滑动变阻器有两种接法要特别引起重视：RXa bUPIIXI /r右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，到达中点位置时外电阻最大，总电流最小。所以电流表A的示数先减小后增大；可以证明：A1的示数一直减小，而A2的示数一直增大。右图电路中，设路端电压U不变。当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，总电阻逐渐减小；总电流I逐渐增大；RX两端的电压逐渐增大，电流IX也逐渐增大（这
5、是实验中常用的分压电路的原理）；滑动变阻器r左半部的电流I / 先减小后增大。R1R2RPa bL【例5】 如图所示，电路中ab是一段长10 cm，电阻为100的均匀电阻丝。两只定值电阻的阻值分别为R1=80和R2=20。当滑动触头P从a端缓慢向b端移动的全过程中灯泡始终发光。则当移动距离为_cm时灯泡最亮，移动距离为_cm时灯泡最暗。3 闭合电路欧姆定律（2）5电源的功率和效率。创新设计P118【例1】创新设计P118应用1【例2】创新设计P118应用2【例3】创新设计P11【例1】【例4】创新设计P11【例2】6.黑盒问题。如果黑盒内只有电阻，分析时，从阻值最小的两点间开始。【例5】 如图
6、所示，黑盒有四个接线柱，内有4只阻值均为6的电阻，每只电阻都直接与接线柱相连。测得Rab=6，Rac=Rad=10。Rbc=Rbd=Rcd=4，试画出黑盒内的电路。a cb d二、综合例析【例6】如图所示的电路中，定值电阻R=3 ，当开关S断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为13；当开关S闭合时，内、外电路消耗的功率之比为11.求开关S闭合前和闭合后，灯泡L上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）.【例7】在如图所示的电路中，R1=2 ，R2=R3=4 ，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当电键K接b时，电压表示数为4.5 V，试求：（1）电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压
7、；（2）电源的电动势和内电阻；（3）当电键K接c时，通过R2的电流.【例8】在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0 V，内阻r=1.0 ；电阻R1=10 ，R2=10 ，R3=30 ，R4=35 ；电容器的电容C=100 F.电容器原来不带电.求接通电键K后流过R4的总电量.针对训练1. 关于闭合电路，下列说法中正确的是A.闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方B.闭合电路中，电源的路端电压越大，电源的输出功率就越大C.闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大D.闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就越大2. 用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，下列判断中正确的是电源
8、短路时，路端电压为零，电路电流达最大值 外电路断开时，电路电压为零，路端电压也为零 路端电压增大时，流过电源的电流一定减小 路端电压增大时，电源的效率一定增大A.B.C.D.3.如图1302所示，直线A为电源的UI图线，直线B为电阻R的UI图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是A.4 W、8 WB.2 W、4 WC.4 W、6 WD.2 W、3 W4.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线.抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线.若A、B的横坐标为1 A，那么AB线段表示的功率等于A.1 WB.3 WC.2 WD.2
9、.5 W5.在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r .设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U .当R3滑动触点向图中a端移动，则A.I变大，U变小 B.I变大，U变大C.I变小，U变大 D.I变小，U变小6.调整如图所示电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大U，在这个过程中A.通过R1的电流增加，增加量一定等于U/R1B.R2两端的电压减小，减少量一定等于UC.通过R2的电流减小，但减少量一定小于U/R2D.路端电压增加，增加量一定等于U7.某闭合电路的路端电压U随外电阻R变化的图线如图所示，则电源的电动势为_，内电阻为_，当U=2 V时，
10、电源的输出功率为_.8.在如图所示的电路中，电源的内阻不可忽略不计，已知R1=10 ，R2=8 .S与1连接时，电流表的示数为0.2 A；将S切换到2时，可以确定电流表的读数范围是_.9.如图所示，电路中电阻R1=8 ，R2=10 ，R3=20 ，电容器电容C=2 F，电源电动势E=12 V，内电阻r不计，开关S闭合，当滑动变阻器的阻值R由2 变至22 的过程中，通过A2的电荷量是_，A1的读数变化情况是_（选填“增大”“减小”“先增后减”“先减后增”）.10.如图所示，变阻器R2的最大电阻是10 ，R3=5 ，电源的内电阻r=1 ，当电键S闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为16
11、W，电源的输出功率为12 W.此时电灯R1正常发光，求：（1）电灯阻值R1是多少?（设R1阻值恒定不变）（2）当电键S断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少?11（12分）如图13011所示的电路中，电源由6个电动势E0=1.5 V、内电阻r0=0.1 的电池串联而成；定值电阻R1=4.4 ，R2=6 ，R2允许消耗的最大电功率为Pm=3.375 W，变阻器开始接入电路中的电阻R3=12 ，求：（1）开始时通过电池的电流多大?电源的输出功率多大?（2）要使R2实际消耗的功率不超过允许的最大值，可变电阻R3的取值范围是什么?12（12分）“加速度计”作为测定物体加速度的仪器，已被广泛
12、地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中，如图所示是“应变式加速度计”的原理图.支架A、B固定在待测系统上，滑块穿在A、B间的水平光滑杆上，并用轻弹簧固接于支架A上，其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架发生位移，并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.已知滑块质量为m，弹簧劲度系数为k，电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器总阻值R=4r，有效总长度为L.当待测系统静止时，滑动臂P位于滑动变阻器的中点，且1、2两接线柱输出的电压U0=0.4E.取AB方向为参考正方向.（1）写出待测系统沿AB方向做变速运动的加速度a与1、2两接线柱间的输
13、出电压U间的关系式.（2）确定该“加速度计”的测量范围.3 闭合电路欧姆定律（3）三、电路故障问题的分类解析1.常见的故障现象断路：是指电路两点间（或用电器两端）的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路（或用电器）上，指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其它各处均无电压降落（即电压表不偏转）。短路:是指电路两点间（或用电器两端）的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零（即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏）2.检查电路故障的常用方法电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上
14、的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障。在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求。电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障。在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求。欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障。在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源。试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查。在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔的上金属体。R1R21056VFabc3.常见故障电路问题的分类解析（1）给定可能故障现象，确定检查方法：【例1】（97年高考试题）在如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外
