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1、习题课四 闭合电路的分析与计算,课堂探究,达标测评,课堂探究 核心导学要点探究,一、闭合电路的动态分析 1.特点:断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动,使闭合电路的总电阻增大或减小,引起闭合电路的电流发生变化,致使外电压、部分电路的电压和部分电路的电流、功率等发生变化.是一系列的“牵一发而动全身”的连锁反应. 2.处理方法 (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
2、研究不变量,再研究变量的变化情况.,【例1】 (2017洛阳模拟)在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,三个理想电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I,U1,U2表示,下列判断正确的是( ),B,解析:当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1和R2串联支路的电阻变小,总电流变大,电源内阻分得的电压变大,路端电压U外变小,通过R3的电流变小,电流表示数I=I总-I3增大,由欧姆定律可知,R1两端电压增大,电压表V1示数U1增大.由U2=U外-U1可知,电压表V2示数U2减小,选项B正确,A,C,D错误.,A.I减小,U1增大 B.I增大,U2减小 C.I增大,U
3、1减小 D.I减小,U2增大,方法总结 分析闭合电路的动态变化问题时,基本思路是“部分整体部分”,即根据局部电阻的变化,判断总电阻的变化,并进一步判断电流、路端电压的变化情况,根据串、并联电路的特点再确定电路其他部分电流、电压的变化情况.,【拓展提升1】 (多选)如图所示的电路中,电源的内阻r0,R1和R2是两个定值电阻.当滑动变阻器R的滑片向a移动时,电路中的电流I1,I2的变化情况是( ),A.I1不变 B.I1变小 C.I2变大 D.I2变小,解析:当滑动变阻器R的滑片向a移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,整个回路的总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流I= 变大,路端电压U
4、=E-Ir变小,I1变小,选项A错误,B正确;又I=I1+I2,所以I2变大,选项C正确,D错误.,BC,二、电路断路和短路问题分析 用电压表测量电路中两点间的电压,若电压表有读数,说明这两点(电压表)与电源之间的连线是通路,断路故障点就在这两点之间;若电压表无读数,说明这两点(电压表)与电源之间的连线是断路,断路故障点就在这两点与电源的连线上.逐渐缩小测量范围,不难找出断路故障点.短路的表现为电流不为零而两点之间电压为零.,【例2】 用电压表检查如图所示电路的故障,测得Uad=5.0 V,Ucd=0,Uab=5.0 V,则此故障可能是( ),A.L断路 B.R断路 C.R断路 D.S断路,解
5、析:Uab=5.0 V,说明b,c,d与电源之间和a与电源之间的元件和导线是完好的,只能是R断路.选项B正确,B,方法总结 用电压表检查故障:用电压表与电源并联,若有示数,再逐段与电路并联.若电压表指针偏转,则说明该段电路中有断点.,【拓展提升2】 如图所示,灯泡L1,L2原来都正常发光,在两灯突然熄灭后,用电压表测得c,d间电压比灯泡正常发光时的电压高,故障的原因可能是(假设电路中仅有一处故障)( ) A.a,c间断路 B.c,d间断路 C.b,d间断路 D.b,d间短路,B,解析:因电路中L1,L2,R及电源串联,电路中只有一处故障且两灯不亮,电路中必是断路,选项D错误;电路中无电流,但c
6、,d间电压升高,是因为c,d间断路,c,d两点分别与电源正、负极等电势,故选项B正确,A,C错误.,三、含电容器电路的分析与计算 1.在分析电路的特点时,把电容器支路看成断路,即去掉该支路,简化后若要分析电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上. 2.确定电容器和哪部分电路并联,该部分电路两端电压即电容器两端电压. 3.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,由于电容器所在支路无电流通过,在此支路的电阻两端电压为零,此电路两端电压即电容器两端电压,而与电容器串联的电阻可看成导线.,【例3】 (2017大庆高二期中)如图所示,电源电动势E=10 V,内阻可忽略,R1=4 ,R2=6 ,C=30
7、 F,求: (1)S闭合后,稳定时通过R1的电流; (2)S原来闭合,然后断开,这个过程中流过R1的总电荷量.,解析:(1)S闭合后,电路稳定时,R1,R2串联, 易求I= =1 A,即为通过R1的电流.,(2)S闭合时,电容器两端电压UC=U2=IR2=6 V,储存的电荷量Q=CUC.S断开至达到稳定后电路中电流为零,此时UC=E,储存的电荷量Q=CUC.很显然电容器上的电荷量增加了Q=Q-Q=CUC-CUC=1.210-4 C.电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的,这只有通过R1这条途径实现,所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量.,答案:(1)1 A (2)1.210-4
8、C,方法总结 (1)首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联.(2)根据欧姆定律求并联部分的电压即为电容器两极板间的电压.(3)最后根据公式Q=CU或Q=CU,求电荷量及其变化量.,【拓展提升3】 如图所示电路中,电源电动势E=9 V,内阻r=2 ,定值电阻R1=6 , R2=10 ,R3=6 ,电容器的电容C=10 F. (1)保持开关S1,S2闭合,求电容器所带的电荷量; (2)保持开关S1闭合,将开关S2断开,求断开开关S2后流过电阻R2的电荷量.,(2)保持开关S1闭合,将开关S2断开后,电路稳定时电容器两端的电压等于电源电动势,此时电容器上的电荷量Q=CE=1010-69 C=
9、910-5 C, 而流过R2的电荷量等于电容器C上电荷量的增加量 QR2=Q=Q-Q=910-5 C-310-5 C=610-5 C.,答案:(1)310-5 C (2)610-5 C,达标测评 随堂演练检测效果,1.如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向b端滑动,则( ) A.电灯L更亮,电流表的示数减小 B.电灯L更亮,电流表的示数增大 C.电灯L更暗,电流表的示数减小 D.电灯L更暗,电流表的示数增大,A,解析:变阻器的滑片P向b端滑动,R1接入电路的有效电阻增大,外电阻R外增大,干路电流I减小,电流表的示数减小,路端电压U增大,电灯两
10、端电压增大,电灯L更亮,选项A正确,B,C,D错误.,2.(多选)如图为一电路板的示意图,a,b,c,d为接线柱,a,d与220 V的交流电源连接,ab间,bc间,cd间分别连接一个电阻.现发现电路中没有电流,为检查电路故障,用一交流电压表分别测得b,d两点间以及a,c两点间的电压均为220 V,由此可知( ) A.ab间电路通,cd间电路不通 B.ab间电路不通,bc间电路通 C.ab间电路通,bc间电路不通 D.bc间电路不通,cd间电路通,CD,解析:由于用交流电压表测得b,d两点间电压为220 V,这说明ab间电路是通的,bc间电路不通或cd间电路不通;由于用交流电压表测得a,c两点间
11、电压为220 V,这说明cd间电路是通的,ab间电路不通或bc间电路不通.综合分析可知bc间电路不通,ab间,cd间电路通,即选项C,D正确.,3.(2017长沙高二期末)如图所示,已知C=6 F,R1=5 ,R2=6 ,E=6 V, r=1 ,电表均为理想电表,开关S原来处于断开状态,下列说法中正确的是( ),C,A.开关S闭合瞬间,电流表的读数为0.5 A B.开关S闭合瞬间,电压表的读数为5.5 V C.开关S闭合后经过一段时间,再将开关S迅速断开,则通过R2的电荷量为1.810-5 C D.以上说法都不对,4.如图所示,R1=R2=R3=R4=R,开关S闭合时,间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m,带电荷量为q的小球恰好处于静止状态;开关S断开时,小球向电容器一个极板运动并发生碰撞,碰撞后小球带上与极板同种性质的电荷.设碰撞过程中没有机械能损失,小球反弹后恰好能运动到电容器另一极板.若不计电源内阻,求: (1)电源的电动势;,(2)小球与极板碰撞后的带电荷量.,谢谢观赏！,
