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1、第9讲习题课：闭合电路欧姆定律 和电路中的能量转化第二章直流电路1.会用闭合电路欧姆定律分析动态电路.2.知道电路中闭合电路的功率关系，会计算闭合电路的功率.3.会利用闭合电路欧姆定律进行含电容器电路的分析与计算.4.知道短路与断路，并会在闭合电路中进行故障分析.目标定位二、闭合电路的功率和效率三、含电容器电路的分析与计算方法对点检测 自查自纠栏目索引一、闭合电路的动态分析四、电路故障分析1.解决闭合电路动态变化问题，应按照局部整体局部的程序进行分析.一、闭合电路的动态分析n知识梳理(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
2、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极端去讨论.例例1如图1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()n典例精析解析答案返回方法点拨图1A.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1.电源的总功率：P总；电源内耗功率P内U内II2r；电源输出功率P出U外I.答案n知识梳理二、闭合电路的功率和效率2.对于纯电阻电路，电源的输出功率P出I2R ，当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2所示.图2EIr例例2如图3所示，电路
3、中E3 V，r0.5 ，R01.5 ，变阻器的最大阻值R10 .(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？n典例精析解析答案图3解解析析此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功率，也就是电源的输出功率.即当RrR02 时，R消耗功率最大为：(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？解析答案总结提升图3解解析析定值电阻R0上消耗的功率可以表示为：PI2R0，因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中电阻最小，即当R0时，R0上消耗的功率最大：返回在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流.一旦电路达到稳定
4、状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的，不漏电的情况)的元件，电容器处电路可看做是路，简化电路时可去掉它.1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降低，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压.答案三、含电容器电路的分析与计算方法n知识梳理断2.当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压 .3.电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高，电容器将电；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路电.答案相等充放例例3如图4所示，电源电动势E10 V，内阻可忽略，R1
5、4 ，R26 ，C30 F，求：(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；n典例精析解析答案图4答案答案1 A(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的电荷量.解析答案图4返回方法点拨解解析析S闭合时，电容器两端电压UCU2IR26 V，储存的电荷量Q1CUC.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时UCE，储存的电荷量Q1CUC.很显然电容器上的电荷量增加了QQQCUCCUC1.2104 C.电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的，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上增加的电荷量.答案答案1.2104 C四、电路故障分析用电压表检查故障：(1)断路故障判断：先用电压
6、表与电源并联，若 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.(2)短路故障判断：先用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则说明该段电路被短路.n知识梳理答案有例例4如图5所示，用电压表检查电路的故障，测得Uad5.0 V，Ucd0，Uab5.0 V，则此故障可能是()A.L断路 B.R断路C.R断路 D.S断路n典例精析解析答案图5解解析析Uab5.0 V、Uad5.0 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，又Ucd0，只能是R断路.B返回1.(闭合电路的动态分析)如图6所示电路，电源内阻不可忽略.开关S闭合后，在变阻
7、器R0的滑动端向下滑动的过程中()解析答案 对点检测1234图6A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大，电流表的示数减小D.电压表的示数减小，电流表的示数增大解析答案12342.(闭合电路的功率和效率)如图7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，电源的输出功率和效率分别是()图7A.4 W,33.3%B.2 W,33.3%C.4 W,66.7%D.2 W,66.7%解解析析从题图中可知E3 V，直线A和直线B的交点是电源和电阻R构成闭合电路的工作点，因此P出UI4 W，P总EI6 W.电源的效率 66.7
8、%.C3.(含容电路分析)(多选)在如图8所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是()A.灯泡L变亮B.电源的输出功率变小C.电容器C上电荷量减少D.电流表读数变小，电压表读数变大解析答案1234图84.(电路故障分析)如图9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)()解析答案图91234A.a、c间断路 B.c、d间断路C.b、d间断路 D.b、d间短路解解析析因电路中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，故D错误.电路中无电流，但c、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.故正确答案为B.B返回本课结束
