文档介绍：学案 9****题课:闭合电路欧姆定律的应用[ 学****目标定位] 1. 进一步深入理解闭合电路欧姆定律. 2. 会应用闭合电路欧姆定律分析、计算有关电路问题. 1 .闭合电路的欧姆定律有三种表达形式,其表达式: (1) I= ER+r ( 外电路为纯电阻电路). (2) E= IR+ Ir( 外电路为纯电阻电路). (3) E=U 外+U 内( 任何电路). 2 .纯电阻电路:电流通过纯电阻电路做功时,电能全部转化为导体的内能. W=Q= UIt =I 2 Rt= U 2R t;P=P 热= UI=I 2R= U 2R .3 .非纯电阻电路:含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路. W= UIt >Q=I 2 Rt; P= UI>P 热= I .闭合电路中的能量转化关系: EI=U 内I+U 外I ,对于纯电阻电路该式可写为 EI=I 2r+I 2R. 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、“牵一发而动全身”的连锁反应. 2 .思维流程: 图1 例1( 闭合电路的动态分析) 在如图 1 所示的电路中, R 1、R 2和R 3 皆为定值电阻, R 4 为可变电阻, 电源的电动势为 E ,内阻为 r ,设电流表的读数为 I ,电压表的读数为 U ,当 R 4 的滑动触头向图中 a 端移动时() 变大, U 变小 变大, U 变大 变小, U 变大 变小, U 变小解析当R 4 的滑动触头向图中 a 端移动时, R 4 接入电路的电阻变小,外电路的总电阻就变小,总电流变大,路端电压变小,即电压表的读数 U 变小;由于总电流变大,使得 R 1、R 3 两端电压都变大,而路端电压又变小,因此, R 2和R 4 并联两端电压变小,则电流表的读数 I 变小,故选 D. 答案 D 针对训练 1 如图 2 所示的电路,闭合电键 S ,待电路中的电流稳定后,减小 R ()A .电流表的示数减小 B .电压表的示数减小 C .电阻 R 2 两端的电压减小 D .路端电压增大图 2 答案 B 解析题图中的电路结构是 R 1与R 先并联,再与 R 2 串联,故 R ↓→ R 总↓→ I 干↑→ U 内↑→ U 外↓.R 2 两端电压 U 2=I 干R 2,U 2 增大,所以 R与R 1 的并联电压减小, 读数减小, A、C、D 错误, B 项正确. 图2 二、闭合电路的功率 1 .电源的总功率: P 总= EI ;电源内电阻消耗的功率 P 内=U 内I=I 2r ;电源输出功率 P 出=U 外I. 2. 对于纯电阻电路,电源的输出功率 P 出=I 2R=[E/(R+r )] 2R= E 2?R-r? 2R +4r ,当 R=r 时,电源的输出功率最大,其最大输出功率为 P m= E 24r . 电源输出功率随外电阻变化曲线如图 3 所示. 3 .电源的效率:指电源的输出功率与电源的总功率之比,即η=P 出/P 总= IU/ IE=U/E. 对于纯电阻电路,电源的效率η= I 2RI 2?R+r?= RR+r = 1/(1 + rR ) ,所以当R 增大时,