1、素养培优课素养培优课(三三)闭合电路欧姆定律的综合应闭合电路欧姆定律的综合应 用用 (教师用书独具教师用书独具) 培优目标：培优目标：1.理解闭合电路中的功率及效率问题。理解闭合电路中的功率及效率问题。2.会用闭合电路欧姆定律及电会用闭合电路欧姆定律及电 路串、并联知识分析动态问题。路串、并联知识分析动态问题。3.理解欧姆表的测量原理。理解欧姆表的测量原理。 电源的有关功率及效率问题电源的有关功率及效率问题 1.电源的功率电源的功率 P：电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源的总功率，电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源的总功率， 计算式为：计算式为： PIE(普遍适用普遍适
2、用)， P E2 Rr I2(Rr)(只适用于外电路为纯电阻的电路只适用于外电路为纯电阻的电路)。 2电源内阻消耗功率电源内阻消耗功率 P内 内： ：电源内阻的热功率电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率也称为电源的损耗功率，计算公式计算公式 为为 P内 内 I2r。 3电源的输出功率电源的输出功率 P出 出：外电路上消耗的功率，计算式为： ：外电路上消耗的功率，计算式为：P出 出 IU外 外(普遍适用 普遍适用)， P出 出 I2R E2R Rr 2(只适用于外电路为纯电阻的电路 只适用于外电路为纯电阻的电路)。 4输出功率随外电阻输出功率随外电阻 R 的变化关系的变化关系 电源的输出功率：
3、电源的输出功率： P 出出 U 外外I RE2 Rr 2 E2 Rr 2 R 4r 。 由上式可以看出：由上式可以看出： (1) 当当 Rr 时，电源的输出功率最大，时，电源的输出功率最大，P出 出 E 2 4r，此时电源效率 ，此时电源效率50%。 (2)当当 Rr 时，随着时，随着 R 的增大输出功率越来越小。的增大输出功率越来越小。 (3)当当 Rr 时，随着时，随着 R 的增大输出功率越来越大。的增大输出功率越来越大。 (4)当当 P出 出E2，它们分别向同一电阻，它们分别向同一电阻 R 供电，电阻供电，电阻 R 消耗的消耗的 电功率相同电功率相同。比较供电时电池比较供电时电池 1 和
4、和 2 内部消耗的电功率内部消耗的电功率 P1和和 P2及电池的效率及电池的效率1和和2的的 大小，则有大小，则有() AP1P2，12 BP1P2，12 CP1P2，12 DP1P2，12 B因为因为 PR相等，则电流相等，则电流 I 相等。由相等。由 I E1 Rr1 E2 Rr2；因 ；因 E1E2，则，则 r1r2，所，所 以以 P1P2，而，而P 出出 P总 总 I 2R EI ，所以，所以与与 E 成反比，故成反比，故12，故，故 B 正确。正确。 2如图所示，如图所示，a、b、c 三盏灯都能发光，且在电路变化时，灯不会烧坏。当滑动三盏灯都能发光，且在电路变化时，灯不会烧坏。当滑动
5、 变阻器的触头变阻器的触头 P 向下移动时，下列说法正确的是向下移动时，下列说法正确的是() A外电路的总电阻变小外电路的总电阻变小 B总电流变小总电流变小 Ca 灯变暗灯变暗 Dc 灯变亮灯变亮 A分析电路可知分析电路可知，当滑动变阻器的触头当滑动变阻器的触头 P 向下移动时向下移动时，并联电阻变小并联电阻变小，外电路总外电路总 电阻变小，选项电阻变小，选项 A 正确；根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中总电流增大，选项正确；根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中总电流增大，选项 B 错误；错误；a 灯在干路，干路电流增大，灯在干路，干路电流增大，a 灯一定变亮，选项灯一定变亮，选项 C 错误；由
6、错误；由 UEIr 可知，可知， 电源的输出电压减小电源的输出电压减小，而而 a 分得的电压增大分得的电压增大，故并联部分电压减小故并联部分电压减小，c 灯一定变暗灯一定变暗，选选 项项 D 错误。错误。 3如图所示，如图所示，M、N 是平行板电容器的两个极板，是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，为定值电阻，R1、R2为可调为可调 电阻电阻，用绝缘细线将质量为用绝缘细线将质量为 m、带正电的小球悬于电容器内部带正电的小球悬于电容器内部。闭合开关闭合开关 S，小球静止小球静止 时受到悬线的拉力为时受到悬线的拉力为 F。调节。调节 R1、R2，关于，关于 F 的大小判断正确的是的大小判断正确
7、的是() A保持保持 R1不变，缓慢增大不变，缓慢增大 R2时，时，F 将变大将变大 B保持保持 R1不变，缓慢增大不变，缓慢增大 R2时，时，F 将变小将变小 C保持保持 R2不变，缓慢增大不变，缓慢增大 R1时，时，F 将变大将变大 D保持保持 R2不变，缓慢增大不变，缓慢增大 R1时，时，F 将变小将变小 B当电路接通后当电路接通后，对小球受力分析对小球受力分析：小球受重力小球受重力、电场力和悬线的拉力电场力和悬线的拉力 F 三个力三个力 的作用的作用，其中重力为恒力其中重力为恒力。当电路稳定后当电路稳定后，R1中没有电流中没有电流，两端等电势两端等电势，因此电容器因此电容器 两极板电压
8、等于两极板电压等于 R0两端电压两端电压。当当 R2不变不变，R1变化时变化时，电容器两极板电压不变电容器两极板电压不变，板间电板间电 场强度不变，小球所受电场力不变，场强度不变，小球所受电场力不变，F 不变，不变，C、D 错误；若保持错误；若保持 R1不变，缓慢增不变，缓慢增大大 R2，R0两端电压减小两端电压减小，电容器两端电压减小电容器两端电压减小，内部电场强度减弱内部电场强度减弱，小球受到的电场力减小球受到的电场力减 小，小，F 变小，故变小，故 A 错误，错误，B 正确。正确。 4如图所示的电路中，电源的电动势如图所示的电路中，电源的电动势 E12 V，内阻未知，内阻未知，R18 ，
9、R21.5 ， L 为规格为为规格为“3 V3 W”的灯泡的灯泡，开关开关 S 断开时断开时，灯泡恰好正常发光灯泡恰好正常发光。不考虑温度对灯不考虑温度对灯 丝电阻的影响。求：丝电阻的影响。求： (1)灯泡的额定电流和灯丝电阻；灯泡的额定电流和灯丝电阻； (2)电源的内阻；电源的内阻； (3)开关开关 S 闭合时，灯泡实际消耗的功率。闭合时，灯泡实际消耗的功率。 解析解析(1)IP U 3 W 3 V 1 A RLU I 3 V 1A 3 。 (2)S 闭合前，闭合前，EIrIR1IRL 将将 E12 V，I1A，R18 ，RL3 代入求解得代入求解得 r1 。 (3)开关开关 S 闭合后，闭合后，EIrIR1U2 IU2 R2 U2 RL 代入数据联立求解得代入数据联立求解得 U21.2 V 灯泡实际消耗的功率灯泡实际消耗的功率 PU 2 2 RL 0.48 W。 答案答案(1)1 A3(2)1 (3)0.48 W
