12.2闭合电路欧姆定律的应用（素养提升）导学案-（2019）新人教版高中物理必修第三册.rar

12.2 闭合电路欧姆定律的应用（素养提升）闭合电路欧姆定律的应用（素养提升）【学习目标学习目标】1. 掌握闭合电路的功率、动态问题的分析方法2. 掌握闭合电路中含电容电路特点及分析方法【质疑提升质疑提升 1】闭合电路的动态问题分析闭合电路的动态问题分析所谓闭合电路的动态问题就是闭合电路中由于局部电阻变化（或开关的通断）引起各部分电压、电流、功率的发生变化。动态变化的分析方法动态变化的分析方法：“部分-整体-部分”。即：1.由局部电阻变化判断总电阻的变化。2.由 I=E/R+r 判断总电流的变化、U=E-Ir 判断路端电压的变化。3.由欧姆定律及串并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化。结论法：1 任一电阻 R 阻值增大，必引起该电阻中电流 I 的减小和该电阻两端的电压增大2 任一电阻 R 阻值增大，必引起与之并联的支路中电流的增大与之串联的各电阻电压的减小。1. 电动势为 E、内阻为 r 的电源与定值电阻 R1、R2及滑动变阻器 R 连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向下端时，下列说法正确的是（ ）A两电表的示数均减小B电压表的示数减小，电流表的示数增大C流过 R1的电流逐渐减小D电源的内耗功率增大2如图所示，电源电动势 E 和内阻 r 一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小） ，L 是小灯泡。当照射到 R0的光照强度减小时，以下分析正确的是（）A电流表示数增大B电压表示数不变C灯泡亮度变暗D通过 R2电流减小3 在如图所示的电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表 V、A、V1、V2的示数分别用 U、I、U1、U2表示，下列判断正确的是（）AI 减小，U1增大B电压表 V的示数变化量绝对值等于电压表 V2的示数变化量绝对值C电压表 V2的示数变化量与电流表 A 示数变化量之比的绝对值等于 R1+r，所以不变D电压表 V 示数的变化量与电流表 A 示数变化量之比的绝对值等于 R1+R2，所以变大【质疑提升质疑提升 2】电源的总功率、内耗功率、输出功率（外电路消耗功率） 、电源的效率与外电阻的关系在纯电阻电路中，电源电动势为 E、内电阻为 r，外电阻为 R，当电键闭合时，电流为I，则：（1）电源总功率 P总（也称电路消耗总功率）P总 （2）内电路消耗功率 P内（有时也称电源损耗功率、发热功率）P内 （3）外电路消耗功率 P外（也称电源输出功率）P外 （4）电源的供电效率: （5）电源输出功率的极值条件： 电源的三个功率图线路端电压与外电阻图线干路电流与外电阻图线输出功率与外电图线1某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR和电源内部的发热功率 Pr随电流 I 变化的图线画在了同一坐标上，如右图中的 a、b、c 所示，根据图线推断（ ） A反映 Pr变化的图线是 bB电源电动势为 8v C电源内阻为 2D当电流为 0.5A 时，外电路的电阻为 82. 如图所示，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，电源输出功率和电源总功率分别是（）A.4 W、8 W B.2 W、4 WC.4 W、6 W D.2 W、3 W3. 如图所示的电路中，电池的电动势 E=9.0 V，内电阻 r=2.0 ，固定电阻R1=1.0，R2为可变电阻，其阻值在 010 范围内调节，问：（1）R2=_时，电源的输出功率最大。（2）R2=_3_时，R2消耗的电功率最大。（3）R2=_0_时，R1消耗的电功率最大。4某学校创建绿色校园，如图甲所示为新装的一批节能WP/AI /082abc14pIOUROIROpRO路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙所示为其内部电路简化原理图，电源电动势为 E，内阻为 r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小） 。现增加光照强度，则下列判断错误的是（）A灯都变暗A B、B电源的输出功率变小C电源的效率变小DRt上电流的变化量大于 R0上电流的变化量【质疑提升质疑提升 3】含电容器电路的问题含电容器电路的问题含电容器电路的分析与计算方法：含电容器电路的分析与计算方法：1.在直流电路中，当电容器充，放电时，电路里有充放电电流。2.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个电阻无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，电容器所处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它。简化后若要求电容器所带的电量时，可在相应的位置用理想电压表代替，此电压表读数即为电容器两端的电压，分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：（1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所在支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压。（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相等。（3）电路中的电压电流变化时，将会引起电容器的充（放）电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。1如图所示，有一平行板电容器 C，极板是水平放置的，它与三个可变电阻及电源连接成电路。有一个质量为 m 的带电油滴悬浮在电容器的两极板之间，静止不动。现要使油滴下降，可采用的办法是（）A增大 R1B减小 R2C增大 R3D减小 R32 如图所示，电源内阻不可忽略，R1为电阻箱，R2为半导体热敏电阻，阻值随温度的升高而减小，C 为电容器，闭合开关 S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，电压表为理想电表，则下列判断正确的是（）A若 R1不变，当温度降低时电压表的示数减小B若 R1不变，当温度降低时油滴向下移动C若温度不变，当电阻箱 R1的阻值增大时，电容器 C 的电荷量增大D若 R1不变，温度不变，当电容器 C 两极板间的距离增大时油滴向下移动3 如图的电路中，电源电动势 E=6V、内阻不计，C=2F，R1=1，R2=2、R3=4。求(1)当 S、S均闭合且稳定后，电容器 C 所带电荷量；(2)稳定后，断开 S至电路再次稳定的过程中，通过 R3的电荷量。810-610-5【素养提升专练素养提升专练】1. 如图所示的电路中，电源电动势为 E，内电阻为 r。开关 S 闭合后，电灯 L1、L2均能发光。现将滑动变阻器 R 的滑片 P 稍向上移动，下列说法正确的是（）A电流表的示数变小B电灯 L1、L2均变亮C电灯 L1变亮，L2变暗D电灯 L1、L2均变暗2在右图的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B 两灯亮度的变化情况为（ ）AA 灯和 B 灯都变亮BA 灯、B 灯都变暗CA灯变亮，B 灯变暗DA 灯变暗，B 灯变亮3 如图所示，电源电动势为 E、内阻 r 闭合开关 S，当滑动变阻器 R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表 V1的示数为 U1，电压表 V1的示数变化量的绝对值为 U1，电压表 V2的示数为 U2，电压表 V2的示数变化量的绝对值为 U2，则在这个过程中，下列说法正确的是（）A电压表 1 的示数逐渐变小，电流表示数逐渐减小B电压表 2 的示数逐渐变大，电流表示数逐渐增大CU1=U2DU1U24. 如图所示电路中 A、B 两灯均正常发光，R 为一滑动变阻器，若将滑动片 P 向下滑动，则（ ）A.A 灯变亮 B.B 灯变亮C.R1上消耗功率变大 D.总电流变小5. 电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是 ( )A电源的路端电压一定逐渐增大 B电源的输出功率一定逐渐变小C电源内部消耗的功率一定逐渐减小 D电源的供电效率一定逐渐变小6如图所示，图中所有电表均为理想电表，电源内阻不可忽略。已知平行板电容器中的带电质点处于静止状态，定值电阻 R1的阻值P比电源内阻大，当滑动变阻器 R2的滑片向端移动时（）aA电压表示数减小，电流表示数减小B电源的输出功率逐渐增大C电压表示数变化量与电流表示数变化量比值不变UID质点将向下运动P7. 在如图电路中，电键 K1、K2、K3、K4均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴 P，断开哪一个电键后 P 会向下运动( )A. K1 B. K2 C. K3 D. K48 如图所示的电路中，电源电动势 E = 6.0V ，内阻 r = 0.6 ，电阻 R2 = 0.5 ，当开关S 断开时，电流表的示数为 1.5A ，电压表的示数为 3.0V ，试求： （1）电阻 R1和 R3的阻值； （2）当 S 闭合后，电压表的示数和 R2上消耗的电功率。1.4212CR1R2R3PK3K2K4K19. 如图所示，电源的电动势，内阻，为变阻器，问：81RV8E 2r2R（1）要使变阻器获得的电功率最大，R2的值应是多大？这时 R2的功率多大？（2）要使 R1得到最大的电功率，R2的取值多大？R1的最大功率多大？这时电源的效率多大？101.605.1280%10如图所示，两电容器的电容分别为，.15FC 210FC 电阻，电路两端电压。则：12R 24R 12VU (1)当开关 S 闭合时，电容器 C1的带电量为多少？(2)当开关 S 断开时，电容器 C2的带电量为多少？(3)当开关 S 断开时，A、B 两点间的电压为多少？210-51.210-41211. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计，电容器的电容为C，电阻R1；R2：R3:R43：2：1：1，开关 S 断开。现将S闭合，由 S 闭合到电路稳定的过程中，通过 R3的电荷量为多少？ 12.2 闭合电路欧姆定律的应用（素养提升）闭合电路欧姆定律的应用（素养提升）【学习目标学习目标】1. 掌握闭合电路的功率、动态问题的分析方法2. 掌握闭合电路中含电容电路特点及分析方法【质疑提升质疑提升 1】闭合电路的动态问题分析闭合电路的动态问题分析所谓闭合电路的动态问题就是闭合电路中由于局部电阻变化（或开关的通断）引起各部分电压、电流、功率的发生变化。动态变化的分析方法动态变化的分析方法：“部分-整体-部分”。即：1.由局部电阻变化判断总电阻的变化。2.由 I=E/R+r 判断总电流的变化、U=E-Ir 判断路端电压的变化。3.由欧姆定律及串并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化。结论法：1 任一电阻 R 阻值增大，必引起该电阻中电流 I 的减小和该电阻两端的电压增大2 任一电阻 R 阻值增大，必引起与之并联的支路中电流的增大与之串联的各电阻电压的减小。1. 电动势为 E、内阻为 r 的电源与定值电阻 R1、R2及滑动变阻器 R 连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向下端时，下列说法正确的是（ ）A两电表的示数均减小B电压表的示数减小，电流表的示数增大C流过 R1的电流逐渐减小D电源的内耗功率增大2如图所示，电源电动势 E 和内阻 r 一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小） ，L 是小灯泡。当照射到 R0的光照强度减小时，以下分析正确的是（）A电流表示数增大B电压表示数不变C灯泡亮度变暗D通过 R2电流减小3 在如图所示的电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表 V、A、V1、V2的示数分别用 U、I、U1、U2表示，下列判断正确的是（）AI 减小，U1增大B电压表 V的示数变化量绝对值等于电压表 V2的示数变化量绝对值C电压表 V2的示数变化量与电流表 A 示数变化量之比的绝对值等于 R1+r，所以不变D电压表 V 示数的变化量与电流表 A 示数变化量之比的绝对值等于 R1+R2，所以变大【质疑提升质疑提升 2】电源的总功率、内耗功率、输出功率（外电路消耗功率） 、电源的效率与外电阻的关系在纯电阻电路中，电源电动势为 E、内电阻为 r，外电阻为 R，当电键闭合时，电流为I，则：（1）电源总功率 P总（也称电路消耗总功率）P总 （2）内电路消耗功率 P内（有时也称电源损耗功率、发热功率）P内 （3）外电路消耗功率 P外（也称电源输出功率）P外 （4）电源的供电效率: （5）电源输出功率的极值条件： 电源的三个功率图线路端电压与外电阻图线干路电流与外电阻图线输出功率与外电图线1某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR和电源内部的发热功率 Pr随电流 I 变化的图线画在了同一坐标上，如右图中的 a、b、c 所示，根据图线推断（ ） A反映 Pr变化的图线是 bB电源电动势为 8v C电源内阻为 2D当电流为 0.5A 时，外电路的电阻为 82. 如图所示，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，电源输出功率和电源总功率分别是（）A.4 W、8 W B.2 W、4 WC.4 W、6 W D.2 W、3 W3. 如图所示的电路中，电池的电动势 E=9.0 V，内电阻 r=2.0 ，固定电阻R1=1.0，R2为可变电阻，其阻值在 010 范围内调节，问：（1）R2=_时，电源的输出功率最大。（2）R2=_时，R2消耗的电功率最大。（3）R2=_时，R1消耗的电功率最大。4某学校创建绿色校园，如图甲所示为新装的一批节能WP/AI /082abc14pIOUROIROpRO路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙所示为其内部电路简化原理图，电源电动势为 E，内阻为 r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小） 。现增加光照强度，则下列判断错误的是（）A灯都变暗A B、B电源的输出功率变小C电源的效率变小DRt上电流的变化量大于 R0上电流的变化量【质疑提升质疑提升 3】含电容器电路的问题含电容器电路的问题含电容器电路的分析与计算方法：含电容器电路的分析与计算方法：1.在直流电路中，当电容器充，放电时，电路里有充放电电流。2.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个电阻无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，电容器所处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它。简化后若要求电容器所带的电量时，可在相应的位置用理想电压表代替，此电压表读数即为电容器两端的电压，分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：（1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所在支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压。（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相等。（3）电路中的电压电流变化时，将会引起电容器的充（放）电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。1如图所示，有一平行板电容器 C，极板是水平放置的，它与三个可变电阻及电源连接成电路。有一个质量为 m 的带电油滴悬浮在电容器的两极板之间，静止不动。现要使油滴下降，可采用的办法是（）A增大 R1B减小 R2C增大 R3D减小 R32 如图所示，电源内阻不可忽略，R1为电阻箱，R2为半导体热敏电阻，阻值随温度的升高而减小，C 为电容器，闭合开关 S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，电压表为理想电表，则下列判断正确的是（）A若 R1不变，当温度降低时电压表的示数减小B若 R1不变，当温度降低时油滴向下移动C若温度不变，当电阻箱 R1的阻值增大时，电容器 C 的电荷量增大D若 R1不变，温度不变，当电容器 C 两极板间的距离增大时油滴向下移动3 如图的电路中，电源电动势 E=6V、内阻不计，C=2F，R1=1，R2=2、R3=4。求(1)当 S、S均闭合且稳定后，电容器 C 所带电荷量；(2)稳定后，断开 S至电路再次稳定的过程中，通过 R3的电荷量。【素养提升专练素养提升专练】1. 如图所示的电路中，电源电动势为 E，内电阻为 r。开关 S 闭合后，电灯 L1、L2均能发光。现将滑动变阻器 R 的滑片 P 稍向上移动，下列说法正确的是（）A电流表的示数变小B电灯 L1、L2均变亮C电灯 L1变亮，L2变暗D电灯 L1、L2均变暗2在右图的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B 两灯亮度的变化情况为（ ）AA 灯和 B 灯都变亮BA 灯、B 灯都变暗CA灯变亮，B 灯变暗DA 灯变暗，B 灯变亮3 如图所示，电源电动势为 E、内阻 r 闭合开关 S，当滑动变阻器 R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表 V1的示数为 U1，电压表 V1的示数变化量的绝对值为 U1，电压表 V2的示数为 U2，电压表 V2的示数变化量的绝对值为 U2，则在这个过程中，下列说法正确的是（）A电压表 1 的示数逐渐变小，电流表示数逐渐减小B电压表 2 的示数逐渐变大，电流表示数逐渐增大CU1=U2DU1U24. 如图所示电路中 A、B 两灯均正常发光，R 为一滑动变阻器，若将滑动片 P 向下滑动，则（ ）A.A 灯变亮 B.B 灯变亮C.R1上消耗功率变大 D.总电流变小5. 电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是 ( )A电源的路端电压一定逐渐增大 B电源的输出功率一定逐渐变小C电源内部消耗的功率一定逐渐减小 D电源的供电效率一定逐渐变小6如图所示，图中所有电表均为理想电表，电源内阻不可忽略。已知平行板电容器中的带电质点处于静止状态，定值电阻 R1的阻值比电源内阻大，当滑动变阻器 R2的滑片P向端移动时（）aA电压表示数减小，电流表示数减小B电源的输出功率逐渐增大C电压表示数变化量与电流表示数变化量比值不变UID质点将向下运动P7. 在如图电路中，电键 K1、K2、K3、K4均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴 P，断开哪一个电键后 P 会向下运动( )A. K1 B. K2 C. K3 D. K48 如图所示的电路中，电源电动势 E = 6.0V ，内阻 r = 0.6 ，电阻 R2 = 0.5 ，当开关S 断开时，电流表的示数为 1.5A ，电压表的示数为 3.0V ，试求： （1）电阻 R1和 R3的阻值； （2）当 S 闭合后，电压表的示数和 R2上消耗的电功率。CR1R2R3PK3K2K4K19. 如图所示，电源的电动势，内阻，81RV8E 2r为变阻器，问：2R（1）要使变阻器获得的电功率最大，R2的值应是多大？这时 R2的功率多大？（2）要使 R1得到最大的电功率，R2的取值多大？R1的最大功率多大？这时电源的效率多大？10如图所示，两电容器的电容分别为，.电阻，15FC 210FC 12R ，电路两端电压。则：24R 12VU (1)当开关 S 闭合时，电容器 C1的带电量为多少？(2)当开关 S 断开时，电容器 C2的带电量为多少？(3)当开关 S 断开时，A、B 两点间的电压为多少？11. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计，电容器的电容为C，电阻R1；R2：R3:R43：2：1：1，开关 S 断开。现将S闭合，由 S 闭合到电路稳定的过程中，通过 R3的电荷量为多少？