高二物理闭合电路习题课(电路的动态分析)精品PPT课件
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U=IR=0.6×8 V=4.8 V
所以a点的坐标为(0.6,4.8)
当电源输出功率最大时,外电路电阻
与内阻相等,此时电路电流 I E总 41.5 A 1.5 A 2r 2 2
U′=I′r′=1.5×2 V=3 V所以b点的坐标为(3,4.5)
电路中当C滑至B端时
IB
E总 R r
4 1.5 28
（2）b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标与 纵坐标之比分别为多少？
练习：如图所示,电源由n个电动势均为1.5 V,且内阻相同的电 池串联组成,合上开关S,滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端 的过程中,电路中的一些物理量的变化如图甲、乙、丙所示,电 表、导线对电路的影响不计.求: (1)组成电源的串联电池的个数. (2)滑动变阻器总阻值. (3)将甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标补齐.(甲图为 输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路端电压与总电流关系 曲线;丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线)
解：(1)由题图乙可知
Im
nE nr
所以r= E 1.5 Ω 0.5 Ω
Im 3 由题图甲可知Pm=
(nE)2
4nr
所以n=
4rPm E2
wenku.baidu.com
4 0.5 4.5 个=4个 1.52
(2)由题图丙知
R
R r
又有r′=nr=4×0.5 Ω=2 Ω
所以R= r =8 Ω 1
即d点的横坐标为8.
(3)由题图乙求a点的坐标I= E总 0.6 A R r
思考与讨论：
如果电路改接为下图所示，并设AB两端电压保
持U不变，则当滑动变阻器的滑动头从a移到b的
过程中，电流表的示数如何变化？
R总＝R－x
R0 x R0 x
R
x2 R0
x
I ap
U R0 R总 （R0
x）
RR0
UR0 xR
x2
RR0
UR0 R2 (x 4
R )2 2
I max
U R
, Imin
闭合电路欧姆定律的应用
——电路的动态分析
知识回顾：
定律内容
闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成 正比，跟内、外电路的电阻之和成反比
数学表达式
其它表 达形式
I E Rr
（适用于纯电阻电路）
E=IR+Ir
U=E-Ir
U端随R的 变化关系
U端随R的增大而增大，随R的减小而减小
电路的动态分析： 例：如图所示的电路，已知电源的电动势E和内 电阻r恒定，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，电 表为理想电表，当滑动头从a移到b的过程中， 外电路的总阻值如何变化？
基本电路: 1、A a p b
2、 R1 P
a R2 b
A
B
3、 R1 a
. R2 R3 p b
A
B
B 限流式接法：RAB随pb间的 电阻增大而增大。
分压式接法：当P由a滑至b时 ，电路的总电阻RAB持续减小； 若P点反向移动，则RAB持续增 大。 并联式接法：由于两并联支路的 电阻之和为定值，则两支路的并 联电阻当两支路阻值相等时有最 大值，相差最大时有最小值并随 两支路阻值之差的增大（减小） 而减小（增大）。
I总的变化 U端的变化
分析电学量的变化趋势
练习：如图所示的电路中，闭合电键S，在滑动 变阻器滑动片P向下滑动的过程中，各电表示数 的变化情况是怎样的？
分析电学量的变化量 拓展1：上题中当滑动变阻器的滑动触头P 向下 滑动时，如果三只理想电压表示数变化的绝对
值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，则下列各组数据中
A
0.6
A
UB=IBR=0.6×8 V=4.8 V
PB=IBUB=2.88 W
所以c点的坐标为(4.8,2.88)
2、 R1
a
A
P R2 b
B
分压式接法：当P由a滑至 b时，电路的总电阻RAB持 续减小；若P点反向移动 ，则RAB持续增大。
RAB
R1Rap R1 Rap
(R2
Rap )
所示，根据图线可知（ ）
A.反映Pr变化的图线是c c A
B.电源电动势为8v C.电源内阻为2Ω
4
a
c
D.当电流为0.5A时，
b
外电路的电阻为6Ω
0
1
2 I/A
思考：如将上题图中的坐标标度去掉，则图象如下 图所示. （1）在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、 B、C 三点，则这三点的纵坐标满足什么关系？
d
R
d
R
思考1:上题中如用导线将a、d连接起来，如图 所示，当滑动头从a移到b的过程中，外电路的 总阻值如何变化？
思考2:上题中如用导线将a、c连接起来，如图 所示，当滑动头从a移到b的过程中，外电路的 总阻值如何变化，是否具有极值？
思考3:若在本题电路中的a、c之间接入一个定 值电阻R1，b、c之间接入一个定值电阻R2，设 R1略大于R2，则滑动变阻器的滑动头从a移到b 的过程中，外电路的总阻值如何变化？
可能出现的是（ B D ）
A.ΔU1＝0V、ΔU2＝2V、ΔU3＝2V
B.ΔU1＝1V、ΔU2＝3V、ΔU3＝2V C.ΔU1＝3V、ΔU2＝1V、ΔU3＝2V
D.ΔU1＝1V、ΔU2＝2V、ΔU3＝1V
分析电学量的变化率
拓展2：上题中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 表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数 变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表 示．则下列比值正确的是（A C D） A、U1/I不变，△U1/△I不变 B、U2/I变大，△U2/△I变大 C、U2/I变大，△U2/△I不变 D、U3/I变大，△U3/△I不变
思考4：如在上面电路中ac与bc间各加入一个 理想电流表（如图所示，并设R1＝R2），则当 滑动头从a移到b的过程中，两电流表的示数 如何变化？
程方序法法：总结：
从局部到整体，再从整体到局部
某一电 连接关系 阻变化
R外的 变化
闭合电路 欧姆定律
串并联的基本特点 部分电路欧姆定律
I分的变化 U分的变化
4UR0 (4R0 R)R
二、闭合电路中的三类功率
1、电源的功率P总：电源的总功率，P总=IE
2、电源的输出功率P输出： P输出 IU端
图线与两轴所围面积表示输出功率
U
U
E
U 交点的意义？ U端
0
I
I0
I
Er I
3、内阻损耗的功率P内：
P内 I 2r
二、闭合电路中的三类功率
例：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
所以a点的坐标为(0.6,4.8)
当电源输出功率最大时,外电路电阻
与内阻相等,此时电路电流 I E总 41.5 A 1.5 A 2r 2 2
U′=I′r′=1.5×2 V=3 V所以b点的坐标为(3,4.5)
电路中当C滑至B端时
IB
E总 R r
4 1.5 28
（2）b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标与 纵坐标之比分别为多少？
练习：如图所示,电源由n个电动势均为1.5 V,且内阻相同的电 池串联组成,合上开关S,滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端 的过程中,电路中的一些物理量的变化如图甲、乙、丙所示,电 表、导线对电路的影响不计.求: (1)组成电源的串联电池的个数. (2)滑动变阻器总阻值. (3)将甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标补齐.(甲图为 输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路端电压与总电流关系 曲线;丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线)
解：(1)由题图乙可知
Im
nE nr
所以r= E 1.5 Ω 0.5 Ω
Im 3 由题图甲可知Pm=
(nE)2
4nr
所以n=
4rPm E2
wenku.baidu.com
4 0.5 4.5 个=4个 1.52
(2)由题图丙知
R
R r
又有r′=nr=4×0.5 Ω=2 Ω
所以R= r =8 Ω 1
即d点的横坐标为8.
(3)由题图乙求a点的坐标I= E总 0.6 A R r
思考与讨论：
如果电路改接为下图所示，并设AB两端电压保
持U不变，则当滑动变阻器的滑动头从a移到b的
过程中，电流表的示数如何变化？
R总＝R－x
R0 x R0 x
R
x2 R0
x
I ap
U R0 R总 （R0
x）
RR0
UR0 xR
x2
RR0
UR0 R2 (x 4
R )2 2
I max
U R
, Imin
闭合电路欧姆定律的应用
——电路的动态分析
知识回顾：
定律内容
闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成 正比，跟内、外电路的电阻之和成反比
数学表达式
其它表 达形式
I E Rr
（适用于纯电阻电路）
E=IR+Ir
U=E-Ir
U端随R的 变化关系
U端随R的增大而增大，随R的减小而减小
电路的动态分析： 例：如图所示的电路，已知电源的电动势E和内 电阻r恒定，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，电 表为理想电表，当滑动头从a移到b的过程中， 外电路的总阻值如何变化？
基本电路: 1、A a p b
2、 R1 P
a R2 b
A
B
3、 R1 a
. R2 R3 p b
A
B
B 限流式接法：RAB随pb间的 电阻增大而增大。
分压式接法：当P由a滑至b时 ，电路的总电阻RAB持续减小； 若P点反向移动，则RAB持续增 大。 并联式接法：由于两并联支路的 电阻之和为定值，则两支路的并 联电阻当两支路阻值相等时有最 大值，相差最大时有最小值并随 两支路阻值之差的增大（减小） 而减小（增大）。
I总的变化 U端的变化
分析电学量的变化趋势
练习：如图所示的电路中，闭合电键S，在滑动 变阻器滑动片P向下滑动的过程中，各电表示数 的变化情况是怎样的？
分析电学量的变化量 拓展1：上题中当滑动变阻器的滑动触头P 向下 滑动时，如果三只理想电压表示数变化的绝对
值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，则下列各组数据中
A
0.6
A
UB=IBR=0.6×8 V=4.8 V
PB=IBUB=2.88 W
所以c点的坐标为(4.8,2.88)
2、 R1
a
A
P R2 b
B
分压式接法：当P由a滑至 b时，电路的总电阻RAB持 续减小；若P点反向移动 ，则RAB持续增大。
RAB
R1Rap R1 Rap
(R2
Rap )
所示，根据图线可知（ ）
A.反映Pr变化的图线是c c A
B.电源电动势为8v C.电源内阻为2Ω
4
a
c
D.当电流为0.5A时，
b
外电路的电阻为6Ω
0
1
2 I/A
思考：如将上题图中的坐标标度去掉，则图象如下 图所示. （1）在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、 B、C 三点，则这三点的纵坐标满足什么关系？
d
R
d
R
思考1:上题中如用导线将a、d连接起来，如图 所示，当滑动头从a移到b的过程中，外电路的 总阻值如何变化？
思考2:上题中如用导线将a、c连接起来，如图 所示，当滑动头从a移到b的过程中，外电路的 总阻值如何变化，是否具有极值？
思考3:若在本题电路中的a、c之间接入一个定 值电阻R1，b、c之间接入一个定值电阻R2，设 R1略大于R2，则滑动变阻器的滑动头从a移到b 的过程中，外电路的总阻值如何变化？
可能出现的是（ B D ）
A.ΔU1＝0V、ΔU2＝2V、ΔU3＝2V
B.ΔU1＝1V、ΔU2＝3V、ΔU3＝2V C.ΔU1＝3V、ΔU2＝1V、ΔU3＝2V
D.ΔU1＝1V、ΔU2＝2V、ΔU3＝1V
分析电学量的变化率
拓展2：上题中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 表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数 变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表 示．则下列比值正确的是（A C D） A、U1/I不变，△U1/△I不变 B、U2/I变大，△U2/△I变大 C、U2/I变大，△U2/△I不变 D、U3/I变大，△U3/△I不变
思考4：如在上面电路中ac与bc间各加入一个 理想电流表（如图所示，并设R1＝R2），则当 滑动头从a移到b的过程中，两电流表的示数 如何变化？
程方序法法：总结：
从局部到整体，再从整体到局部
某一电 连接关系 阻变化
R外的 变化
闭合电路 欧姆定律
串并联的基本特点 部分电路欧姆定律
I分的变化 U分的变化
4UR0 (4R0 R)R
二、闭合电路中的三类功率
1、电源的功率P总：电源的总功率，P总=IE
2、电源的输出功率P输出： P输出 IU端
图线与两轴所围面积表示输出功率
U
U
E
U 交点的意义？ U端
0
I
I0
I
Er I
3、内阻损耗的功率P内：
P内 I 2r
二、闭合电路中的三类功率
例：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