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人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律导学案
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这是一份人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律导学案，文件包含122闭合电路欧姆定律的应用素养提升参考答案doc、122闭合电路欧姆定律的应用素养提升doc等2份学案配套教学资源，其中学案共16页， 欢迎下载使用。
12.2 闭合电路欧姆定律的应用（素养提升）
【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1】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：“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（ ）
A．I减小，U1增大
B．电压表V１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:h＝
（5）电源输出功率的极值条件：
p
I
O
电源的三个功率图线
U
R
O
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
I
R
O
p
R
O
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b
B．电源电动势为8v
C．电源内阻为2Ω
D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为8Ω
2. 如图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U—I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 W
C.4 W、6 W
D.2 W、3 W
3. 如图所示的电路中，电池的电动势E=9.0 V，内电阻r=2.0 Ω，固定电阻R1=1.0Ω，R2为可变电阻，其阻值在0～10 Ω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
B．电源的输出功率变小
C．电源的效率变小
D．Rt上电流的变化量大于R0上电流的变化量
【质疑提升3】含电容器电路的问题
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R1
B． 减小R2
C． 增大R3
D．减小R3
2． 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=2μF，R1=1Ω，R2=2Ω、R3=4Ω。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】
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（ ）
A．A灯和B灯都变亮
B．A灯、B灯都变暗
C．A灯变亮，B灯变暗
D．A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ΔU1，电压表V2的示数为U2，电压表V2的示数变化量的绝对值为ΔU2，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
C．ΔU1=ΔU2
D．ΔU1＜ΔU2
4. 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的滑片向端移动时（ ）
A．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
D．质点将向下运动
C
R1
R2
R3
P
K3
K2
K4
K1
7. 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. K4
8． 如图所示的电路中，电源电动势E = 6.0V ，内阻r = 0.6Ω ，电阻R2 = 0.5Ω ，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。
9. 如图所示，，电源的电动势，内阻，为变阻器，问：
（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，，电路两端电压。则：
(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:R4＝3：2：1：1，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）
【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1】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：“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（ ）
A．I减小，U1增大
B．电压表V１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:h＝
（5）电源输出功率的极值条件：
p
I
O
电源的三个功率图线
U
R
O
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
I
R
O
p
R
O
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b
B．电源电动势为8v
C．电源内阻为2Ω
D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为8Ω
2. 如图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U—I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 W
C.4 W、6 W
D.2 W、3 W
3. 如图所示的电路中，电池的电动势E=9.0 V，内电阻r=2.0 Ω，固定电阻R1=1.0Ω，R2为可变电阻，其阻值在0～10 Ω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
B．电源的输出功率变小
C．电源的效率变小
D．Rt上电流的变化量大于R0上电流的变化量
【质疑提升3】含电容器电路的问题
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R1
B． 减小R2
C． 增大R3
D．减小R3
2． 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=2μF，R1=1Ω，R2=2Ω、R3=4Ω。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】
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（ ）
A．A灯和B灯都变亮
B．A灯、B灯都变暗
C．A灯变亮，B灯变暗
D．A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ΔU1，电压表V2的示数为U2，电压表V2的示数变化量的绝对值为ΔU2，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
C．ΔU1=ΔU2
D．ΔU1＜ΔU2
4. 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的滑片向端移动时（ ）
A．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
D．质点将向下运动
C
R1
R2
R3
P
K3
K2
K4
K1
7. 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. K4
8． 如图所示的电路中，电源电动势E = 6.0V ，内阻r = 0.6Ω ，电阻R2 = 0.5Ω ，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。
9. 如图所示，，电源的电动势，内阻，为变阻器，问：
（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，，电路两端电压。则：
(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:R4＝3：2：1：1，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？
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