高中人教版 (2019)2 闭合电路的欧姆定律导学案
展开1.进一步理解闭合电路欧姆定律;
2.学会从公式和图像两个角度分析路端电压与负载的关系,
3.分析闭合电路的动态问题;
学习过程:
【知识回扣】
闭合电路的欧姆定律的内容及表达式
【新知探究】
一、路端电压与负载的关系
1、路端电压的表达式:
2、路端电压U随外电阻R的变化规律:
3、两种特殊情况:
4、电源的U-I图像:
【例1】如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像,下面结论正确的是( )
A.电源的电动势为6.0 V
B.电源的内阻为12 Ω
C.电源的短路电流为0.5 A
D.电流为0.3 A时外电阻是1.8 Ω
【针对训练】1、一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是( )
A.0.10 V B.0.20 V C.0.30 V D.0.40 V
2、如图所示为某一电源的U-I图线,由图可知( )
A.电源电动势为2 V
B.电源内电阻为eq \f(1,3) Ω
C.电源短路时电流为6 A
D.电路路端电压为1 V时,电路中电流为5 A
二、闭合电路的动态分析
【思考】:在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,回路的总电流、路端电压如何变化?通过R1、R2和滑动变阻器的电流如何变化,它们两端的电压如何变化?
【例2】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连接成图所示的电路.当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时,下列说法正确的( )
A.电压表和电流表读数都增大
B.电压表和电流表读数都减小
C.电压表读数增大,电流表A1读数减小,A2读数增大
D.电压表读数减小,电流表A1读数增大,A2读数减小
【针对训练】3、如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,如果将滑动变阻器的滑片向b端滑动,则灯泡L、电流表A(均未超过限度)会发生何种变化( )
A.灯泡L变亮,电流表A示数变小
B.灯泡L变亮,电流表A示数变大
C.灯泡L变暗,电流表A示数变小
D.灯泡L变暗,电流表A示数变大
4、如图所示电路中,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,以下判断正确的是( )
A.电压表示数变大,通过灯L1的电流变大,灯L2变亮
B.电压表示数变小,通过灯L1的电流变小,灯L2变暗
C.电压表示数变大,通过灯L2的电流变小,灯L1变亮
D.电压表示数变小,通过灯L2的电流变大,灯L1变暗
【小结】:闭合电路动态问题的分析方法
①分析电路,明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象;
②由局部电阻变化判断总电阻的变化;
③由I=eq \f(E,R+r)判断总电流的变化;
④据U=E-Ir判断路端电压的变化;
⑤由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化.
三、闭合电路的功率和效率
1、电源的总功率:
电源的内功率:
电源的输出功率:
2.电源的最大输出功率:
3.电源的效率η:
【例3】如图所示,电路中电池的电动势E=5 V,内电阻r=10 Ω,固定电阻R=90 Ω,R0是可变电阻,在R0从零增加到400 Ω的过程中,求:
(1)电池的电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和;
(2)R0调到多少时R上消耗的功率最大,最大功率是多少?
(3)可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率;
【针对训练】5、如图所示电路中,定值电阻R2=r(r为电源内阻),滑动变阻器的最大阻值为R1且R1≫R2+r,在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中,以下说法正确的是( )
A.电源的输出功率变小
B.R2消耗的功率先变大后变小
C.滑动变阻器消耗的功率先变大后变小
D.以上说法都不对
【跟踪训练】见同步练习册81页和90页
【反思总结】
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