恒定電流（3）

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1、江蘇省2011屆高三物理一輪教案閉合電路歐姆定律教學(xué)目標(biāo)：1．掌握閉合電路歐姆定律，并能應(yīng)用其解決有關(guān)問(wèn)題；2．掌握路端電壓和外電路電阻的關(guān)系，掌握討論電路結(jié)構(gòu)變化題的一般方法3．掌握閉合電路的U-I圖象教學(xué)重點(diǎn)：閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)過(guò)程：一、閉合電路歐姆定律1.主要物理量。研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、I、U，前兩個(gè)是常量，后三個(gè)是變量。+－－+RErIRV1V2+－探針閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有：①E=U外+U內(nèi)②（I、R間關(guān)系）③U=E-Ir（U、I間關(guān)系）④（U、R間關(guān)系）oRP出Pmr從③式看出：當(dāng)外

2、電路斷開(kāi)時(shí)（I=0），路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)。而這時(shí)用電壓表去測(cè)量時(shí)，讀數(shù)卻應(yīng)該略小于電動(dòng)勢(shì)（有微弱電流）。當(dāng)外電路短路時(shí)（R=0，因而U=0）電流最大為Im=E/r（一般不允許出現(xiàn)這種情況，會(huì)把電源燒壞）。2.電源的功率和效率。⑴功率：①電源的功率（電源的總功率）PE=EI②電源的輸出功率P出=UI③電源內(nèi)部消耗的功率Pr=I2r⑵電源的效率：（最后一個(gè)等號(hào)只適用于純電阻電路）-9-電源的輸出功率，可見(jiàn)電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，為?！纠?】ErR2R1已知如圖，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的變化范圍是0~10Ω。求：①電源的最大輸出功

3、率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。解：①R2=2Ω時(shí)，外電阻等于內(nèi)電阻，電源輸出功率最大為2.25W；②R1是定植電阻，電流越大功率越大，所以R2=0時(shí)R1上消耗的功率最大為2W；③把R1也看成電源的一部分，等效電源的內(nèi)阻為6Ω，所以，當(dāng)R2=6Ω時(shí)，R2上消耗的功率最大為1.5W。R1R2R3R4Er3.變化電路的討論。閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會(huì)影響整個(gè)電路，使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)生變化。討論依據(jù)是：閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系。以右圖電路為例：設(shè)R1增大，總電阻一定增大；由，I一定減??；由U=E-

4、Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3=I-I4，I3、U3一定減??；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3-I2，I1一定減小。總結(jié)規(guī)律如下：①總電路上R增大時(shí)總電流I減小，路端電壓U增大；②變化電阻本身和總電路變化規(guī)律相同；③和變化電阻有串聯(lián)關(guān)系（通過(guò)變化電阻的電流也通過(guò)該電阻）的看電流（即總電流減小時(shí)，該電阻的電流、電壓都減小）；④和變化電阻有并聯(lián)關(guān)系的（通過(guò)變化電阻的電流不通過(guò)該電阻）看電壓（即路端電壓增大時(shí)，該電阻的電流、電壓都增大）。2AR1R21S【例2】如圖，電源的內(nèi)阻不可忽略．已知定值電阻R1=10Ω，R2=8Ω．當(dāng)電鍵S接位置1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2

5、0A．那么當(dāng)電鍵S接位置2時(shí)，電流表的示數(shù)可能是下列的哪些值A(chǔ).0.28AB.0.25AC.0.22AD.0.19A解：電鍵接2后，電路的總電阻減小，總電流一定增大，所以不可能是0.19A．電源的路端電壓一定減小，原來(lái)路端電壓為2V，所以電鍵接2后路端電壓低于2V，因此電流一定小于0.25A．所以只能選C?！纠?】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為ΔU1和ΔU2，下列說(shuō)法中正確的是V2V1L1L2L3PA.小燈泡L1、L3變暗，L2變亮B.小燈泡L3變暗，L1、L2變亮C.ΔU1<ΔU2-9-D.ΔU1>ΔU2

6、解：滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端，總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小。與電阻蟬聯(lián)串聯(lián)的燈泡L1、L2電流增大，變亮，與電阻并聯(lián)的燈泡L3電壓降低，變暗。U1減小，U2增大，而路端電壓U=U1+U2減小，所以U1的變化量大于U2的變化量，選BD。4．電動(dòng)勢(shì)與路端電壓的比較：U/VI/Ao2015105ab　　5.閉合電路的U-I圖象。右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示輸出功率；a的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大??；b的斜率的絕對(duì)值表示外電阻的大??；當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)（即內(nèi)、外電阻相等時(shí)圖中矩形面

7、積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半）。UoIEU0M（I0,U0）βαbaNI0Im【例4】如圖所示，圖線a是某一蓄電池組的伏安特性曲線，圖線b是一只某種型號(hào)的定值電阻的伏安特性曲線．若已知該蓄電池組的內(nèi)阻為2.0Ω，則這只定值電阻的阻值為_(kāi)_____Ω?，F(xiàn)有4只這種規(guī)格的定值電阻，可任意選取其中的若干只進(jìn)行組合，作為該蓄電池組的外電路，則所組成的這些