第三节 研究闭合电路（第二课时）.doc

第三节　　研究闭合电路（第二课时） 中山中学 潘克祥 教学目标 知识目标1）熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式E=U＋Ir和 （2）掌握电源的总功率P总=IE，电源的输出功率P输=IU，电源内阻上损耗的功率P损=I2r及它们之间的关系P总＝P输+P损。 能力目标 情感目标教学设计一、教学目标 及其适用条件。 （2）掌握电源的总功率P总=IU，电源内阻上损耗的功率P损=I2r及它们之间的关系P总=P输+P损。 (3) 进一步培养学生用能量和能量转化的观点分析物理问题的能力，并使学生掌握闭合电路欧姆定律的推导过程。 二、重点、难点 1．闭合电路欧姆定律 ε=U+U′，I=或ε=IR+Ir，都称为闭合电路欧姆定律。 式中：ε：若电源是几个电池组成的电池组，应为整个电池组的总电动势，r为总内阻，R为外电路总电阻，I为电路总电流强度。 应注意：ε=U+U′和ε=IR+Ir，两式表示电源使电势升高等于内外电路上的电势降落总和，ε理解为电源消耗其它形式能使电荷电势升高。IR、Ir理解为在内外电路上电势降落。（也称为电压降） 2．讨论路端电压，电路总电流随外电路电阻变化而变化的规律 根据：ε=U+U′、U′=Ir、I=，ε、r不变 R↑→I↓，U↑、U′↓，当R→∞时，I=0、U=ε、U′=0（也称为断路时） R↓→I↑，U↓、U′↑，当R=0时，I=（短路电流强度）U=0、U′=ε 3．在闭合电路中的能量转化关系 从功率角度讨论能量转化更有实际价值 电源消耗功率（有时也称为电路消耗总功率）：P总=εI 外电路消耗功率（有时也称为电源输出功率）：P出=UI 内电路消耗功率（一定是发热功率）：P内=I2r εI=UI+I2r 4．电源输出功率随外电路电阻变化关系 ε、r为定值，R为自变量，P出为因变量。 P出=UI=·R·=·R，讨论该函数极值可知，R=r时，输出功率有极大值； P出= ，电源输出功率与外阻关系图象如图2所示，R＜r时，随R增大输出功率增大，R=r输出功率最大，R＞r时，随R增大，输出功率减小。 【解题要点】 例一．在闭合电路中（ ） A．电流总是由高电势流向低电势 B．电流强度越大，电源输出功率越大 C．输出功率越大，电源效率越高 D．电源输出电压越大，电源效率越高 例二．关于电源和直流电路的性质，下列说法正确的是（ ） A．电源短路时，电路电流为无穷大 B．电源短路时，路端电压为零，外电阻无穷大 C．外电路断路时，路端电压为最大，外电阻为零 D．外电路总电阻值增大时，路端电压也增大 例三．在图4电路中，当滑动变阻器滑动键P向下移动时，则（ ） A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗 C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮 强度IB减小，灯B变暗。电路电流强度I=IB+IC因为I增大、IB减小，所以IC增大。灯C应变亮，选项D是正确的。 例四．图5为两个不同闭合电路中两个不同电源的I—U图象，则下述说法正确的是（ ） A．电动势ε1=ε2，发生短路时的电流强度I1＞I2 B．电动势ε1=ε2，内阻r1＞r2 C．电动势ε1=ε2，内阻r1＜r2 D．当两个电源工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大 处理图象问题时，应认真分析图线，确定各特殊点的物理意义，能帮助你找到解题思路。 例五．在图6所示电路中，R1=10(，R2=60(，R3=30(，电源内阻与电表内阻均不计，当K1、K2都断开或都闭合时，电流表的读数相同，求电阻R4的阻值。 本题的特点是电路是变化的，解答此类问题时关键是电路要清楚，然后根据电路特点处理问题。 例六．在图7的电路中，若R1=4(，R3=6(，电池内阻r=0.6(，则电源产生总功率为40W，而输出功率为37.6W，求电源电动势和电阻R2 使用内、外电路消耗电功率和电源产生总功率的关系是解答本题的关键，死记硬背是不能灵活使用这些规律的，必须深刻理解。 【同步练习】 1．在电源一定的电路里，下面说法正确的是（ ） A．外电路电阻增加一倍，路端电压也增加一倍 B．电源电动势等于内电路与外电路的电压之和 C．外电路短路时，路端电压等于电源的电动势 D．路端电压一定大于内电路电压 2．图8所示为两个电源的特性曲线，即路端电压与电流的关系图象，比较这两个电源的电动势和内阻，正确的是（ ） A．ε1＞ε2，r1＞r2 B．ε1＞ε2，r1＜r2 C．ε1＝ε2，r1＞r2 D．ε1＜ε2，r1＞r2 3．高压输电过程中，输电电压为U，输电功率为P，输电导线上电阻为R，则有（ ） A．损失功率为