電路的動態(tài)分析1

1、第第7 7節(jié)節(jié) 閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律2 2預(yù)習(xí)檢測預(yù)習(xí)檢測1 1閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律 rREI2 2路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系： IrEU（1 1）表述：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正）表述：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正 比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比（2 2）表達(dá)式）表達(dá)式（1 1）路端電壓隨外電路電阻）路端電壓隨外電路電阻R R增大而增大增大而增大/00RIE rU端，0RIE 端，U斷路斷路短路短路（2 2）路端電壓）路端電壓U U隨電流隨電流I I變化的圖象變化的圖象 3、在如圖所示的電路中，、在如圖所示

2、的電路中，E為電源電動勢，為電源電動勢，r為電為電源內(nèi)阻，源內(nèi)阻，R1和和R3均為定值電阻，均為定值電阻，R2為滑動變阻器。為滑動變阻器。當(dāng)當(dāng)R2的滑動觸點在的滑動觸點在a端時合上開關(guān)端時合上開關(guān)S，此時三個電表，此時三個電表A1、A2和和V的示數(shù)分別為的示數(shù)分別為I1、I2和和U?，F(xiàn)將?，F(xiàn)將R2的滑動的滑動觸點向觸點向b端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是 （ ） AI1增大，增大，I2不變，不變，U增大增大 BI1減小，減小，I2增大，增大，U減小減小 CI1增大，增大，I2減小，減小，U增大增大 DI1減小，減小，I2不變，不變，U減小減小SR1R2R3E

3、 rA1A2VabB揭示教學(xué)目標(biāo)并引入新課揭示教學(xué)目標(biāo)并引入新課 1、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律解決電路動態(tài)變化問題。 2、知道解決電路動態(tài)變化問題的兩種方法。 3、理解閉合電路的功率表達(dá)式，知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。 4、會求解電源(負(fù)載）的最大輸出（消耗）功率問題。一、一、 動態(tài)電路的討論動態(tài)電路的討論1、問題概述？、問題概述？閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會影閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會影響整個電路，使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)響整個電路，使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)生變化。生變化。2、解決動態(tài)電路的基本思路是什么？、解決動態(tài)電路的基本思路是什么？基

4、本思路是基本思路是“部分部分整體整體部分部分”。即從阻值變化的。即從阻值變化的的入手，由串并聯(lián)規(guī)律判知的入手，由串并聯(lián)規(guī)律判知R總總的變化情況再由閉合電的變化情況再由閉合電路歐姆定律判知路歐姆定律判知I總總和和U端端的變化情況，最后由部分電路的變化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判知各部分的歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判知各部分的變化情況變化情況問題引導(dǎo)下再學(xué)習(xí)問題引導(dǎo)下再學(xué)習(xí)（1）確定電路的外電阻）確定電路的外電阻R外總外總?cè)绾巫兓?；如何變化?當(dāng)外電路的任何一個電阻增大（或減小）時，電路當(dāng)外電路的任何一個電阻增大（或減?。r，電路的總電阻一定增大（或減小）的總電

5、阻一定增大（或減?。?若電鍵的閉合使串聯(lián)的用電器增多，總電阻增大若電鍵的閉合使串聯(lián)的用電器增多，總電阻增大;若電鍵的閉合使并聯(lián)的支路增多，總電阻減小。若電鍵的閉合使并聯(lián)的支路增多，總電阻減小。方法歸納：方法歸納：SR1R2R3E rA1A2VabrREI 外總外總總總（ 2）根據(jù)閉合電路歐姆定律）根據(jù)閉合電路歐姆定律 確定電路的總電流如何變化；確定電路的總電流如何變化；（3）由）由U內(nèi)內(nèi)=I總總r確定電源內(nèi)電壓如何變化；確定電源內(nèi)電壓如何變化；（4）由）由U外外=EU內(nèi)內(nèi)確定電源的外電確定電源的外電壓壓 ( 路端電壓路端電壓 )如何變化；如何變化；（5）由部分電路歐姆定律確定干路）由部分電路歐

6、姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化；上某定值電阻兩端的電壓如何變化；（ 6）確定支路兩端電壓如何變化以及通過各支路的）確定支路兩端電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化（可利用串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電電流如何變化（可利用串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系）。路的電流關(guān)系）。SR1R2R3E rA1A2Vab2008年高考物理廣東卷年高考物理廣東卷1、電動勢為、電動勢為E、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻的電源與定值電阻R1、R2及及滑動變阻器滑動變阻器R連接成如圖所示的電路，當(dāng)滑動變阻連接成如圖所示的電路，當(dāng)滑動變阻器的觸頭由中點滑向器的觸頭由中點滑向b端時端時, 下列說法正

7、確的是（下列說法正確的是（ ）A電壓表和電流表讀數(shù)都增大電壓表和電流表讀數(shù)都增大B電壓表和電流表讀數(shù)都減小電壓表和電流表讀數(shù)都減小C電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小D電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大rRabR1R2EAVA課堂訓(xùn)練與檢測二、總結(jié)動態(tài)電路的規(guī)律二、總結(jié)動態(tài)電路的規(guī)律如下如下“串反并同串反并同” “ “并同并同”：是指某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接：是指某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大； 某一電阻減小時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的某一電阻

8、減小時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。電流、兩端電壓、電功率都將減小。 “ “串反串反”：是指某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接：是指某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??； 某一電阻減小時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中某一電阻減小時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率將增大。的電流、兩端電壓、電功率將增大。注意注意“串反并同串反并同”法則的應(yīng)用條件：單變量電路。法則的應(yīng)用條件：單變量電路。對于多變量引起的電路變化，若各變量對同一對象分對于多變量引起的電路變化，若各變量對同

9、一對象分別引起的效果相同，則該原則的結(jié)果成立；若各變量別引起的效果相同，則該原則的結(jié)果成立；若各變量對同一對象分別引起的效果相反，則對同一對象分別引起的效果相反，則“串反并同串反并同”法法則不適用。則不適用。 2 2、右圖電路中、右圖電路中, 設(shè)設(shè)R1增大，各電阻中的電流和增大，各電阻中的電流和兩端電壓如何變化？兩端電壓如何變化？ R1R2R3R4E rI2I1I3I4I解：解：R1增大，總電阻增大；增大，總電阻增大；rREI I 減小；減??；由由U=E-Ir，U增大；增大；因此因此U4、I4增大；增大；由由I3= I-I4， I3、U3減??；減??；由由U2=U-U3，U2、I2增大；增大；由

10、由I1=I3 -I2，I1減小。減小。應(yīng)用應(yīng)用“串反并同串反并同”法則分析法則分析同樣可得到結(jié)果：同樣可得到結(jié)果：R1增大，增大，R3與與R1串聯(lián)，電流串聯(lián)，電流I3、電壓、電壓U3均減?。痪鶞p??；R2、R4與與R1并聯(lián)，電流并聯(lián)，電流I2、I4均增大；均增大； 電壓電壓U2 、U4均增大。均增大。課堂訓(xùn)練與檢測課堂訓(xùn)練與檢測1、分壓器電路總電阻的變化、分壓器電路總電阻的變化如圖所示分壓電路中，滑動變阻器可以視為由兩段電如圖所示分壓電路中，滑動變阻器可以視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段與電器并聯(lián)（以下簡稱并聯(lián)段），阻構(gòu)成，其中一段與電器并聯(lián)（以下簡稱并聯(lián)段），另一段與并聯(lián)部分相串聯(lián)（以下簡稱串聯(lián)段

11、）；設(shè)滑另一段與并聯(lián)部分相串聯(lián)（以下簡稱串聯(lián)段）；設(shè)滑動變阻器的總電阻為動變阻器的總電阻為R，燈泡的電阻為，燈泡的電阻為R燈燈，與燈泡并，與燈泡并聯(lián)的那一段電阻為聯(lián)的那一段電阻為R并并-，則分壓器的總電阻為：，則分壓器的總電阻為：211并并燈燈并并燈燈并并燈燈并并并并總總RRRRRRRRRRR 由上式可以看出，當(dāng)由上式可以看出，當(dāng)R并并減小時，減小時，R總總增大；增大；當(dāng)當(dāng)R并并增大時，增大時，R總總減小。減小。由此可以得出結(jié)論：由此可以得出結(jié)論：分壓器總電阻的變化與并聯(lián)段電分壓器總電阻的變化與并聯(lián)段電阻的變化情況相反，與串聯(lián)段電阻的變化相同。阻的變化情況相反，與串聯(lián)段電阻的變化相同。完全達(dá)標(biāo)

12、教學(xué)完全達(dá)標(biāo)教學(xué)由上式可以看出，當(dāng)并聯(lián)的兩支路電阻相等時，總電阻由上式可以看出，當(dāng)并聯(lián)的兩支路電阻相等時，總電阻最大；當(dāng)并聯(lián)的兩支路電阻相差越大時，總電阻越小。最大；當(dāng)并聯(lián)的兩支路電阻相差越大時，總電阻越小。完全達(dá)標(biāo)教學(xué)完全達(dá)標(biāo)教學(xué)2、 3如圖所示，電源電動勢為如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為，內(nèi)電阻為r，當(dāng)滑，當(dāng)滑動變阻器的觸片動變阻器的觸片P從右端滑到左端時，發(fā)從右端滑到左端時，發(fā)現(xiàn)電壓表現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對值分別為示數(shù)變化的絕對值分別為U1和和U2，下列，下列說法中正確的是說法中正確的是 （ ）A小燈泡小燈泡L1、L2變暗，變暗，L3變亮變亮B小燈泡小燈泡L3變暗，變暗，L

13、1、L2變亮變亮CU1U2DU1=U2V1V2L1L2L3PB完全達(dá)標(biāo)教學(xué)完全達(dá)標(biāo)教學(xué)由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，內(nèi)外UUEIUIUEI內(nèi)外1 1電源提供的功率電源提供的功率: : （電源功率）（電源功率） EIP 總2 2電源的輸出功率電源的輸出功率: :（外電路得到的功率）（外電路得到的功率） IUP外外3 3電源內(nèi)阻上的熱功率電源內(nèi)阻上的熱功率: : rIIUP2內(nèi)內(nèi)三、閉合電路中的功率三、閉合電路中的功率4 4閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化內(nèi)外總PPPIUIUEI內(nèi)外結(jié)論結(jié)論：電源的效率隨外電阻的增大而增大電源的效率隨外電阻的增大而

14、增大5.5.電源的工作效率電源的工作效率總出PPEU外對純電阻電路對純電阻電路, ,電源的效率為電源的效率為: :)(22rRIRIrRRRr11rr4EPR2M時，當(dāng)6.6.電源最大輸出功率電源最大輸出功率RIIUP222)(rRRErRrRE4)(22電源的輸出功率最大時，其效率只有50.0RPrPM3.3.電源的電動勢和內(nèi)阻都保持一定，在電源的電動勢和內(nèi)阻都保持一定，在外電路的電阻逐漸減小的過程中，下外電路的電阻逐漸減小的過程中，下面說法中正確的是面說法中正確的是( ( ) ) A A電源的路端電壓一定逐漸變小電源的路端電壓一定逐漸變小 B B電源的輸出功率一定逐漸變小電源的輸出功率一定

15、逐漸變小 C C電源內(nèi)部消耗的功率一定逐漸變大電源內(nèi)部消耗的功率一定逐漸變大 D D電源的供電效率一定逐漸變小電源的供電效率一定逐漸變小課堂訓(xùn)練與檢測4.4.如圖所示的電路中如圖所示的電路中, ,電源的電動勢為電源的電動勢為2V,2V,內(nèi)阻為內(nèi)阻為0.50.5, R, R0 0為為22, ,變阻器的阻值變阻器的阻值變化范圍為變化范圍為0-100-10, , 求求: :(1)(1)變阻器阻值多大時變阻器阻值多大時,R,R0 0消耗功率最大消耗功率最大. .(2)(2)變阻器阻值多大時變阻器阻值多大時, ,變阻器消耗的變阻器消耗的功率最大功率最大. .其最大功率為多少其最大功率為多少? ?R0E

16、rR課堂訓(xùn)練與檢測 5.對負(fù)載為對負(fù)載為R的純電阻電路，當(dāng)?shù)募冸娮桦娐罚?dāng)R=r時，電源輸出的最時，電源輸出的最大功率大功率(亦即負(fù)載獲得的最大功率亦即負(fù)載獲得的最大功率)為為P =2/4r這個命這個命題成立的前提條件是，電源電動勢題成立的前提條件是，電源電動勢E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r均為定值，均為定值，外電路負(fù)載只有一個可變電阻外電路負(fù)載只有一個可變電阻 rr4EPR2M時，當(dāng)rRrREP4)(22完全達(dá)標(biāo)教學(xué)完全達(dá)標(biāo)教學(xué)方法歸納：方法歸納：等效電源法等效電源法若電路結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，外電路負(fù)載不是一若電路結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，外電路負(fù)載不是一個可變電阻，而是幾個串聯(lián)電阻、并聯(lián)電個可變電阻，而是幾個串聯(lián)電阻

17、、并聯(lián)電阻或混聯(lián)電阻，欲求可變電阻的最大功率，阻或混聯(lián)電阻，欲求可變電阻的最大功率，可用等效電源法求解，具體解題過程如下：可用等效電源法求解，具體解題過程如下：(1)建立等效電源建立等效電源E0(0，r0)模型模型建模方法：把外電路中的全部定值電阻都納建模方法：把外電路中的全部定值電阻都納入電源入電源E(，r)內(nèi)，把它們當(dāng)成內(nèi)，把它們當(dāng)成E內(nèi)阻的一部內(nèi)阻的一部分，跟分，跟E構(gòu)成電動勢為構(gòu)成電動勢為0、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為r0的等效的等效電源電源 (0，r0)，且使外電路中只保留一個可，且使外電路中只保留一個可變電阻變電阻 (2)求出求出0和和r00的求法：的求法：0等于等于E0外電路斷路時的路端電外電路斷路時的路端電壓當(dāng)壓當(dāng)E0外電路負(fù)載為串聯(lián)電阻時，外電路負(fù)載為串聯(lián)電阻時，0=r0的求法：的求法：