210電路拓展提升課件高二上學(xué)期物理教科版

高中物理必修三演講者：曹雄2.10電路拓展目錄00一、電流的微觀表達(dá)式二、利用電勢簡化復(fù)雜電路（畫等效電路圖）三、部分電路分析思想四、電表改裝與指針偏轉(zhuǎn)問題五、閉合電路的動態(tài)分析六、閉合電路的計(jì)算七、?U比?I的問題八、最值功率問題九、閉合電路圖像問題十、含容電路分析十一、測電源電動勢、內(nèi)阻的分析【PART.01】一、電流的微觀表達(dá)式電流的微觀表達(dá)式01

題型特征：根據(jù)電子定向移動速度算電流電流的微觀表達(dá)式011.取一段時間2.計(jì)算這段時間通過某橫截面的柱體體積3.計(jì)算電荷量、電流類型一：已知單位體積電子數(shù)n電流的微觀表達(dá)式01

AB電流的微觀表達(dá)式01

宏觀：微觀：C電流的微觀表達(dá)式01類型二：已知單位長度電子數(shù)n1.取一段時間2.計(jì)算這段時間通過某橫截面的長度3.計(jì)算電荷量、電流電流的微觀表達(dá)式01

D【PART.02】二、利用電勢簡化復(fù)雜電路利用電勢簡化復(fù)雜電路011、一根導(dǎo)線上（未通過用電器）的電勢處處相等2、電流通過電阻、用電器，電勢會降低R1、R2兩端電勢差相同，R1與R2并聯(lián)原因：外部電路，正電荷通過用電器電場力做正功，電勢能會降低，電勢能轉(zhuǎn)化為其他能量，比如通過電阻會發(fā)熱，由于是正電荷，電勢能降低，電勢就會降低利用電勢簡化復(fù)雜電路01R1、R2、R3、兩端電勢差相同，并聯(lián)利用電勢簡化復(fù)雜電路01注：打點(diǎn)的地方表示相連，沒打點(diǎn)表示兩條線R1、R2、R3、兩端電勢差相同，并聯(lián)R4串聯(lián)【PART.03】三、部分電路分析思想部分電路分析思想011.如圖所示的電路稱為分壓電路，當(dāng)a、b間電壓恒為U時，當(dāng)滑動變阻器的滑片逐漸向上滑動的過程中c、d間的電壓Uc（

）A.一直為UB.一直為0C.逐漸減小到0D.逐漸增大到UV求Ψ3的取值范圍D部分電路分析思想012.如圖所示的電路中，U=90V,滑動變阻器R2的最大電阻值為200Ω,R1=100Ω.當(dāng)滑片P滑至R2的中點(diǎn)時，a、b兩端的電壓為（

）A.30VB.45VC.60VD.75V分成兩部分100Ω100Ω100Ω100Ω50ΩA部分電路分析思想013.如圖所示，當(dāng)ab端接入100V電壓時，用理想電壓表測得cd兩端電壓為20V，當(dāng)cd兩端接入100V電壓時，用理想電壓表測得ab兩端電壓為50V,則R1:R2:R3等于（

）A.1:1:1B.2:1:1C.3:2:1D.4:2:1100VVR3無電流流過，相當(dāng)于導(dǎo)線，電壓表實(shí)際測量的是R2兩端的電壓D【PART.04】四、電表改裝與指針偏轉(zhuǎn)問題電表改裝01做題步驟：1.判斷電流/電壓改裝，并確定擴(kuò)大倍數(shù)2.計(jì)算出在原有基礎(chǔ)上需要增多多少電流/電壓3.根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律列出等式串聯(lián)I相等，U與R成正比并聯(lián)U相等，I與R成反比電表改裝01例題1：某電流表的內(nèi)阻為Rg＝300Ω，滿刻度電流值為Ig＝1mA，現(xiàn)欲把該電流表改裝成量程為3V的電壓表，正確的方法是（

）A．應(yīng)串聯(lián)一個0.1Ω的電阻B．應(yīng)并聯(lián)一個0.1Ω的電阻C．應(yīng)串聯(lián)一個2700Ω的電阻D．應(yīng)并聯(lián)一個2700Ω的電阻C指針偏轉(zhuǎn)問題02例題1：（多選）如圖所示，電流表（0～3A）和（0～0.6A）由兩個相同的電流計(jì)改裝而成，現(xiàn)將這兩個電流表并聯(lián)后接入電路中，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，下列說法中正確的是（

）A．A1、A2的讀數(shù)之比為1：1B．A1、A2的讀數(shù)之比為5：1C．A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1：1D．A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1：5GG相當(dāng)于四個用電器并聯(lián)在電路中，電壓相同流過兩個電流計(jì)的電流相同，偏轉(zhuǎn)角度相同讀數(shù)之比，看都滿偏時的比BC指針偏轉(zhuǎn)問題02思路：明白指針為什么偏轉(zhuǎn)——只需比較通過表頭電流大小即可指針偏轉(zhuǎn)問題02例題2：用兩個相同的小量程電流表分別改裝成了兩個量程0.6A電流表的A1和3A電流表的A2，若把A1、A2分別采用串聯(lián)或并聯(lián)的方式接入電路，如圖所示，則閉合開關(guān)后，下列有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn)角度的說法正確的是（

）A．圖（a）中的A1、A2的示數(shù)之比1：1B．圖（a）中的A1、A2的指針偏角角度之比1：5C．圖（b）中的A1、A2的示數(shù)之比1：5D．圖（b）中的A1、A2的指針偏角角度之比5：1DA1、A2串聯(lián)，電流相同，讀數(shù)相同讀數(shù)相同，量程小的偏轉(zhuǎn)角度大指針偏轉(zhuǎn)問題02例題3：四個相同的小量程電流表（表頭）分別改裝成兩個電流表A1、A2和兩個電壓表V1、V2。已知電流表A1的量程大于A2的量程，電壓表V1的量程大于V2的量程，改裝好后把它們按圖示接法連入電路，則（

）A.電流表A1的讀數(shù)大于電流表A2的讀數(shù)B.電流表A1的偏轉(zhuǎn)角小于電流表A2的偏轉(zhuǎn)角C.電壓表V1的讀數(shù)小于電壓表V2的讀數(shù)D.電壓表V1的偏轉(zhuǎn)角小于電壓表V2的偏轉(zhuǎn)角A【PART.05】五、閉合電路的動態(tài)分析認(rèn)識閉合電路01當(dāng)滑動變阻器往右滑動時電流表：電壓表：減小增大電源有內(nèi)阻等效為：測的是滑動變阻器的電壓認(rèn)識閉合電路01在閉合電路(全電路)中包含內(nèi)外兩種電路，其中：電源內(nèi)部稱為：__________表達(dá)式：___________內(nèi)電路電源外部稱為：__________外電路外電壓又稱：____________表示的是：___________路端電壓電源兩端的電壓認(rèn)識閉合電路01請?jiān)谙旅骐娐穲D當(dāng)中畫出電壓表，要求測路端電壓不是理想電流表VV認(rèn)識閉合電路01在閉合電路(全電路)中包含內(nèi)外兩種電路，其中：電源內(nèi)部稱為：__________表達(dá)式：___________內(nèi)電路電源外部稱為：__________外電路外電壓又稱：____________表示的是：___________路端電壓電源兩端的電壓【閉合電路公式】：閉合電路的動態(tài)分析——程序法02例題：當(dāng)滑動變阻器往右滑動時,各個用電器電流電壓如何變化？(電流表為理想電表)方法：歐姆定律串并聯(lián)的特點(diǎn)閉合電路的動態(tài)分析——程序法02例題：當(dāng)滑動變阻器往右滑動時,各個用電器電流電壓如何變化？(電流表為理想電表)1.分析變化原因：詳細(xì)做法：滑動變阻器電阻增大2.導(dǎo)致

________=>________=>______閉合電路的動態(tài)分析——程序法02例題：當(dāng)滑動變阻器往右滑動時,各個用電器電流電壓如何變化？(電流表為理想電表)1.分析變化原因：詳細(xì)做法：滑動變阻器電阻增大2.導(dǎo)致

________=>________=>______3.電燈泡

_______=>_________4.根據(jù)表達(dá)式：_____________>________5.R1

_______=>_____6.由于_______________=>____閉合電路的動態(tài)分析——程序法021.判斷電路中的總電阻如何變化2.判斷出總電流的變化=>U內(nèi)的變化=>U外變化【解題思路】閉合電路的動態(tài)分析——程序法021．如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，L為小燈泡（其燈絲電阻可以視為不變），R1和R2為定值電阻，R3為光敏電阻，其阻值的大小隨照射光強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小。閉合開關(guān)S后，將照射光強(qiáng)度增強(qiáng)，則（

）A．R1兩端的電壓將增大B．R2兩端的電壓將增大C．燈泡L將變暗D．電路的路端電壓將增大A閉合電路的動態(tài)分析——串反并同法02前提：判斷電流有無通過變化R的用電器判斷串聯(lián)/并聯(lián)(不是真正的判斷)①單一變量（只有一個電阻在變化）②正常電源（有內(nèi)阻、外電壓會隨電阻變化）【例題】誰和R1串聯(lián)/并聯(lián)串聯(lián)：R3、r并聯(lián)：R2、V電流、電壓、功率↑電流、電壓、功率↓閉合電路的動態(tài)分析——串反并同法02使用步驟：判斷電阻如何變化=>判斷串聯(lián)/并聯(lián)串聯(lián)=>電流電壓的變化與電阻的變化相反并聯(lián)=>電流電壓的變化與電阻的變化相同閉合電路的動態(tài)分析——串反并同法021．如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，L為小燈泡（其燈絲電阻可以視為不變），R1和R2為定值電阻，R3為光敏電阻，其阻值的大小隨照射光強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小。閉合開關(guān)S后，將照射光強(qiáng)度增強(qiáng)，則（

）A．R1兩端的電壓將增大B．R2兩端的電壓將增大C．燈泡L將變暗D．電路的路端電壓將增大A與R3串聯(lián)/并聯(lián)：串聯(lián)：R1、小燈泡、r并聯(lián)：R2VV閉合電路的動態(tài)分析——串反并同法022．在如圖所示的電路中，當(dāng)變阻器R3的滑動頭P由a端向b端移動時（

）A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小B．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大C．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大D．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小與R3串聯(lián)/并聯(lián)：串聯(lián)：R1、A、r并聯(lián)：R2、VB閉合電路的動態(tài)分析——串反并同法023.如圖所示，電路中R1為滑動變阻器，R2、R3均為定值電阻。電源內(nèi)阻不能忽略，向左滑動滑片P，則下列說法正確的是（

）A．理想電壓表的示數(shù)增大B．理想電流表的示數(shù)增大C．通過R1的電流減小D．R2兩端的電壓減小與R1串聯(lián)/并聯(lián)：串聯(lián)：R2、R3、A、r并聯(lián)：VBA串反并同分析故障電路031.如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開時，燈泡L正常發(fā)光，若再將開關(guān)S2閉合，則電流表和電壓表的讀數(shù)將（

）A．都變大B．都變小C．電流表的讀數(shù)小，電壓表的讀數(shù)大D．電流表的讀數(shù)大，電壓表的讀數(shù)小與L串聯(lián)/并聯(lián)：串聯(lián)：R、A、r并聯(lián)：VD總結(jié)：開關(guān)斷開閉合問題：開關(guān)斷開：電阻從0到無限大，電阻增大開關(guān)閉合：電阻從無限大到0，電阻減小串反并同分析故障電路032.如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不能忽略，電流表和電壓表均為理想電表，下列說法中正確的是（

）A．若R1短路，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大B．若R2短路，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小C．若R3斷路，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)變大D．若R4斷路，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小短路看成：斷路看成：C電流從高電勢流向低電勢【PART.06】六、閉合電路的計(jì)算閉合電路的兩種計(jì)算01類型一：閉合電路的兩種計(jì)算類型二：串并聯(lián)電功率的計(jì)算、燈泡正常發(fā)光閉合電路的兩種計(jì)算011.一個方程----已知內(nèi)阻和電動勢2.聯(lián)立兩個方程----內(nèi)阻和電動勢未知閉合電路的兩種計(jì)算011.如圖所示的電路中，電阻R2=15Ω,R3=10Ω,電源的電動勢E=12V,內(nèi)電阻r=1Ω,安培表的讀數(shù)|=0.4A.求：(1)流過電阻R1的電流是多少?(2)電阻R1的阻值是多大?(3)電源的輸出功率是多少?簡化電路：rR1R2R315Ω10Ω1Ω12V0.4A閉合電路的兩種計(jì)算012.如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S接a點(diǎn)時，標(biāo)有“4V,8W”的小燈泡L正常發(fā)光，當(dāng)開關(guān)S接b點(diǎn)時，通過電阻R的電流為1A,這時電阻R兩端的電壓為5V.求：(1)電阻R的值；(2)電源的電動勢和內(nèi)阻.聯(lián)立兩個方程----內(nèi)阻和電動勢未知閉合電路的兩種計(jì)算013.如圖所示電路，電阻R1=2Ω,R2=8Ω,R3=3Ω,開關(guān)k和k1閉合、k2斷開時，電壓表的示數(shù)為U=1V,電阻R1的電功率為P。開關(guān)k和k2閉合、k1斷開時，電阻R2的電功率也為P。求：電源的電動勢E和內(nèi)電阻r;聯(lián)立兩個方程----內(nèi)阻和電動勢未知2Ω3Ω1V8Ω電功率的計(jì)算02對于純電阻元件（電阻、一般的小燈泡）核心：分析I電功率的計(jì)算02例題1：電源、開關(guān)、小燈泡、電壓表等連接成如圖所示的電路，小燈泡上標(biāo)有“0.6A,1.5W”字樣，電源的電動勢為3V，電壓表為理想表，導(dǎo)線電阻不計(jì)。閉合開關(guān)，小燈泡恰好正常發(fā)光。電源的內(nèi)阻約為（

）ΩΩΩΩB電功率的計(jì)算02例題2：兩個電阻，R1=8Ω,R2=2Ω并聯(lián)在電路中，欲使這兩個電阻消耗的電功率相等，可行的辦法是（

）A.用一個阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián)B.用一個阻值為1Ω的電阻與R2串聯(lián)C.用一個阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián)D.用一個阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián)設(shè)R2=R則：R1=4RI2=2II1=I串聯(lián)一個2Ω的電阻A電功率的計(jì)算02例題3：如圖所示，三個電阻R1、R2、R3的阻值相同，允許消耗的最大功率分別為10W、10W、4W,，則此電路允許消耗的最大功率為（

）A.12W

B.15W

C.16W

D.24W保證三個電阻都不壞II2I假設(shè)R3達(dá)到額定功率：R1燒壞假設(shè)R2達(dá)到額定功率：R3燒壞假設(shè)R1達(dá)到額定功率：B電功率的計(jì)算02例題4：兩只小燈泡L1,L2,分別標(biāo)有“6V，3W"和“6V，5W"，另外有一個能滿足需要的滑動變阻器R，將它們連接后接入電壓為12V的電路中，要求兩燈泡都正常發(fā)光且最省電，下面的四個電路中滿足要求的是（

）電流相同，電壓不同，不能正常發(fā)光電流相同，在L2上并聯(lián)電阻，R1>R并，電壓不同，不能正常發(fā)光正常發(fā)光，R1、R2消耗的功率都是定值，只需看滑動變阻器的功率A【PART.07】七、?U比?I的問題?U比?I的問題01中心思想：所研究的電阻是否改變

?U比?I的問題01

AC?U比?I的問題01原理說明：電源電動勢不變前提只有一個滑動變阻器變化-5V+5V電流變化相同，將U1減少的轉(zhuǎn)化為U其它增加的進(jìn)行分析?U比?I的問題01

D【PART.8】八、含容電路分析閉合電路(含電容器)的計(jì)算011.電容器看做理想電壓表（相當(dāng)于斷開的開關(guān)），畫電路電流走向2.看電容器兩端電壓(復(fù)雜就用電勢)3.看電壓的變化=>電量的變化4.電量變化符合“并聯(lián)分流特點(diǎn)”分析思路：閉合電路(含電容器)的計(jì)算01例題1：在如圖的電路中，電源電動勢E＝12V，電池內(nèi)阻r＝1Ω，已知電阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，電容器的電容C＝5μF，當(dāng)開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時求：（2）電容器所帶電荷量Q1.電容器看做理想電壓表（相當(dāng)于斷開的開關(guān)），畫電路電流走向2.看電容器兩端電壓(復(fù)雜就用電勢)電流不會流過R3→R3兩端電勢相同→R3可以看做導(dǎo)線閉合電路(含電容器)的計(jì)算012．如圖所示，電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，電容器的電容C＝30μF，電源電動勢E＝10V內(nèi)阻r＝1Ω．閉合開關(guān)S，電路中電流穩(wěn)定后。（2）斷開開關(guān)S后，直到電路中電流再次穩(wěn)定，求通過R1的總電荷量。閉合時：閉合電路(含電容器)的計(jì)算01例題2：如圖所示，電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，電容器的電容C＝30μF，電源電動勢E＝10V內(nèi)阻r＝1Ω．閉合開關(guān)S，電路中電流穩(wěn)定后。（2）斷開開關(guān)S后，直到電路中電流再次穩(wěn)定，求通過R1的總電荷量。閉合時：斷開時：電路中無電流3.看電壓的變化=>電量的變化閉合電路(含電容器)的計(jì)算01例題3：如圖所示電路，A、B兩點(diǎn)間接上一電動勢為4V、內(nèi)電阻為1Ω的直流電源，三個電阻的阻值均為4Ω，電容器的電容為20μF，電流表內(nèi)阻不計(jì)，求：（1）閉合開關(guān)S后，電容器所帶電荷量；（2）斷開開關(guān)S后，通過R2的電荷量。（1）閉合時：閉合電路(含電容器)的計(jì)算01例題3：如圖所示電路，A、B兩點(diǎn)間接上一電動勢為4V、內(nèi)電阻為1Ω的直流電源，三個電阻的阻值均為4Ω，電容器的電容為20μF，電流表內(nèi)阻不計(jì)，求：（1）閉合開關(guān)S后，電容器所帶電荷量；（2）斷開開關(guān)S后，通過R2的電荷量。（2）斷開時：電容器把電放完了R3R1R24.電量變化符合“并聯(lián)分流特點(diǎn)”閉合電路(含電容器)的計(jì)算01例題4：如圖所示，電源的電動勢E＝6.0V，內(nèi)阻r＝1.0Ω，定值電阻R1＝R2＝6.0Ω，R3＝12.0Ω，（從上至下R1，R2，R3）電容器的電容C＝5.0μF．閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，求：（1）電路的路端電壓U；（2）電容器所帶的電荷量Q；（3）斷開開關(guān)S后，通過電阻R2的電荷量Q2。（2）閉合時：閉合電路(含電容器)的計(jì)算01例題4：如圖所示，電源的電動勢E＝6.0V，內(nèi)阻r＝1.0Ω，定值電阻R1＝R2＝6.0Ω，R3＝12.0Ω，（從上至下R1，R2，R3）電容器的電容C＝5.0μF．閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，求：（1）電路的路端電壓U；（2）電容器所帶的電荷量Q；（3）斷開開關(guān)S后，通過電阻R2的電荷量Q2。（3）斷開后：R1R2R3閉合電路(含電容器)的動態(tài)分析02將電容器當(dāng)成：斷路最后看電容器和誰并聯(lián)閉合電路(含電容器)的動態(tài)分析02例題1：如圖所示的電路，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器滑片P向右移動時，下列說法正確的是（

）A．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大B．小燈泡L變暗C．電源的總功率變大D．電容器C上電荷量增加串反并同與RP串聯(lián)：r，A，小燈泡與RP并聯(lián)：VCC閉合電路(含電容器)的動態(tài)分析02例題2：在如圖所示電路中，電源電動勢和內(nèi)阻恒定，電壓表和電流表均是理想電表，閉合開關(guān)S后，試分析將滑動變阻器的觸頭P向上滑動的過程中，下列敘述正確的是（

）A．電壓表和電流表的示數(shù)都增大B．燈L2變暗，燈L1變亮C．通過電阻R0的電流方向向上D．電源的效率增大串反并同與RP串聯(lián)：r，L1，A與RP并聯(lián)：V，L2，R0，CD電容器在充電【PART.09】九、最值功率問題最值功率問題（R研與R研究以外）01若研究對象是定值：當(dāng)R________=_________時，獲得最大功率若研究對象在改變：當(dāng)R________=_________時，獲得最大功率R1R20變化研究

R其它最值功率問題（R研與R研究以外）011.如圖所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動勢，r為電源的內(nèi)阻，以下說法中一定正確的是（

）A．當(dāng)R2＝r時，R2上消耗的功率最大B．當(dāng)R1＝R2+r時，R1上消耗的功率最大C．當(dāng)R2＝0時，R1上消耗的功率最大D．當(dāng)R2＝0時，電源的輸出功率最大C最值功率問題（R研與R研究以外）01原理推導(dǎo)：均值不等式：求電源的輸出功率最大，即R研為變化的電阻功率兩類圖像問題02設(shè)R其它=5Ω此時R研=3Ω，若增大研究對象的電阻，研究對象的功率如何變化?先增大后減小此時R研=8Ω，若減小研究對象的電阻，研究對象的功率如何變化?先增大后減小功率兩類圖像問題02【PART.10】十、閉合電路圖像問題閉合電路圖像問題01為什么U越大反而I越??？U：路端電壓（外電壓）I：總電流閉合電路圖像問題01與y軸的交點(diǎn)：與x軸的交點(diǎn)：短路電流線的K物理意義：過原點(diǎn)線的K物理意義：（2,2）電源輸出功率的表示：電源總功率的表示：閉合電路圖像問題011．（多選）如圖所示，兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U﹣I圖象，則下列說法中正確的是（

）A．電動勢E1＝E2，內(nèi)阻r1＞r2B．電動勢E1＝E2，短路電流I1＞I2C．電動勢E1＞E2，內(nèi)阻r1＜r2D．當(dāng)兩電源流過相同電流時，電源1的路端電壓較大BD拓展：都接為R的電阻，誰的電壓大？閉合電路圖像問題012．在如圖所示的U﹣I圖象中，直線I為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。由圖象可知正確的是（

）A．電源的電動勢為6VB．電阻R的阻值為2ΩC．電源內(nèi)阻為1ΩD．此時路端電壓為2VD閉合電路圖像問題013．（多選）如圖是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的某電源的U﹣I圖象，下列關(guān)于這個圖象的說法中正確的是（

）A．縱軸截距表示待測電源的電動勢，即E＝3.0VB．待測電源內(nèi)電阻為5ΩC．該電源對阻值為R＝4Ω的電阻供電時，效率為20%D．該電源可能的最大輸出功率為2.25WAD閉合電路圖像問題014．如圖所示的U﹣I圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端