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1、 风陵渡中学高二物理组 沙彦琦2.5闭合电路的欧姆定律导学案3【学习目标】电路的动态分析【学习过程】探究一基本思路是“局部整体局部”。即从阻值变化的的入手,由串并联规律判知R总的变化情况再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况其一般思路为:(1)确定电路的外电阻R外总如何变化; 当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小) 若电键的通断使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多,总电阻减小。括号内容为学有余力同学选读( 如图所示分压电路中,滑动变阻器可以视为由两段电阻构成,其中一段与电器
2、并联(以下简称并联段),另一段与并联部分相路障(以下简称串联段);设滑动变阻器的总电阻为R,灯泡的电阻为R灯,与灯泡并联的那一段电阻为R并,则会压器的总电阻为:由上式可以看出,当R并减小时,R总增大;当R并增大时,R总减小。由此可以得出结论:分压器总电阻的变化情况,R总变化与并联段电阻的变化情况相反,与串联段电阻的变化相同。在图2中所示并联电路中,滑动变阻器可以看作由两段电阻构成,其中一段与串联(简称),另一段与串联(简称),则并联总电阻由上式可以看出,当并联的两支路电阻相等时,总电阻最大;当并联的两支路电阻相差越大时,总电阻越小。)(2)根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化;(3)由
3、U内=I总r确定电源内电压如何变化;(4)由U外=EU内(或U外=E-Ir)确定电源的外电压如何(路端电压如何变化);(5)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两的电压如何变化;I分U分(6)确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化(可利用节点电流关系)。动态分析问题的思路程序可表示为:简单表示为: 局部I分、U分的变化局部R的变化全局I总、U端的变化的 变化 例1、在右图所示电路中,电源的电功势为E、内阻为为定值电阻,R是一滑动变阻器,电路中的电压表和电流表均视为理想的。试讨论:当R的滑键向上滑动时,电源总功率及各电表示数如何变化? 解析:本题等效电路如右下图所示。R的滑键上滑
4、时,其阻值增大,导致电路中总电阻增大。由可知,电路中的总电流减小,即表示数减小。因电源端电压,故端电压增大,即示数增大。电源的总功率减小。上的电压因总电流的减小而变小,变大,()所以示数变大。上的电流强度变大,所以的示数变大。因总电流变小,变大,所以变小(),的示数变小,的示数变小。点评:(1)、根据全电路欧姆定律,分析总电流的变化情况和路端电压的变化情况。因此电源的电动势E和内电阻r是定值,所以,当外电阻R增大(或减小)时,由可知电流减小(或增大),由可知路端电压随之增大(或减小)。(2) 根据串、并联电路的特点和局部电路与整个电路的关系,分析各部分电路中的电流强度I、电压U和电功率P的变化
5、情况。一般来说,应该先分析定值电阻上I、U、P的变化情况,后分析变化电阻上的I、U、P的变化情况。例2、 如图所示,电键闭合时,当滑动变阻器滑片P向右移动时,试分析L1、L2的亮度变化情况。分析与解:当P向右移动时,滑动变阻器的有效电阻变大,因此,整个电路的电阻增大,路端电压增大,总电流减小,流过L1的电流将减小,L1将变暗;同时L1分得的电压变小,L2两端电压增大,故L2变亮;我们注意到总电流减小,而L2变亮,即L2两端电流增大,可见L3上的电流比L1上的电流减小得还要多,因此L3也要变暗灯L1变暗UL2()IL2()IL3()灯L2变亮P右移R滑()R总()I总()灯L3变暗点评:(1)讨论灯泡亮度的变化情况,只需判断其电流或电压如何变化就可以。(2)象这样的电路,由于滑动变阻器电阻的变化而引起整个电路的变化,一般不应通过计算分析,否则会很繁杂。处理的一般原则是:主干路上的用电器,看它的电流变化;与变阻器并联的用电器看它的电压变化;与变阻器串联的电器看它的电流变化。(3)闭合电路动态分析的一般顺序是:先电阻后干路电流;先内电压,后外电压;先固定电阻的电压,后变化电阻的电压;先干电流后并联支路上的电流。【当堂检测】【学习小结】
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