2019年粤教版高中物理选修3-1导学案：第2章 闭合电路欧姆定律的应用

习题课3　闭合电路欧姆定律的应用 [学习目标]　1.复习闭合电路的功率关系，会分析计算闭合电路的各种功率及变化．　2.会利用闭合电路欧姆定律进行含电容器电路的分析与计算．　3.知道短路与断路，并会在闭合电路中进行故障分析． [合 作 探 究·攻 重 难] 各种功率的变化分析和计算 　如图1所示，电源的电动势是6 V，内阻是0.5 Ω，电动机M的线圈电阻为0.5 Ω，限流电阻R0为3 Ω，若理想电压表的示数为3 V，试求： 图1 (1)电源的功率和电源的输出功率； (2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率． 【解析】　(1)I＝IR0＝＝1 A；电源的功率PE＝IE＝6 W；内电路消耗的功率Pr＝I2r＝0.5 W；电源的输出功率P出＝PE－Pr＝5.5 W. (2)电动机分压UM＝E－Ir－UR0＝2.5 V； 电动机消耗的功率PM＝IUM＝2.5 W；[来源:学科网ZXXK] 热功率P热＝I2rM＝0.5 W；电动机输出的机械功率P机＝PM－P热＝2 W. 【答案】　(1)6 W　5.5 W　(2)2.5 W　2 W 解答有关电动机问题时应注意： (1)当电动机不转时可以看成纯电阻电路，P＝UI＝I2R＝均成立． (2)当电动机正常工作时，是非纯电阻电路，P电＝UI>P热＝I2R，U≠IR而有U>IR. (3)输入功率指电动机消耗的总功率．热功率是线圈电阻的发热功率．输出功率是指电动机将电能转化为机械能的功率．三者的关系：UI＝I2R＋P机． [针对训练] 1．如图2所示，电源电动势E＝8 V，内阻为r＝0.5 Ω，“3 V　3 W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R＝1.5 Ω.求： 图2 (1)通过电动机的电流； (2)电源的输出功率； (3)电动机的输出功率． 【解析】　(1)灯泡L正常发光，通过灯泡的电流IL＝＝1 A，电动机与灯泡串联，通过电动机的电流IM＝IL＝1 A. (2)路端电压U＝E－Ir＝7.5 V. 电源的输出功率P＝UI＝7.5 W. (3)电动机两端的电压UM＝U－UL＝4.5 V， 电动机的输出功率P输出＝UMIM－IR＝3 W. 【答案】　(1)1 A　(2)7.5 W　(3)3 W 电路的故障分析 电路故障一般是短路或断路．常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯