2018-2019学年高中物理沪科版选修3-1（课件+教师用书）第4章 习题课3　闭合电路综合问题 (2份打包)

习题课3　闭合电路综合问题 [学习目标]　1.进一步理解闭合电路欧姆定律，并掌握其综合应用．　2.学会应用闭合电路欧姆定律，分析用电器功率的动态变化问题，掌握电路故障的分析方法，含电容电路问题的分析方法． 闭合电路中功率的动态变化 1．闭合电路中电阻、电流和电压的动态变化，必然引起电路中用电器功率的动态变化． 2．闭合电路中滑动变阻器滑片的滑动，开关的通断以及热敏、光敏元件等往往是发生动态变化的原因． 3．判断出用电器电流或电压的变化，就可以确定功率的变化． 　(多选)如图1所示电路，电源内阻不可忽略，且R1>r.开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(　　) 图1 A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．R1上消耗的功率增大 D．电源输出的功率增大 思路点拨：①由滑片下滑确定电阻变化，再确定电路总电阻、路端电压的变化． ②由干路电流的变化确定R1功率的变化． ③由内、外电阻关系及变化情况确定电源输出功率的变化． ACD　[变阻器R0的滑片向下滑动，变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，并联部分电压U并＝E－I(R1＋r)，I增大，E、R1、r均不变，则U并减小，故电流表示数减小，故A正确，B错误；干路电流I增大，由功率公式P＝I2R分析得知，R1上消耗的功率增大，故C正确；根据推论：当电源的内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，由题意，R1>r，外电路总电阻减小，可知电源输出的功率增大，故D正确．] [针对训练] 1．(多选)如图2所示电路，电源电动势为E，串联的固定电阻为R2，滑动变阻器的总电阻为R1，电阻大小关系为R1＝R2＝r，则在滑动触头从a端移动到b端的过程中，下列描述中正确的是(　　) 图2 A．电路中的总电流先减小后增大 B．电路的路端电压先增大后减小 C．电源的输出功率先增大后减小 D．滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大 AB　[当滑动变阻器从a→b移动时，R1左右两个部分并联电路总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可知：电流是先减小后增大，故A正确；路端电压U＝E－Ir，因为电流先减小后增大，所以路端电压先增大后减小，故B正确；当R外＝r的时候电源的输出功率最大，可知当滑片在a端或者b端时，外电路总电阻R外＝r，此时电源的输出功率最大，所以输出功率是先减小后增大的，故C错误；将R2看成电源的内阻，等效电源的内阻为2r，变阻器为外电路，显然外电阻小于内电阻，外电阻先增大后减小，等效电源的输出功率，即R1上消耗的功率先增大后减小，故D错误．] 2. (多选)如图3所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，滑片P在变阻器正中位置时，电灯L正常发光，现将滑片P移到右端，则(　　) 【导学号：69682223】 图3 A．电压表的示数变大 B．电流表的示数变大 C．电灯L消耗的功率变小 D．电阻R1消耗的功率变小 BC　[将滑片P移到右端，变阻器接入电路中的电阻R变小，总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可以判断电路中总电流变大，电流表示数变大，选项B正确．由U＝IR可以判断内电压变大，则路端电压变小，电灯L消耗的功率变小，选项C正确．流过R1的电流I1＝I出－IL变大，电阻R1消耗的功率变大，U1变大，选项D错误．电压表示数U′＝U－U1变小，选项A错误．] 电路故障的判断方法 1．仪器检测法 (1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点． (2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该电路被短路． 2．假设法 已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后，假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理，推理结果若与题述现象相符，则故障发生在该部分电路．否则，没发生在该部分电路．用此方法，直到找到故障为止． 　如图4所示的电路中，开关闭合时，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，灯L1突然变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小．则发生的故障可能是(　　) 图4 A．R1断路　　　　　　 B．R2断路 C．R3断路 D．R4断路 思路点拨：①分析R1、R2、R3、R4断路电路中的变化． ②由L1变亮、L2变暗、电流表示数变小判断出电路故障． A　[由题图知，R1与灯L1并联，若R1断路则电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律I总＝，知电路的总电流减小，则并联电路R3、R4的总电流减小，并联电路两端的总电压减小，由欧姆定律可知电流表的读数变小，流过灯L2电流变小，灯L2变暗，同理R2两端的电压也减小，由路端电压增大，得到灯L1两端的电压