习题课四闭合电路的分析与计算 课堂探究 达标测评 课堂探究核心导学 要点探究 一 闭合电路的动态分析1 特点 断开或闭合开关 滑动变阻器的滑片移动 使闭合电路的总电阻增大或减小 引起闭合电路的电流发生变化 致使外电压 部分电路的电压和部分电路的电流 功率等发生变化 是一系列的 牵一发而动全身 的连锁反应 2 处理方法 1 分析电路 弄清电路的连接关系 各电表所测的对象 明确变阻器阻值的变化情况 2 先整体 后局部 注意内 外电路的联系 首先判断外电阻R的变化情况 再根据闭合电路欧姆定律I 判断干路电流的变化 进而明确路端电压的变化情况 3 分清变量和不变量及它们之间的关系 先研究不变量 再研究变量的变化情况 例1 2017 洛阳模拟 在如图所示的电路中 闭合开关S 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时 三个理想电表的示数都发生了变化 电表的示数分别用I U1 U2表示 下列判断正确的是 B 解析 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时 R1和R2串联支路的电阻变小 总电流变大 电源内阻分得的电压变大 路端电压U外变小 通过R3的电流变小 电流表示数I I总 I3增大 由欧姆定律可知 R1两端电压增大 电压表V1示数U1增大 由U2 U外 U1可知 电压表V2示数U2减小 选项B正确 A C D错误 A I减小 U1增大B I增大 U2减小C I增大 U1减小D I减小 U2增大 方法总结分析闭合电路的动态变化问题时 基本思路是 部分 整体 部分 即根据局部电阻的变化 判断总电阻的变化 并进一步判断电流 路端电压的变化情况 根据串 并联电路的特点再确定电路其他部分电流 电压的变化情况 拓展提升1 多选 如图所示的电路中 电源的内阻r 0 R1和R2是两个定值电阻 当滑动变阻器R的滑片向a移动时 电路中的电流I1 I2的变化情况是 A I1不变B I1变小C I2变大D I2变小 解析 当滑动变阻器R的滑片向a移动时 滑动变阻器连入电路的电阻变小 整个回路的总电阻变小 根据闭合电路欧姆定律可知 干路电流I 变大 路端电压U E Ir变小 I1变小 选项A错误 B正确 又I I1 I2 所以I2变大 选项C正确 D错误 BC 二 电路断路和短路问题分析用电压表测量电路中两点间的电压 若电压表有读数 说明这两点 电压表 与电源之间的连线是通路 断路故障点就在这两点之间 若电压表无读数 说明这两点 电压表 与电源之间的连线是断路 断路故障点就在这两点与电源的连线上 逐渐缩小测量范围 不难找出断路故障点 短路的表现为电流不为零而两点之间电压为零 例2 用电压表检查如图所示电路的故障 测得Uad 5 0V Ucd 0 Uab 5 0V 则此故障可能是 A L断路B R断路C R 断路D S断路 解析 Uab 5 0V 说明b c d与电源之间和a与电源之间的元件和导线是完好的 只能是R断路 选项B正确 B 方法总结用电压表检查故障 用电压表与电源并联 若有示数 再逐段与电路并联 若电压表指针偏转 则说明该段电路中有断点 拓展提升2 如图所示 灯泡L1 L2原来都正常发光 在两灯突然熄灭后 用电压表测得c d间电压比灯泡正常发光时的电压高 故障的原因可能是 假设电路中仅有一处故障 A a c间断路B c d间断路C b d间断路D b d间短路 B 解析 因电路中L1 L2 R及电源串联 电路中只有一处故障且两灯不亮 电路中必是断路 选项D错误 电路中无电流 但c d间电压升高 是因为c d间断路 c d两点分别与电源正 负极等电势 故选项B正确 A C错误 三 含电容器电路的分析与计算1 在分析电路的特点时 把电容器支路看成断路 即去掉该支路 简化后若要分析电容器所带电荷量时 可在相应的位置补上 2 确定电容器和哪部分电路并联 该部分电路两端电压即电容器两端电压 3 当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时 由于电容器所在支路无电流通过 在此支路的电阻两端电压为零 此电路两端电压即电容器两端电压 而与电容器串联的电阻可看成导线 例3 2017 大庆高二期中 如图所示 电源电动势E 10V 内阻可忽略 R1 4 R2 6 C 30 F 求 1 S闭合后 稳定时通过R1的电流 2 S原来闭合 然后断开 这个过程中流过R1的总电荷量 解析 1 S闭合后 电路稳定时 R1 R2串联 易求I 1A 即为通过R1的电流 2 S闭合时 电容器两端电压UC U2 I R2 6V 储存的电荷量Q C UC S断开至达到稳定后电路中电流为零 此时UC E 储存的电荷量Q C UC 很显然电容器上的电荷量增加了 Q Q Q CUC CUC 1 2 10 4C 电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的 这只有通过R1这条途径实现 所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量 答案 1 1A 2 1 2 10 4C 方法总结 1 首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联 2 根据欧姆定律求并联部分的电压即为电容器两极板间的电压 3 最后根据公式Q CU或 Q C U 求电荷量及其变化量 拓展提升3 如图所示电路中 电源电动势E 9V 内阻r 2 定值电阻R1 6 R2 10 R3 6 电容器的电容C 10 F 1 保持开关S1 S2闭合 求电容器所带的电荷量 2 保持开关S1闭合 将开关S2断开 求断开开关S2后流过电阻R2的电荷量 2 保持开关S1闭合 将开关S2断开后 电路稳定时电容器两端的电压等于电源电动势 此时电容器上的电荷量Q CE 10 10 6 9C 9 10 5C 而流过R2的电荷量等于电容器C上电荷量的增加量QR2 Q Q Q 9 10 5C 3 10 5C 6 10 5C 答案 1 3 10 5C 2 6 10 5C 达标测评随堂演练 检测效果 1 如图所示的电路中 电源的电动势E和内电阻r恒定不变 电灯L恰能正常发光 如果变阻器的滑片向b端滑动 则 A 电灯L更亮 电流表的示数减小B 电灯L更亮 电流表的示数增大C 电灯L更暗 电流表的示数减小D 电灯L更暗 电流表的示数增大 A 解析 变阻器的滑片P向b端滑动 R1接入电路的有效电阻增大 外电阻R外增大 干路电流I减小 电流表的示数减小 路端电压U增大 电灯两端电压增大 电灯L更亮 选项A正确 B C D错误 2 多选 如图为一电路板的示意图 a b c d为接线柱 a d与220V的交流电源连接 ab间 bc间 cd间分别连接一个电阻 现发现电路中没有电流 为检查电路故障 用一交流电压表分别测得b d两点间以及a c两点间的电压均为220V 由此可知 A ab间电路通 cd间电路不通B ab间电路不通 bc间电路通C ab间电路通 bc间电路不通D bc间电路不通 cd间电路通 CD 解析 由于用交流电压表测得b d两点间电压为220V 这说明ab间电路是通的 bc间电路不通或cd间电路不通 由于用交流电压表测得a c两点间电压为220V 这说明cd间电路是通的 ab间电路不通或bc间电路不通 综合分析可知bc间电路不通 ab间 cd间电路通 即选项C D正确 3 2017 长沙高二期末 如图所示 已知C 6 F R1 5 R2 6 E 6V r 1 电表均为理想电表 开关S原来处于断开状态 下列说法中正确的是 C A 开关S闭合瞬间 电流表的读数为0 5AB 开关S闭合瞬间 电压表的读数为5 5VC 开关S闭合后经过一段时间 再将开关S迅速断开 则通过R2的电荷量为1 8 10 5CD 以上说法都不对 4 如图所示 R1 R2 R3 R4 R 开关S闭合时 间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m 带电荷量为q的小球恰好处于静止状态 开关S断开时 小球向电容器一个极板运动并发生碰撞 碰撞后小球带上与极板同种性质的电荷 设碰撞过程中没有机械能损失 小球反弹后恰好能运动到电容器另一极板 若不计电源内阻 求 1 电源的电动势 2 小球与极板碰撞后的带电荷量 谢谢观赏