微型专题3 闭合电路欧姆定律的应用 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.熟练掌握闭合电路的欧姆定律及串、并联电路的特点.2.知道闭合电路中的功率关系. 科学思维：1.建立分析闭合电路动态问题的方法.2.会计算闭合电路的功率，借助于公式和图象，分析求解电源的最大输出功率.3.建立含容电路的分析方法. 一、闭合电路的动态分析 闭合电路动态问题的分析方法 (1)程序法 ①分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象； ②由局部电阻变化判断总电阻的变化； ③由I＝判断总电流的变化； ④据U＝E－Ir判断路端电压的变化； ⑤由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化. (2)结论法———并同串反” “并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小. “串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大. 例1 (2018·山东济南市高一下期末)如图1所示电路中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电压表和电流表的示数变化情况是( ) 图1 A.电压表和电流表示数都增大 B.电压表和电流表示数都减小 C.电压表示数增大，电流表示数减小 D.电压表示数减小，电流表示数增大 答案 B 解析 当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析可知总电流增大，路端电压减小，则电压表的读数减小.题图中并联部分电路的电压减小，则电流表的读数减小，故B正确. 针对训练1 (2018·山东聊城市高一下期末)如图2所示电路中，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是( ) 图2 A.电压表示数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮 B.电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗 C.电压表示数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变亮 D.电压表示数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗 答案 D 解析 当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由I＝知总电流增大，通过L2的电流增大，L2变亮；由U并＝E－I(RL2＋r)知，变阻器与L1并联部分电压减小，示数变小，L1变暗，D正确. 二、闭合电路的功率 1.电源的总功率：P总＝EI；电源内电阻消耗的功率P内＝U内I＝I2r；电源输出功率P出＝U外I. 2.对于纯电阻电路，电源的输出功率P出＝I2R＝R＝，当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝.电源输出功率随外电阻变化曲线如图3所示. 图3 3.电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比， 即η＝×100%＝×100%＝×100%. 对于纯电阻电路，电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100% ，所以当R增大时，效率η提高.当R＝r(电源有最大输出功率)时，效率仅为50%，效率并不高. 例2 如图4所示，电路中E＝3 V，r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，变阻器的最大阻值为10 Ω. 图4 (1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？ (2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？ 答案 (1)2 Ω W (2)0 W 解析 (1)此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功率也就是电源的输出功率. 即当R＝r＋R0＝2 Ω时，R消耗的功率最大为： Pm＝＝ W＝ W. (2)定值电阻R0上消耗的功率可以表示为：P＝I2R0，因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中电阻最小，即当R＝0时，R0上消耗的功率最大： Pm′＝R0＝×1.5 W＝ W. 功率最大值的求解方法 1.流过电源的电流最大时，电源的功率、内损 ... ...
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