1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-1 第二章 恒定电流成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 恒定电流 第二章 第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 7 闭合电路的欧姆定律第二章 第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 学习目标定位 1课堂情景切入 2知识自主梳理 3重点难点突破 4考点题型设计 5课 时 作 业 8易错案例剖析 6课堂知识构建 7第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 学习目标定位第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1
2、理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题。理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图象表达，并能用来分析、解决有关问题。理解闭合电路的功率表达，知道闭合电路欧姆定律是能量转化与守恒的一种表现形式。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 课堂情景切入第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 如图是闭合电路中电势升降的一个比喻。图中儿童滑梯两端的高度差相当于内、外电阻两端的电势差。电源就象升降机，升降机举起的高度相当于电源的电动势。根据此比喻请探究一下，闭合电路中电流与电动势、电阻有什么关系？第二章
3、7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 知识自主梳理第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 闭合电路的欧姆定律1.闭合电路组成(1)外电路：电源_部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势_。(2)内电路：电源_部的电路，在内电路中，沿电流方向电势_。外降低内升高第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 2闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I，在时间t内，_等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt_。非静电力做功I2RtI2rt第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3
4、-1 3闭合电路欧姆定律(1)概念：闭合电路中的电流与_成正比，与内、外电路中的_成反比。(2)表达式：I_公式中，R表示外电路的总电阻，E表示电源的电动势，r是电源内阻。(3)适用范围：_电路。电源的电动势电阻之和ERr纯电阻第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 路端电压与负载的关系1.路端电压与电流的关系(1)公式：U_。(2)图象(UI)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示_，斜率的绝对值表示电源的_。EIr电动势内阻第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 2路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻 R 增大时，
5、电流 I 减小，外电压 U_，当R 增大到无限大(断路)时，I0，U_。(2)外电阻 R 减小时，电流 I 增大，路端电压 U_，当 R 减小到零时，IEr，U_。增大E减小0第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 重点难点突破第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 一、对闭合电路的欧姆定律的理解1闭合电路的欧姆定律的表达形式表达式物理意义适用条件I ERr电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比纯电阻电路EI(Rr)EU外Ir EU外U内 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和式适用于纯电阻电路；式普遍适用EItI2RtI2rt
6、WW外W内 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和式适用于纯电阻电路，式普遍适用第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 2.路端电压与负载的关系的分析(1)对纯电阻电路U外IREIrE ERrr注意：断路：R，I0，U外E，此为直接测量电动势的依据。短路：R0，I Er(称为短路电流)，U外0，短路电流很大，极易烧毁电源和线路，所以严禁短路。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (2)对一定电源，电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，变化情况如下(表示增加，表示减少)：外电阻变化情况RRRR0电流I ER
7、rII0IIEr内电压UIrEIRUU0UUE路端电压UIREIrUUEUU0第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 手电筒中的电池用久了，小灯泡发光明显变暗，但拆下电池，用电压表测量电池的电动势，发现电动势没有减小太多，这是怎么回事？答案：电池用久了，电动势并没明显减小，但内阻却明显变大，根据UEIr可知路端电压明显变小，导致灯泡明显变暗。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 二、闭合电路的动态分析方法1闭合电路动态分析的思路闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化，分析这类问题的基本思路是
8、：分清电路结构 局部电阻变化 总电阻变化 总电流变化 路端电压变化 各部分电压、电流变化第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 2闭合电路动态分析的三种方法(1)程序法：基本思路是“部分整体部分”，即：R局 增大减小 R总 增大减小 I总 减小增大 U外 增大减小 I局U局。(2)结论法“并同串反”。“并同”：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。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 “串反”：指某一电阻增大时，与它串联或
9、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。(3)特殊值法与极限法：指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 特别提醒(1)在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)。(2)理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选
10、修3-1 如图是一火警报警电路的示意图，其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()AI变大，U变大 BI变小，U变小CI变大，U变小DI变小，U变大答案：A第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 解析：当传感器R3所在处出现火情时，R3的阻值增大，外电路的电阻增大，故路端电压增大，即报警器两端的电压U变大，干路电流减小，所以R1的电压减小，根据UU1U2得，U2增大，电流表电流I U2R2 增大，所以A正
11、确，B、C、D错误。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 三、全电路的功率问题1各部分功率关系分析由EItI2RtI2rt知EII2RI2rP电源EIP外I2RP内I2r2电源输出功率P出 E2RRr2E2Rr2R4r即当Rr时，分母最小，即电源输出功率最大。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 P出与外电阻R的函数关系图象图象分析Rr时，R越大，P出越小Rr时，P出E24r，为最大值第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 特别提醒(1)当电源输出功率最大时，机械效率50%。当R时，100%，但此时P出0，
12、无实际意义。(2)对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据PI2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (重庆市主城区20142015学年高二上学期六校期末联考)如图所示，闭合开关S后，A灯与B灯均发光，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，以下说法中正确的是()AA灯变亮BB灯变亮C电源的输出功率减小D电源的总功率减小答案：B第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 解析：当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R减小，总电阻减小，则总电流增大，所以B灯变亮，根据串联电路分压规律知，A灯的电压减小，则知A灯变暗
13、，故A错误，B正确；由于内外电阻的关系未知，所以当R减小时，不能判断电源输出功率的变化，故C错误。当电流增大，由PEI知，电源的总功率增大，故D错误。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 考点题型设计第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 闭合电路欧姆定律的应用(沈阳市东北育才中学20142015学年高二上学期检测)如图所示，电灯L标有“4V、1W”，滑动变阻器R总电阻为50，当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A，由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5A，电压表示数变为10V，若导线完好
14、，电路中各处接触良好，试问：第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (1)发生故障是短路还是断路？发生在何处；(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多少；(3)电源电动势和内电阻分别为多大？解析：(1)电路发生故障后，电流表示数变大路端电压UU2I2R2也增大，因此一定是外电路电阻增大所致，一定是外电路某处发生断路故障，由于电流表有示数，R2不可能断路，电压表有示数则变阻器不可能断路，据题意可知只可能灯L发生断路。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (2)L断路后，外电路只有R2，因无电流流过R，故电压表示数即为路端电压为：U2
15、U端10V，R2U2I2 100.520L未断路时恰好正常发光：UL4V，IL PUL0.25AU端U2I2R20.4520V9VRUI 940.2520第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (3)根据闭合电路欧姆定律：EUIr故障前：E9(0.450.25)r，故障后：E100.5r，解得：r5，E12.5V答案：(1)故障为断路，只可能灯L发生断路；(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为20；(3)电源的电动势为12.5V，内电阻为5。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组
16、成的电路，蓄电池内阻为0.05。电流表和电压表均为理想电表，只接通S1时，电流表示数为10A。电压表示数为12V，再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8A，则此时通过启动电动机的电流是()A2A B8A C50A D58A答案：C第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 解析：只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得：EUIr12V100.05V12.5V，R灯 UI 1210 1.2，再接通S2后，流过电动机的电流为：I电动机EIR灯rI12.581.20.05A8A50A，故选项C正确。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (吉林一
17、中20132014学年高二期末)如图所示电路，当R2的滑动片向右移动时，各表的变化情况是()闭合电路的动态分析问题第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 AA1、A2读数均变大，V1、V2读数均变小BA1读数变大，A2读数变小，V1读数变大，V2读数变小CA1读数变大，A2读数变小，V1读数变小，V2读数变大DA1、A2读数均变小，V1、V2读数均变大解析：方法，程序法：当R2的滑动片向右移动时，变阻器有效电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，故A1读数变大；V2测R3两端电压，因为电流增大，所以R3两端电压也增大，即V2读数变大；电流增大，会使内电压增大，所以路端电
18、压减小，即V1读数变小；路端电压减小，而V2增大，则R1和R2的并联电压减小，故通过R1的电流减小，即A2读数变小，所以选项C正确。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 方法，结论法：“并同”：变阻器R2减小，与R2有并联关系的V1、A2示数变小，“串反”：变阻器R2减小，与R2有串联关系的V2、A1示数变大，所以选项C正确。答案：C第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (上海理工大学附中20142015学年高二下学期开学检测)如图所示的电路中，灯泡A和B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中
19、出现的故障可能是()AR3断路BR1短路CR2断路DR1、R2同时短路答案：C第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 解析：若R3断路，外电阻增大，路端电压U增大，A、B两灯均变亮，不符合题意，故A错误；若R1短路，外电阻减小，路端电压U减小，干路电流I增大，R3电流I3减小，则通过A的电流IAII3增大，UA增大，A灯变亮，不符合题意，故B错误；R2断路，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，R3电流I3增大，则通过A的电流IAII3减小，A灯变暗，B灯电压UBUIA(RAR1)增大，B灯变亮，符合题意，故C正确；R2短路，B灯不亮，不符合题意，故D错误。第
20、二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 在如图所示的电路中，已知电源电动势E3V，内电阻r1，电阻R12，滑动变阻器R的阻值可连续增大，问：闭合电路中的功率问题(1)当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？(2)当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？(3)当R为多大时，电源的输出功率最大？最大为多少？第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 点拨：求解本题应把握以下三点：(1)定值电阻消耗功率最大时通过的电流最大。(2)求可变电阻消耗的功率时可将其他电阻等效为电源内阻。(3)结合P出与外电阻间的函数关系分析，求解。解析：(1)
21、把R1视为内电路的一部分，则当RR1r3时，R消耗的功率最大，其最大值为：PmaxE24R0.75W。(2)对固定电阻R1，当电路的电流最大时其消耗的功率最大，此时R0，所以P1I2R1(ER1r)2R12W。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (3)当rR外时，电源的输出功率最大，但在本题中外电阻最小为2，不能满足以上条件，所以当外电阻和内电阻越接近时越大，即R10时电源的输出功率最大P出I2R1ER1r2R13322W2W。答案：(1)0.75W(2)2W(3)2W点评：在解答最大功率问题时，理解好功率最大的条件是关键，若求解部分电阻不变时，只要满足电流最大
22、则功率就最大；若求解部分电阻改变时，需要计算出功率的表达形式，利用数学知识求极值。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (合肥一中20132014学年高二上学期检测)如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则()第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 AR1接在电源上时，电源的效率高BR2接在电源上时，电源的效率高CR1接在电源上时，电源的输出功率大D电源的输出功率一样大答案：A第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修
23、3-1 解析：电源的效率P出P总UIEIUE，效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率高，故A正确，B错误；由图线的交点读出，R1接在电源上时U34U0，I14I0，电源的输出功率P1UI 316U0I0，R2接在电源上时U12U0，I12I0，电源的输出功率P2UI14U0I0，故C、D错误，故选A。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 如图所示，E10V，r1，R1R35，R24，C100F。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2)S闭合后流过R3的总电荷量。含电容电路的分析与计算第二章
24、 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 点拨：解答本题时可按以下思路分析：判断S闭合前后电路的连接特点求电容器两端电压及场强分析粒子受力求出加速度 求出两种情况下的电量 由电量变化求出流过R3的电量第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 解析：(1)开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qEmg且qE竖直向上。S闭合后，qEmg的平衡关系被打破。S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有UCR2R1R2rE4V，qUC/dmgS闭合后，UC R2R2rE8V设带电粒子加速度为a，则qUC/dmgma，解得ag，方向竖直向上。(2
25、)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以QC(UCUC)4104C。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 点评：电路稳定时R3中没有电流，只有电容器充电(或放电)时R3中才有变化的电流通过，故不能用qIt求电量，只能通过电容器极板上的电量变化来求解。但要注意分析极板上电性是否改变，若不变，用两个状态的电量求差，若变化了，用两个状态的电量求和。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 (沈阳市铁路中学20142015学年高二上学期检测)在下图电路中K1、K2、K3、K4均闭合，G是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一
26、油滴P，断开哪一个开关后P会向下运动？()AK1 BK2 CK3 DK4答案：C第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 解析：油滴受重力G与电场力F平衡，断开K1或K4，电容器带电量不变，油滴不动，断开K3，电容器通过回路放电，油滴向下运动。断开K2，电容器充电，油滴向上运动，故应选C。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 易错案例剖析第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 易错点：对电路动态变化分析不清导致错误案例：闭合电路的电源电动势为E，内阻为r，如图所示，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端
27、时，下列说法中正确的是()A小灯泡L1、L3变亮，L2变暗B小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C电压表V1示数变化量较小D电压表V2示数变化量较小第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 易错分析：本题易错选项及错误原因分析如下：易错选项错误原因A没有按正常程序进行分析，误认为当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，其阻值减小，则L1变亮，两端电压升高，L3变亮，则L2两端电压降低，变暗。C不根据闭合电路欧姆定律进行定量分析和计算，由电阻减小、电流增大判断，V1的示数U1IR，V2的示数U2IR2，电流的增加量相同，而L3、L1与滑动变阻器部分总电阻R减小，R2不变，因此电
28、压表V1的示数变化量比较小。第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 正确解答：当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，并联电路总电阻减小(局部)，总电流I增大，路端电压U减小(整体)。干路电流增大，则L2变亮；与滑动变阻器串联的灯泡L1电流增大，变亮；与滑动变阻器并联的灯泡L3电压U3UU2，U减小，U2增大，则U3减小，L3变暗；U1减小，U2增大，而路端电压UU1U2减小，所以U1的变化量大于U2的变化量，故A、C错误；B、D正确。正确答案：BD第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 课堂知识构建第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 第二章 7成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-1 课 时 作 业（点此链接）
