2018-2019学年高中物理教科版选修3-1学案：第2章 习题课3 闭合电路欧姆定律的应用 Word版含答案

高二物理选修3《闭合电路欧姆定律》教学设计一、教材分析1、本节内容在教材中的地位和作用《闭合电路欧姆定律》是普通高中课程标准实验教科书《物理》（选修3—1）中是第二章第七节的内容，电动势作为单独的一节在前面已经介绍，所以本节主要从能量角度得出闭合电路欧姆定律，然后研究路端电压跟负载的关系。

《闭合电路欧姆定律》是高中物理电学部分最基础、也是最重要的知识之一，它与我们的生活、生产和科学技术息息相关，只有掌握了这部分内容，才能有效的应用它解决实际问题。

2、教学目标结合教材内容和学生的特点，本节课的教学目标定位如下：知识与技能①能够从能量的角度分析出电源的电动势等于内、外电压之和；②理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决电路有关的问题；③理解路端电压与负载（或干路电流）的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

过程与方法①通过学生实验：探索闭合电路中路端电压与负载的关系，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法；②通过利用闭合电路欧姆定律解决一些问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

情感与价值观通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，探究物理规律培养学生创新精神和实践能力。

3、教学中的重点和难点重点：1、闭合电路欧姆定律；2、路端电压U与负载R（或干路电流I）的关系。

难点：路端电压U与负载R（或干路电流I）的关系及U—I图线的物理意义的理解。

二、教学设计思想在这节课的设计过程中，首先设置一个与学生现有知识相矛盾的实验引入课题，这样能激发学生的求知欲望，并能很快切入主题；然后利用能量转化守恒定律，分析得出闭合电路中电源电动势与内、外电压的关系和闭合电路欧姆定律，并用滑滑梯动画类比帮助学生理解；关于路端电压U和负载R的关系的探索，教师介绍实验原理电路图，采用学生分组实验，引导学生用导学卡，在实验中发现规律，交流讨论并用所学闭合电路欧姆定律知识解释实验现象，再鼓励学生代表将自己的探究成果与大家共享。

7闭合电路的欧姆定律知识点一闭合电路的欧姆定律1.关于电源的电动势,下列说法中正确的是()A.电源电动势的大小等于电源没有接入电路时两极间的电压的大小,所以当电源接入电路时,电动势的大小将发生变化B.电路闭合时,并联在电源两端的电压表的示数就是电源电动势的值C.电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量D.在闭合电路中,电动势等于内、外电路上电压之和,所以电动势实际上就是电压2.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是()A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V知识点二电路的动态变化3.如图L2-7-1所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r.当滑动变阻器的滑片P向b端移动时,电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是()A.U1变大,U2变小B.U1变大,U2变大C.U1变小,U2变小D.U1变小,U2变大图L2-7-14.如图L2-7-2所示,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,三个灯泡亮度的变化情况是()图L2-7-2A.L1变亮,L2和L3均变暗B.L1变亮,L2不能确定,L3变暗C.L1变暗,L2和L3均变亮D.L1变亮,L2变亮,L3变暗5.(多选)如图L2-7-3所示,用两节干电池点亮几只小灯泡,当逐一闭合开关,接入的灯泡增多时,以下说法正确的是()图L2-7-3A.灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗B.灯多时各灯两端的电压较小C.灯多时通过电池的电流较大D.灯多时通过各灯的电流较大知识点三电路的功率6.[2017·唐山一中期中]两个小灯泡的标识分别是L1“6V,6W”,L2“6V,9W”,把它们分别单独接在同一直流电源上(电源内阻不可忽略),L1消耗的功率恰好为6W,则L2消耗的功率()A.一定等于9WB.一定小于9WC.一定大于9WD.条件不足,不能确定7.[2017·郑州一中期中]电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R0、可变电阻R串联,如图L2-7-4所示,设R0=r,R ab=2r.当变阻器的滑片自a端向b端滑动时,下列各物理量中随之减小的是()A.电源的输出功率B.变阻器消耗的功率C.定值电阻R0消耗的功率D.电源内阻消耗的功率图L2-7-48.如图L2-7-5所示,直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线,曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线.若A、B点的横坐标均为1A,那么AB线段表示的功率为()A.1WB.6WC.2WD.2.5W图L2-7-5知识点四含容电路的计算9.(多选)在如图L2-7-6所示的电路中,电源的电动势E=6V,内阻r=1Ω,电阻R1=6Ω,R2=5Ω,R3=3Ω,电容器的电容C=2×10-5F.若将开关S闭合,电路稳定时通过R2的电流为I;断开开关S后,通过R1的电荷量为q,则()A.I=0.75AB.I=0.5AC.q=2×10-5CD.q=1×10-5C图L2-7-610.(多选)如图L2-7-7所示的电路,L是小灯泡,C是极板水平放置的平行板电容器.有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动.若滑动变阻器的滑片向下滑动,则()A.L变亮B.L变暗C.油滴向上运动D.油滴向下运动图L2-7-711.[2018·天津六校联考]如图L2-7-8所示,电源电动势E=3V,小灯泡L标有“2V,0.4W”字样,开关S接1,当变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则()A.电动机的内阻为4ΩB.电动机正常工作的电压为1VC.电源内阻为1ΩD.电源总功率为0.4W图L2-7-812.(多选)如图L2-7-9所示,R1、R2、R3、R4均为可变电阻,C1、C2均为电容器,电源的电动势为E,内阻r≠0.若改变四个电阻中的一个的阻值,则下列说法正确的是()C1、C2所带的电荷量都增加A.减小RB.增大R2,C1、C2所带的电荷量都增加C.增大R3,C1、C2所带的电荷量都增加D.减小R4,C1、C2所带的电荷量都增加图L2-7-913.(多选)在如图L2-7-10所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列比值中正确的是()A.不变,不变B.变大,变大C.变大,不变图L2-7-10D.变大,不变14.[2017·包头一中期中]如图L2-7-11所示,R为电阻箱,V为理想电压表,当电阻箱读数为R1=2Ω时,电压表读数为U1=4V;当电阻箱读数为R2=5Ω时,电压表读数为U2=5V.(1)求电源的电动势E和内阻r.(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值P m为多少?图L2-7-1115.如图L2-7-12所示电路中,R1=3Ω,R2=6Ω,R3=1.5Ω,C=20μF;已知电源电动势E=4V,内阻r=0.5Ω.(1)当S1闭合、S2断开时,求电路消耗的总功率;(2)当S1闭合、S2均闭合时,求电路消耗的总功率;(3)当S1闭合、S2断开时,求电容器所带的电荷量.图L2-7-121.C[解析]直接利用电动势的概念分析判断可知,选项C正确.2.D[解析]电源电动势为0.8V,根据I短=,解得r==20Ω,所以U=E=0.4V,D正确.3.A[解析]滑片P向b端移动时,滑动变阻器连入电路中的阻值增大,电路中的总阻值增大,电流变小,内电压变小,外电压变大,即U1变大,由于电流变小,所以U2变小,选项A正确.4.C[解析]当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则总电阻减小,总电流增大,内电压增大,路端电压减小,所以L3变亮.因为U3变大,且路端电压变小,所以L1变暗.总电流变大,流过L1的电流变小,所以流过L2的电流增大,L2变亮.故选项C正确.5.ABC[解析]由于灯泡并联在电路中,所以接入电路的灯泡越多,总电阻越小,总电流越大,选项C正确.此时电源的内电压增大,路端电压减小,选项B正确.灯越多,流过每个灯的电流越小,每个灯泡越暗,选项A正确,选项D错误.6.B[解析]L1的电阻为R1==6Ω,L2的电阻为R2==4Ω,因L1消耗的功率恰好为6W,当接灯L2时外电阻减小,路端电压减小,则L2两端的电压小于6V,其功率一定小于9W,选项B正确.7.B[解析]当外电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大,滑片自a端向b端滑动时,变阻器接入电路的电阻减小,由于R0=r,R ab=2r,可知电源的输出功率增大,选项A错误;将R0看成电源的内阻,则有R0+r=2r,而R ab=2r,利用推论可知,变阻器消耗的功率减小,选项B正确;电路中电流增大,定值电阻R0和电源的内阻消耗的功率均增大,选项C、D错误.8.C[解析]由图知,在C点,电源的总功率等于电源内部的热功率,所以电源的电动势为E=3V,短路电流为I=3A,所以电源的内阻为r==1Ω.图像上AB段所表示的功率为P AB=P总-I2r=(1×3-12×1)W=2W.9.AD[解析]电阻R1、R3并联后与R2串联,所以外电路的总电阻为R=7Ω,根据闭合电路的欧姆定律得,电路中的总电流为0.75A,选项A正确.电阻R1、R3并联部分的电压为U=IR并=1.5V,电容器所带的电荷量为Q=CU=3×10-5C.当断开开关S时,电容器对电阻放电,电荷通过R1、R3,由于两电阻并联,所以=,又q1+q3=Q,解得q=q1=1×10-5C,选项D正确.10.BD[解析]滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入回路的电阻变小,外电路的总电阻变小,回路电流变大,内电压变大,路端电压变小,L变暗,电容器两端的电压变小,电场强度变小,带电油滴所受电场力变小,油滴向下运动,B、D正确.11.C[解析]小灯泡的额定电流为I==A=0.2A,电阻为R L==Ω=10Ω;当开关接1时,由闭合电路欧姆定律可知E=I(R L+R+r),代入数据解得r=1Ω,选项C正确;当开关接2时灯泡正常发光,电流为I=0.2A,电源内阻分得电压为U r=Ir=0.2×1V=0.2V,故电动机分得电压为U动=E-U-U r=(3-2-0.2)V=0.8V,故电动机内阻R M<=Ω=4Ω,选项A、B 错误;电源总功率P=EI=3×0.2W=0.6W,选项D错误.12.BD[解析]R1上没有电流流过,R1是等势体,故减小R1,C1两端的电压不变,C2两端的电压不变,C1、C2所带的电荷量都不变,选项A错误;增大R2,C1、C2两端的电压都增大,C1、C2所带的电荷量都增加,选项B正确;增大R3,C1两端的电压减小,C2两端的电压增大,C1所带的电荷量减少,C2所带的电荷量增加,选项C错误;减小R4,C1、C2两端的电压都增大,C1、C2所带的电荷量都增加,选项D正确.13.ACD[解析]由电路图可知,U1、U2分别是R1、R2两端的电压,电流表测通过这个电路的总电流,U3是路端电压,由欧姆定律可知R1==(因R1是定值电阻),故选项A正确.U2=E-I(R1+r)(因E、R1、r均是定值),则该表达式为一次函数关系式,且=R1+r不变,故选项B错误,C正确.=R1+R2,因R2变大,则变大;又由于U3=E-Ir,可知=r不变,故D正确.14.(1)6V1Ω(2)1Ω9W[解析](1)由闭合电路欧姆定律得E=U1+rE=U2+r联立解得E=6V,r=1Ω.(2)电源的输出功率表达式为P=R将上式变形为P=由上式可知R=r=1Ω时P有最大值,为P m==9W.15.(1)2W(2)4W(3)6×10-5C[解析](1)当S1闭合、S2断开时,电路是R2、R3串联,则电路消耗的总功率P==W=2W.(2)当S1、S2均闭合时,电路是R2、R1并联后与R3串联,则电路消耗的总功率P==W=4W.(3)当S1闭合、S2断开时,电路稳定时的电流I2==A=0.5A,电容器两端的电压等于R2两端的电压,即U R2=I2R2=0.5×6V=3V则电容器的电荷量Q1=CU R2=20×10-6×3C=6×10-5C.。