1、戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律闭合电路欧姆定律教学目标：1掌握闭合电路欧姆定律，并能应用其解决有关问题；2掌握路端电压和外电路电阻的关系，掌握讨论电路结构变化题的一般方法3掌握闭合电路的 U-I 图象教学重点：闭合电路欧姆定律及其应用教学难点：闭合电路欧姆定律的应用教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、闭合电路欧姆定律1.主要物理量。研究闭合电路，主要物理量有 E、r、R、I、U ，前两个是常量，后三个是变量。闭合电路欧姆定律的表达形式有：E= U 外 +U 内 （I、R 间关系）rIU=E-Ir（U、I 间关系） （U、R 间关系）Er从式看出：当外电路断开时（I
2、= 0） ，路端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流） 。当外电路短路时（R = 0，因而 U = 0）电流最大为 Im=E/r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏） 。2.电源的功率和效率。功率：电源的功率（电源的总功率）P E=EI 电源的输出功率 P 出 =UI电源内部消耗的功率 Pr=I 2r电源的效率： （最后一个等号只适用于纯电阻REU电路）o RP 出Pmr+ + RE rIRV1V2+ 探针戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律电源的输出功率 ，可见电源输出功率随外电阻变化的rErREP4222图线如图所示，而当内外电阻相等时，电
3、源的输出功率最大，为 。rEPm42【例 1】已知如图，E =6V，r =4，R 1=2，R 2 的变化范围是 010。求：电源的最大输出功率；R 1 上消耗的最大功率；R 2 上消耗的最大功率。解：R 2=2 时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为 2.25W；R 1 是定植电阻，电流越大功率越大，所以 R2=0 时 R1 上消耗的功率最大为 2W；把 R1 也看成电源的一部分，等效电源的内阻为 6，所以，当 R2=6 时，R 2 上消耗的功率最大为 1.5W。3.变化电路的讨论。闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是
4、：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。以右图电路为例：设 R1 增大，总电阻一定增大；由 ，I 一定减小；rREI由 U=E-Ir，U 一定增大；因此 U4、I 4 一定增大；由 I3= I-I4，I 3、U 3 一定减小；由 U2=U-U3，U 2、I 2 一定增大；由 I1=I3 -I2，I 1 一定减小。总结规律如下：总电路上 R 增大时总电流 I 减小，路端电压 U 增大； 变化电阻本身和总电路变化规律相同；和变化电阻有串联关系（通过变化电阻的电流也通过该电阻）的看电流（即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小） ；和变化电阻有并联关系的（通过变
5、化电阻的电流不通过该电阻）看电压（即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大） 。【例 2】 如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻 R1=10，R 2=8当电键 S 接位置 1 时，电流表的示数为 0.20A那么当电键 S 接位置 2 时，电流表的示数可能是下列的哪些值A.0.28A B.0.25AC.0.22A D.0.19A解：电键接 2 后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是 0.19A电源的路端电压一定减小，原来路端电压为 2V，所以电键接 2 后路端电压低于 2V，因此电流一定小于 0.25A所以只能选 C。【例 3】 如图所示，电源电动势为 E，内电阻为 r当滑动变阻器
6、的触片 P 从右端滑到左端时，发现电压表 V1、 V2 示数变化的绝对值分别为 U1 和 U2，下列说法中正确的是 E rR2R1R1R2R3R4E r2AR1R21S戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律V2V1L1L2L3PA.小灯泡 L1、 L3 变暗，L 2 变亮B.小灯泡 L3 变暗，L 1、L 2 变亮C. U1 U2解：滑动变阻器的触片 P 从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。与电阻蝉联串联的灯泡 L1、L 2 电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡 L3 电压降低，变暗。U1 减小，U 2 增大，而路端电压 U= U1+ U2 减小，所以 U1 的变化量大于
7、 U2 的变化量，选BD。4电动势与路端电压的比较：5.闭合电路的 U-I 图象。右图中 a 为电源的 U-I 图象； b 为外电阻的 U-I 图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a 的斜率的绝对值表示内阻大小； b 的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半） 。【例 4】 如图所示，图线 a 是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线 b 是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为 2.0，则这只
8、定值电阻的阻值为_。现有 4 只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。解：由图象可知蓄电池的电动势为 20V，由斜率关系知外电阻阻U/VI/Ao2015105abUo IEU0 M（I 0,U0） b aNI0 Im戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律值为 6。用 3 只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于 2，因此输出功率最大为50W。6.滑动变阻器的两种特殊接法。在电路图中，滑动变阻器有两种接法要特别引起重视：右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头 P 从 a 端滑向 b 端的过程中，到达中点位置时外电
9、阻最大，总电流最小。所以电流表 A 的示数先减小后增大；可以证明：A 1 的示数一直减小，而 A2 的示数一直增大。右图电路中，设路端电压 U 不变。当滑动变阻器的滑动触头 P 从 a 端滑向 b 端的过程中，总电阻逐渐减小；总电流 I 逐渐增大；R X 两端的电压逐渐增大，电流IX 也逐渐增大（这是实验中常用的分压电路的原理） ；滑动变阻器 r 左半部的电流 I / 先减小后增大。【例 5】 如图所示，电路中 ab 是一段长 10 cm，电阻为 100 的均匀电阻丝。两只定值电阻的阻值分别为 R1=80 和 R2=20。当滑动触头 P从 a 端缓慢向 b 端移动的全过程中灯泡始终发光。则当移
10、动距离为_cm时灯泡最亮，移动距离为_cm 时灯泡最暗。解：当 P 移到右端时，外电路总电阻最小，灯最亮，这时 aP 长10cm。当 aP 间电阻为 20 时，外电路总电阻最大，灯最暗，这时 aP 长2cm。7.黑盒问题。如果黑盒内只有电阻，分析时，从阻值最小的两点间开始。【例 6】 如图所示，黑盒有四个接线柱，内有 4 只阻值均为 6 的电阻，每只电阻都直接与接线柱相连。测得 Rab=6，R ac=Rad=10。R bc=Rbd=Rcd=4，试画出黑盒内的电路。解：由于最小电阻是 Rbc=Rbd=Rcd=4，只有 2 只 6 串联后再与 1 只 6 并联才能出现 4，因此 bc、cd 、db
11、 间应各接 1 只电阻。再于 ab 间接 1 只电阻，结论正合适。二、电路故障问题的分类解析RXa bUPIIXI / ra cb da cb dR1 R2RPa bLa bPE rA1 A A2戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律1.常见的故障现象断路：是指电路两点间（或用电器两端）的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路（或用电器）上，指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其它各处均无电压降落（即电压表不偏转） 。短路:是指电路两点间（或用电器两端）的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功
12、率为零（即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏）2.检查电路故障的常用方法电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障。在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求。电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障。在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求。欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障。在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源。试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现
13、故障时，可以利用试电笔进行检查。在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔的上金属体。3.常见故障电路问题的分类解析（1）给定可能故障现象，确定检查方法：【例 7】 （97 年高考试题）在如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器 R1、R 2 及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连电阻器 R1 的 b 端和 R2 的 c 端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是：A直流 10V 挡； B直流 0.5A 挡；C直流 2.5V 挡； D欧姆挡。解析：根据题给条件，首先判定不能选用欧姆挡，因为使用欧姆挡时，
14、被测元件必须与外电路断开。先考虑电压挡，将黑表笔接在 b 端，如果指针偏转，说明 R1 与电源连接的导线断了，此时所测的数据应是电源的电动势 6V。基于这一点，C 不能选，否则会烧毁万用表；如果指针不偏转，说明 R1 与电源连接的导线是好的，而 R1 与 R2 之间导线和 R2 与电源间导线其R1 R210 56VFab c戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律中之一是坏的，再把黑表笔接 c 点，如果指针偏转，说明 R1 与 R2 之间导线是断的，否则说明 R2 与电源间导线是断的，A 项正确。再考虑电流表，如果黑表笔接在 b 端，指针偏转有示数则说明 R1 与电源连接的导线是断的，此
15、时指示数 I=E/（R 1+R2）=0.4A,没有超过量程；如果指针不偏转，说明 R1 与电源间连接的导线是好的，而 R1 与 R2 之间导线和 R2 与电源间导线其中之一是坏的，再把黑表笔接 c 点，如果指针偏转，说明 R1 与 R2 之间导线是断的，此时示数 I=E/R2=1.2A,超过电流表量程，故 B 不能选。（2）给定测量值，分析推断故障【例 8】 （2000 年全国高考试题）如图所示为一电路板的示意图，a、b、c、d 为接线柱，a、b 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
16、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 间电路通解析：由于用交流电压表测得 b、d 两点间为 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 间电路通和cd 间电路通，即选项 C、D 正确。【例 9】 （2000 年上海高考试题）某同学按如图所示电路进行实
17、验，实验时该同学将变阻器的触片 P 移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号 A1 示数（ A） A2 示数（ A） V1 示数（ V） V2 示数（ V）1 0.60 0.30 2.40 1.202 0.44 0.32 2.56 0.48将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。电路中 E， 分别为电源的电动势和内阻， ， ，r 1R2为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得3R的物理量是（不要求具体计算） 。由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律零） ，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是 。解析：先
18、将电路简化，R 1 与 r 看成一个等效内阻 r， =R1+r,则由 V1 和 A1 的两组数据可求得电源的电动势 E；由 A2 和 V1 的数据可求出电阻 R3；由 V2 和 A1、A 2 的数据可求出R2。当发现两电压表的示数相同时，但又不为零，说明 V2 的示数也是路端电压，即外电路的电压全降在电阻 R2 上，由此可推断 Rp 两端电压为零，这样故障的原因可能有两个，若假设 R2 是完好的，则 Rp 一定短路；若假设 RP 是完好的，则 R2 一定断路。（3）根据观察现象，分析推断故障【例 10】 （2001 年上海高考试题）如图所示的电路中，闭合电键，灯 L1、L 2 正常发光，由于电
19、路出现故障，突然发现灯 L1 变亮，灯 L2 变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是：（A）R 1 断路 （B）R 2 断路（C）R 3 短路 （D）R 4 短路解析：首先应对电路进行标准化，如图所示为其标准化后的电路。当 R1 断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯 L2 变暗，电流表的读数变小，而路端电压增大，所以 L1 两端电压增大，灯 L1 变亮，所以 A 选项正确。当 R2 断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯 L1 变暗，而路端电压增大，所以 L2 两端电压增大，灯 L2 变亮，所以 B 选项不正确。当 R3 短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电
20、流增大，灯 L1 变亮，而路端电压减小，所以 L2 两端电压减小，灯 L2 变暗，因为总电流增加，而通过 L2 的电流减小，电流表的读数变大，所以 C 选项不正确。当 R4 短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电流增大，灯 L1 变亮，而路端电压减小，所以 L2 两端电压减小，灯 L2 变暗，因为总电流增加，而通过 L2 的电流减小，电流表的读数变大，所以 D 选项不正确。【例 11】某居民家中的电路如图 6 所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍正常发光拔出电饭煲的插头，把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则： A仅电热壶
21、所在的 C、D 两点间发生了断路故障B仅电热壶所在的 C、D 两点间发生了短路故障AR1L1L2R2R3 R4戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律C仅导线 AB 间断路D因为插座用导线接地，所以发生了上述故障解析：由于电灯仍正常发光，说明电源是好的，电热壶所在的 C、D 两点间没有发生短路故障。把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，说明插座的左、右插孔都与火线相通，说明电热壶所在的 C、D 两点间没有发生断路故障。综合分析可知，故障为导线 AB 间断路，即 C 选项正确。（4）根据故障，分析推断可能观察到的现象【例 12】如图所示，灯泡 A 和 B 都正常发光，R 2 忽然
22、断路,已知 U 不变，试分析A、B 两灯的亮度如何变化？解析：当 R2 忽然断路时，电路的总电阻变大，A 灯两端的电压增大，B 灯两端的电压降低，所以将看到灯 B 比原来变暗了些，而灯泡 A 比原来亮了些。三、综合例析【例 13】如图所示的电路中，定值电阻 R=3 ，当开关 S 断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为 13；当开关 S 闭合时，内、外电路消耗的功率之比为 11.求开关 S 闭合前和闭合后，灯泡 L 上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）.解：设电源电动势为 E，内阻为 r.开关 S 断开时， 3LRrP外内所以 RL=3r UL= E43所以 PL= L1692开关 S 闭合时
23、， R 并 =r， U 并 = E并外内 r21所以 UL= E21所以 PL= LR42故得 9LAB R3R2R1U戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律（或先求出 r=2，R L=6，再求灯泡功率）【例 14】在如图所示的电路中，R 1=2 ，R 2=R3=4 ，当电键 K 接 a 时，R 2 上消耗的电功率为 4 W，当电键 K 接 b 时，电压表示数为 4.5 V，试求：（1）电键 K 接 a 时，通过电源的电流和电源两端的电压；（2）电源的电动势和内电阻；（3）当电键 K 接 c 时，通过 R2 的电流.解:（1）K 接 a 时，R 1 被短路，外电阻为 R2，根据电功率公
24、式可得通过电源电流A1PI电源两端电压 V421RU（2）K 接 a 时，有 E=U1+I1r=4+rK 接 b 时，R 1 和 R2 串联, R 外 =R1+R2=6通过电源电流 I2 A75.021这时有：E= U2+I2r=4.5+0.75 r解式得：E=6 V r2 （3）当 K 接 c 时，R 总 =R1+r+R23=6 总电流 I3E/R 总 =1 A通过 R2 电流 I I3=0.5 A【例 15】在如图所示的电路中，电源的电动势 E=3.0 V，内阻 r=1.0 ；电阻 R1=10 ，R 2=10 ， R3=30 ，R 4=35 ；电容器的电容 C=100 F.电容器原来不带电
25、.求接通电键 K 后流过 R4 的总电量.解：由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为 R= +r 321)(由欧姆定律得,通过电源的电流 I= E电源的端电压 U=E-Ir戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律电阻 R3 两端的电压 U= R32通过 R4 的总电量就是电容器的电量 Q=CU由以上各式并带入数据解得 Q=2.010-4 C三、针对训练1. 关于闭合电路，下列说法中正确的是A.闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方B.闭合电路中，电源的路端电压越大，电源的输出功率就越大C.闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大D.闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就
26、越大2. 用电动势为 E、内阻为 r 的电源对外电路供电，下列判断中正确的是电源短路时，路端电压为零，电路电流达最大值 外电路断开时，电路电压为零，路端电压也为零 路端电压增大时，流过电源的电流一定减小 路端电压增大时，电源的效率一定增大A. B. C. D.3.一太阳能电池板，测得它的开路电压为 800 mV，短路电流为 40 mA，若将该电池板与一阻值为 20 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是A.0.10 V B.0.20 V C.0.30 V D.0.40 V4.（2002 年全国高考理科综合能力试题）在如图所示的电路中，R 1、R 2、R 3 和 R4 皆为定值电阻，R 5 为
27、可变电阻，电源的电动势为 E，内阻为 r0，设电流表 A 的读数为 I，电压表 V 的读数为 U0，当 R5 的滑动触点向图中 a 端移动时，A.I 变大，U 变小 B.I 变大，U 变大C.I 变小，U 变大 D.I 变小，U 变小5.如图 1302 所示，直线 A 为电源的 UI 图线，直线 B 为电阻 R 的 UI 图线，戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是A.4 W、8 W B.2 W、4 WC.4 W、 6 W D.2 W、3 W6.如图所示，电源 E 的电动势为 3.2 V，电阻 R 的阻值为 30 ，小灯泡
28、 L 的额定电压为 3.0 V，额定功率为 4.5 W，当电键 S 接位置 1 时，电压表的读数为 3 V，那么当电键 S接到位置 2 时，小灯泡 L 的发光情况是A.很暗，甚至不亮 B.正常发光 C.比正常发光略亮 D.有可能被烧坏7.如图 1304 所示的电路中，闭合电键 S 后，灯 L1 和 L2 都正常发光，后来由于某种故障使灯 L2 突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是A.L1 灯灯丝烧断 B.电阻 R2 断路C.电阻 R2 短路 D.电容器被击穿短路8.如图所示，直线 OAC 为某一直流电源的总功率 P 总 随电流 I 变化的图线.抛物线 OBC为同一直流电源内部热功率
29、 Pr 随电流 I 变化的图线.若 A、 B 的横坐标为 1 A，那么 AB 线段表示的功率等于戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律A.1 W B.3 WC.2 W D.2.5 W9.在如图所示的电路中，R 1、R 2 为定值电阻，R 3 为可变电阻，电源的电动势为 E，内阻为 r .设电流表 A 的读数为 I，电压表 V 的读数为 U .当 R3 滑动触点向图中 a 端移动，则A.I 变大，U 变小B.I 变大，U 变大C.I 变小，U 变大D.I 变小，U 变小10.调整如图所示电路的可变电阻 R 的阻值，使电压表 V 的示数增大 U，在这个过程中A.通过 R1 的电流增加，增加
30、量一定等于 U /R1B.R2 两端的电压减小，减少量一定等于 UC.通过 R2 的电流减小，但减少量一定小于 U/R 2D.路端电压增加，增加量一定等于 U11.如图所示是一个由电池、电阻 R 与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中A.电阻 R 中没有电流B.电容器的电容变小C.电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流D.电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流12.某闭合电路的路端电压 U 随外电阻 R 变化的图线如图 1306 所示，则电源的电动势为_，内电阻为_，当 U=2 V 时，电源的输出功率为_.戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律13.在如图所示的
31、电路中，电源的内阻不可忽略不计，已知 R1=10 ，R 2=8 .S 与 1 连接时，电流表的示数为 0.2 A；将 S 切换到 2 时，可以确定电流表的读数范围是_.14.如图所示，电路中电阻 R1=8 ，R 2=10 ，R 3=20 ，电容器电容 C=2 F，电源电动势 E=12 V，内电阻 r 不计，开关 S 闭合，当滑动变阻器的阻值 R 由 2 变至 22 的过程中，通过 A2 的电荷量是_，A 1 的读数变化情况是_（选填“增大” “减小”“先增后减” “先减后增” ）.15.如图所示的电路中，电池的电动势 E=9.0 V，内电阻 r=2.0 ，固定电阻 R1=1.0 ，R 2 为可
32、变电阻，其阻值在 010 范围内调节，问：取 R2=_时，R 1 消耗的电功率最大.取 R2=_时，R 2 消耗的电功率最大.16.如图所示，变阻器 R2 的最大电阻是 10 ，R 3=5 ，电源的内电阻 r=1 ，当电键S 闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为 16 W，电源的输出功率为 12 W.此时电灯 R1 正常发光，求：戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律（1）电灯阻值 R1 是多少? （设 R1 阻值恒定不变）（2）当电键 S 断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少?17.（12 分）如图 13011 所示的电路中，电源由 6 个电动势 E0=1.5
33、 V、内电阻r0=0.1 的电池串联而成；定值电阻 R1=4.4 ，R 2=6 ，R 2 允许消耗的最大电功率为Pm=3.375 W，变阻器开始接入电路中的电阻 R3=12 ，求：（1）开始时通过电池的电流多大?电源的输出功率多大?（2）要使 R2 实际消耗的功率不超过允许的最大值，可变电阻 R3 的取值范围是什么?18.（12 分） “加速度计”作为测定物体加速度的仪器，已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中，如图所示是“应变式加速度计”的原理图.支架 A、B 固定在待测系统上，滑块穿在 A、 B 间的水平光滑杆上，并用轻弹簧固接于支架 A 上，其下端的滑动臂可在滑动变阻器上
34、自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架发生位移，并通过电路转换为电信号从 1、2 两接线柱输出.已知滑块质量为 m，弹簧劲度系数为 k，电源电动势为 E，内电阻为 r，滑动变阻器总阻值 R=4r，有效总长度为 L.当待测系统静止时，滑动臂 P 位于滑动变阻器的中点，且1、2 两接线柱输出的电压 U0=0.4E.取 AB 方向为参考正方向 .（1）写出待测系统沿 AB 方向做变速运动的加速度 a 与 1、2 两接线柱间的输出电压U 间的关系式.戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律（2）确定该“加速度计”的测量范围.参考答案1.D 2.D 3.D 4.D5.C 从图中可知
35、 E=3 V，图线 A 和图线 B 的交点是电源和电阻 R 构成电路的工作点，因此 P 出 =UI=4 W，P 源 =EI=6 W.6.A S 接 1 时，由 E=U+Ir 得 r=2 .R L=U 额 2/P 额 =2 ，故 S 接 2 时，U L= rERL= 1.6 V3.0 V，故灯很暗，此时电路中电流 I=0.8 A，有可能超过电源的额定电流，使电源烧毁导致灯不亮.7.B8.C PAB=PA-PB.表示电源的输出功率.C 点表示电源处于短路状态，P 源 =P 内 .9.D10.AC11.BC12.3.0 V;1 ;2.0 W13.0.2 AI 20.25 A.I2= A，而 0r，从
36、而)821(.0)(21RrIrE可确定 I2 的范围.14.1.2810-5 C;减小15.0;3.0 .当 RL=0 时，电路中电流最大，R 1 消耗的电功率最大；电源进行等效变换，保持电源电动势 E 不变，将固定电阻 R1 归并到内电路，等效内电阻 r=r+R 1，当 R2=R1+r时，电源输出功率最大.16.（1）2.5 ;（2）1.5 17.（1）1 A 8.4 W;（2）0 R 330 ，第（2）问可将 R1 归为内电路，利用等效电源进行处理.18.（1）设待测系统沿 AB 方向有加速度 a，则滑块将左移 x，满足 kx=ma，此时U0-U= ，而 R= .rELrx4故有 a= .mEUkmkL4).0(54)(0 戴氏精品堂（武侯立交校区） 高中物理 欧姆定律（2）当待测系统静止时，滑动臂 P 位于滑动变阻器的中点，且 1、2 两接线柱输出的电压 U0=0.4E，故输出电压的变化范围为 0U 2U 0，即 0U0.8E，结合（1）中导出的 a 与 U 的表达式，可知加速度计的测量范围是 - a .mkL教学后记电路结构分析相对大部分学生来说不难，学生对此掌握很好，但是电路故障分析是学生存在的最大问题，这也是高考的出名趋势，课后应该及时了解学生情况，及时调整教学方案，让学生能有效接受。
