高中物理 第2章 第7節(jié) 閉合電路的歐姆定律課件 新人教版選修3-1.ppt

第二章恒定電流,第7節(jié)閉合電路的歐姆定律,1掌握閉合電路歐姆定律的推導過程2理解閉合電路歐姆定律，應用它討論路端電壓和負載的關(guān)系3應用閉合電路歐姆定律進行相關(guān)的電路分析和計算,要點一閉合電路的歐姆定律1閉合電路組成(1)外電路：電源外部由用電器和導線組成的電路，在外電路中，沿電流方向電勢降低(2)內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路，在內(nèi)電路中，沿電流方向電勢升高,2閉合電路的歐姆定律(1)推導：如圖所示，設電源的電動勢為E，外電路電阻為R，內(nèi)電路電阻為r，閉合電路的電流為I.在時間t內(nèi)：,(3)將電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外是指路端電壓，不是內(nèi)電路兩端的電壓，也不是電源電動勢，所以U外E.(4)電動勢和路端電壓雖然是有相同的單位且有時數(shù)值也相同，但二者是本質(zhì)不同的物理量電動勢反映了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領大小，路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領大小,(1)對給定的電源，認為E、r不變(2)對于有電壓變化的閉合電路問題，由EU外U內(nèi)，可知：內(nèi)、外電路電壓變化的絕對值相等，即|U外|U內(nèi)|.(3)外電路含有非純電阻元件(如電動機、電解槽等)時，不能直接用歐姆定律解決電流問題，可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點或能量守恒定律進行列式計算,要點二路端電壓與負載的關(guān)系1路端電壓與負載(1)路端電壓U：又叫外電壓，它是外電路上總的電勢降落(2)負載R：電路中消耗電能的元件統(tǒng)稱為負載,3電源的UI圖象與電阻的UI圖象的比較,在閉合電路中，任何一個電阻的增大(或減小)，都將引起電路總電阻的增大(或減小)，該電阻兩端的電壓一定會增大(或減小),(1)電源輸出功率越大，效率不一定越高，如電源輸出功率最大時，效率只有50%.(2)判斷可變電阻功率變化時，可將可變電阻以外的其他電阻看成電源的一部分內(nèi)阻,如圖所示的電路中，當S閉合時，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6V和0.4A；當S斷開時，它們的示數(shù)各改變0.1V和0.1A，求電源的電動勢及內(nèi)阻,【解析】當S閉合時，由閉合電路歐姆定律得：U1EI1r，即E1.6V0.4r當S斷開時，由閉合電路歐姆定律得：U2EI2r，即E(1.60.1)V(0.40.1)r由得：E2V，r1.【答案】2V1,【方法總結(jié)】解決閉合電路問題的一般步驟：(1)分析電路：認清各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，必要時畫等效電路圖，特別注意電壓表和電流表對應的電路(2)求總電流I：若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動勢，可用閉合電路歐姆定律直接求出；若內(nèi)、外電路上有多個未知電阻，可利用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流I；當以上方法都行不通時，可以應用聯(lián)立方程求出I.,(3)各部分的電壓、電流：根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流(4)注意適用條件：外電路含有非純電阻元件時(如電動機，電解槽等)，不能直接用歐姆定律解決電流問題，可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點或能量守恒定律進行列式計算,(2014閔行區(qū)二模)在如圖所示的電路中，電阻R112，R28，R34.當開關(guān)S斷開時，電流表示數(shù)為0.25A；當S閉合時，電流表示數(shù)為0.36A則電源電動勢為_V，內(nèi)電阻_.,變式訓練1-1,答案：3.601.20,在如圖所示的電路中，E為電源電動勢，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動變阻器當R2的滑片在a端時合上開關(guān)S，此時三個電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U.現(xiàn)將R2的滑片向b端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是()AI1增大，I2不變，U增大BI1減小，I2增大，U減小CI1增大，I2減小，U增大DI1減小，I2不變，U減小,【答案】B,【方法總結(jié)】直流電路的動態(tài)分析：1引起電路特性發(fā)生變化主要有三種情況：(1)滑動變阻器滑片位置的改變，使電路的電阻發(fā)生變化；(2)電鍵的閉合、斷開或換向(雙擲電鍵)使電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；(3)非理想電表的接入使電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,3分析方法(1)程序法：基本思路是“部分整體部分”即從阻值變化入手，由串并聯(lián)規(guī)律判知R總的變化情況，再由歐姆定律判知I總和U端的變化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判知各部分的變化情況(2)結(jié)論法“并同串反”：“并同”：是指某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小,“串反”：是指某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減?。荒骋浑娮铚p小時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率將增大(3)特殊值法與極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論一般用于滑動變阻器兩部分在電路中都有電流時的討論,(2014煙臺模擬)如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略在滑動變阻器觸頭由a滑向b的過程中，下列說法中正確的是()A電流表示數(shù)減小B小燈泡L亮度增加C電源內(nèi)電阻消耗功率減小D電源輸出功率一定增加,變式訓練2-1,解析：分析電路結(jié)構(gòu)，滑動變阻器和燈泡串聯(lián)再和電阻R并聯(lián)，電流表測量通過電阻R的電流，滑動變阻器觸頭由a滑向b的過程中，電阻變大，總阻值變大，干路電流變小，內(nèi)電壓變小，路端電壓變大，根據(jù)歐姆定律可知，通過電阻R的電流變大，電流表的示數(shù)變大，故A選項錯誤；干路電流變小，通過電阻R的電流變大，則通過燈泡L的電流變小，燈泡變暗，故B選項錯誤；,答案：C,如圖所示的電路中，電源電動勢E10V，內(nèi)阻r0.5，電動機的電阻R01.0，電阻R11.5.電動機正常工作時，電壓表的示數(shù)U13.0V，求：(1)電源釋放的電功率；(2)電動機消耗的電功率；將電能轉(zhuǎn)化為機械能的功率；(3)電源的輸出功率和效率,【答案】(1)20W(2)12W8W(3)18W90%,(3)求出總電流后，再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流，再根據(jù)PUI或PI2R求得功率2電源輸出功率最大值的求解方法在解答最大功率問題時，理解好功率最大的條件是關(guān)鍵，若求解部分電阻不變時，只要滿足電流最大則功率就最大；若求解部分電阻改變時，需要計算出功率的表達形式，利用數(shù)學知識求極值,電路圖如圖甲所示，乙中圖線是電路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖象，滑動變阻器的最大阻值為15，定值電阻R03.,變式訓練3-1,(1)當R為何值時，R0消耗的功率最大，最大值為多少？(2)當R為何值時，電源的輸出功率最大，最大值為多少？,答案：(1)010.9W(2)4.513.3W,1有關(guān)電動勢的說法中正確的是()A電源的電動勢等于內(nèi)、外電路電勢降落之和B電源提供的電能越多，電源的電動勢越大C當外電路斷開時，電源路端電壓與電源電動勢相等D當電路中通過1庫侖電量時，電源消耗的其他形式能的數(shù)值等于電源電動勢的值,答案：ACD,2一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800mV，短路電流為40mA，若將該電池板與一阻值為20的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A0.10VB0.20VC0.30VD0.40V,答案：D,3(2015南平松溪一中期中)如圖所示電路中，三只燈泡原來都正常發(fā)光，當滑動變阻器的滑動觸頭P向左移動時，下面判斷正確的是()AL1變暗BL2變暗CL3變暗DL1、L2、L3均變亮,解析：當滑動變阻器的滑動觸頭P向左移動時，總電阻變小，干路電流變大，燈泡L1處于干路，變亮，A選項錯誤；內(nèi)電壓變大，路端電壓變小，燈泡L2兩端電壓變小，變暗，B選項正確，D選項錯誤；流過燈泡L3的電流變大，變亮，C選項錯誤答案：B,4(2015深圳中學期中)在圖示的電路中，電源的內(nèi)電阻r0.6.電阻R14，R36，閉合開關(guān)后電源消耗的總功率為40W，輸出功率為37.6W求：(1)電源電動勢E；(2)電阻R2的阻值,答案：(1)20V(2)7,