第七章恒定電流第課時閉合電路歐姆定律

1、第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 第第3 3課時課時 閉合電路閉合電路的的 考點自清考點自清 一、電動勢一、電動勢 1.1.電源是通過非靜電力做功把電源是通過非靜電力做功把 的能轉化成的能轉化成 的裝置的裝置. . 2.2.電動勢電動勢: :非靜電力搬運電荷所做的功跟搬運電荷電非靜電力搬運電荷所做的功跟搬運電荷電 量的比值量的比值, ,E E= = ,:V.,:V. 3.3.電動勢的物理含義電動勢的物理含義: :電動勢表示電源電動勢表示電源 本領的大小本領的大小, ,在數(shù)值上等于在數(shù)值上等于 電源沒有接入電路時兩極間的電壓電源沒有接入電路時兩極間的電壓. . 4.4.電動勢是電動勢是 量

2、量, ,需注意電動勢不是電壓需注意電動勢不是電壓. . 其它形式其它形式 電勢能電勢能 q W 把其它形把其它形 式的能轉化成電勢能式的能轉化成電勢能 標標 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 二、閉合電路歐姆定律二、閉合電路歐姆定律 1.1.定律內(nèi)容定律內(nèi)容: :閉合電路的電流跟電源電動勢成閉合電路的電流跟電源電動勢成 , , 跟內(nèi)、外電路的電阻之和成跟內(nèi)、外電路的電阻之和成 . . 2.2.定律表達式為定律表達式為: :I I= = 3.3.適用條件適用條件: : 4.4.閉合電路歐姆定律的兩種常用關系式閉合電路歐姆定律的兩種常用關系式: : (1) (1)E E= = (2) (2)

3、E E= = 正比正比 反比反比 rR E 純電阻電路純電阻電路 U U外 外+ +U U內(nèi)內(nèi) U U+ +I Ir r 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 特別提示特別提示 I I= = 只適用于純電阻閉合電路只適用于純電阻閉合電路, ,變式變式E E= =U U外 外+ + U U內(nèi) 內(nèi), ,E E= =U U外外+ +Ir Ir和和U U外 外= =E E- -I Ir r適用于任何閉合電路 適用于任何閉合電路. . 三、路端電壓三、路端電壓U U與外電阻與外電阻R R的關系的關系 根據(jù)根據(jù)U U= =I IR R= = 知知, ,當外電路電阻當外電路電阻R R增大時增大時, , 電

4、路的總電流電路的總電流I I , ,電源內(nèi)電壓電源內(nèi)電壓U U內(nèi) 內(nèi) , ,路 路 端電端電 壓壓U U外 外 . .表示為 表示為U UR R圖象如圖圖象如圖1 1所示所示. . rR E R r E rR ER 1 減小減小減小減小 增大增大 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 四、四、U UI I關系圖關系圖 由由U=U=E E- -I Ir r可知可知, ,路端電壓隨著電路中電流的增大而路端電壓隨著電路中電流的增大而 ; ;U UI I關系圖線如圖關系圖線如圖2 2所示所示. . 圖圖1 1 減小減小 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (1)(1)當電路斷路即當電路斷路即I

5、I=0=0時時, ,縱坐標的截距為縱坐標的截距為 . . (2)(2)當外電路電壓為當外電路電壓為U U=0=0時時, ,橫坐標的截距為橫坐標的截距為 . . (3)(3)圖線的斜率的絕對值為電源的圖線的斜率的絕對值為電源的 . . 圖圖2 2 電動勢電動勢 短路電流短路電流 內(nèi)阻內(nèi)阻 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 熱點聚焦熱點聚焦 熱點一熱點一 兩個兩個U UI I圖象的比較圖象的比較 1.1.路端電壓與電流的關系路端電壓與電流的關系: :U U= =E E- -I Ir r, ,可用圖可用圖3 3甲表示甲表示, , 圖象表示在圖象表示在E E、r r不變的前提下不變的前提下, ,

6、U U隨隨I I單調(diào)遞減單調(diào)遞減, ,U U 是是I I的一次函數(shù)的一次函數(shù), ,由圖由圖3 3甲說明甲說明 (1)(1)圖中表示電流為圖中表示電流為I I1 1時時, ,路端電壓為路端電壓為U U1 1, ,對應內(nèi)電對應內(nèi)電 壓為壓為U U. (2) (2)過過E E點的平行于橫軸的虛線表示電流為零時點的平行于橫軸的虛線表示電流為零時, , 路端電壓不隨路端電壓不隨I I而改變而改變, ,且始終等于電源電動勢且始終等于電源電動勢, , 就是理想電源的情況就是理想電源的情況. . 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (3)(3)圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻的大小圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻

7、的大小 圖中圖中I Im m表示外電阻等于零表示外電阻等于零( (即短路即短路) )時時, ,回路中的電流回路中的電流, , 即即I Im m= = r E 圖圖3 3 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 2.2.一段導體兩端的電壓與通過的電流關系一段導體兩端的電壓與通過的電流關系: :U U= =I IR R, , 可用圖可用圖4 4表示表示. .圖象表明在電阻圖象表明在電阻R R不變的條件不變的條件 下下, ,U U與與I I成正比成正比, ,斜率表示導體的電阻斜率表示導體的電阻. . 圖圖4 4 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 熱點二熱點二 閉合電路的功率計算閉合電路的功率計

8、算 1.1.電源的總功率電源的總功率: :P P總 總= =E EI I= =U U外外I I+ +U U內(nèi)內(nèi)I I= =U UI I+ . + . 2.2.電源的輸出功率電源的輸出功率: :P P出 出= =I IU U= =I IE E- . - . 對于外電路是純電阻的電路對于外電路是純電阻的電路, ,電源的輸出功率電源的輸出功率: : P P出 出= = 電源的輸出功率隨外電阻的變化關系如圖電源的輸出功率隨外電阻的變化關系如圖5 5所示所示. . rI 2 rI 2 rRrR E rR RE RI 4/)( 2 2 2 2 2 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (1)(1)當當R

9、 R= =r r時時, ,P P出 出maxmax= = (2)(2)一個輸出功率一個輸出功率( (除最大功率外除最大功率外) )P P對應于兩個不同對應于兩個不同 的外電阻的外電阻R R1 1和和R R2 2, ,且且r r= = (3)(3)當當R Rr r時時, ,R RP P出 出 ; ;當當R Rr r時時, ,R RP P出 出 . . 圖圖5 5 . 4 2 r E . 21R R 3.3.電源的效率電源的效率: :%100%100 rR R P P 總 出 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 題型題型1 1 含電容電路的判斷與計算含電容電路的判斷與計算 【例【例1 1】電動

10、勢為電動勢為E E、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為r r的電源與粗細均勻的的電源與粗細均勻的 電阻絲相連電阻絲相連, ,組成如圖組成如圖6 6所示的電路所示的電路. .電阻絲長度為電阻絲長度為 L L, ,電阻為電阻為R R, ,C C為平行板電容器為平行板電容器, ,其相對面積為其相對面積為S S, ,兩兩 板間的距離為板間的距離為d d, ,在滑動觸頭向右滑的過程中在滑動觸頭向右滑的過程中, ,電流電流 計中有電流通過計中有電流通過, ,為什么為什么? ?若電流計允許通過的最大若電流計允許通過的最大 電流為電流為I Im m, ,求求P P滑動時滑動時, ,所允許的最大速度是多少所允許的最大速度是多少?

11、? 圖圖6 6 題型探究題型探究 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 思路點撥思路點撥 解析解析 電容器的電壓等于電阻絲電容器的電壓等于電阻絲PBPB段上的電壓段上的電壓, ,如如 果果P P不滑動不滑動, ,電阻絲電阻絲PBPB段長度不變段長度不變, ,加在電容加在電容C C上的上的 電壓也不變電壓也不變, ,電流計電流計G G中無電流通過中無電流通過. .若若P P向右滑動向右滑動, , PBPB段長度減少段長度減少, ,電阻減少電阻減少, ,電壓也減小電壓也減小, ,電容器就要電容器就要 放電放電. .電流計電流計G G中的電流就是電容器放電的電流中的電流就是電容器放電的電流. .由

12、由 于滑動的速度越大于滑動的速度越大, ,電容器上電壓減小越快電容器上電壓減小越快, ,放電電放電電 流越大流越大. .因此電流計因此電流計G G允許通過電流的最大值就決定允許通過電流的最大值就決定 了了P P滑動的最大速度滑動的最大速度. . 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 設滑動觸頭設滑動觸頭P P滑動的速度為滑動的速度為v v, ,那么在那么在t t時間內(nèi)滑過時間內(nèi)滑過 的距離為的距離為L L= =v vt t. .若若P P1 1、P P2 2為為滑動觸頭的初末位置滑動觸頭的初末位置, , 那么滑動觸頭那么滑動觸頭P P從從P P1 1滑至滑至P P2 2的過程中的過程中, ,

13、觸頭觸頭P P與與B B點間點間 的電壓減小量為的電壓減小量為U U= =U U1 1- -U U2 2= = 在此過程中在此過程中, ,電容器的放電量為電容器的放電量為Q Q= =C CU U= =C C 其中其中, ,電容器的電容為電容器的電容為C C= = L BPBP rR ER 21 . L t rR ER L L rR ERv rR ER , L tv . 4 kd S 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 那么那么, ,根據(jù)電流的定義根據(jù)電流的定義, ,流過電流計的電流為流過電流計的電流為 又因為流過電流計的電流又因為流過電流計的電流I II Im m, ,所以觸頭所以觸頭P

14、P滑動時滑動時, , 所允許的最大速度為所允許的最大速度為v vm m= = 答案答案 見解析見解析 . )(4 1 4 LrRkd SER tL t rR ER kd S t Q I vv . )(4 m SER LIrRkd 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 規(guī)律總結規(guī)律總結 在直流電路中在直流電路中, ,當電容器充放電時當電容器充放電時, ,電路電路 里有充放電電流里有充放電電流, ,一旦電路達到穩(wěn)定狀態(tài)一旦電路達到穩(wěn)定狀態(tài), ,電容器在電容器在 電路中就相當于一個阻值無限大的元件電路中就相當于一個阻值無限大的元件, ,在電容器處在電容器處 電路看作是斷路電路看作是斷路, ,簡化電

15、路時可去掉它簡化電路時可去掉它. .分析和計算分析和計算 含有電容器的直流電路時含有電容器的直流電路時, ,需注意以下幾點需注意以下幾點: : (1)(1)電容器兩極電容器兩極板板間的電壓等于該支路兩端的電壓間的電壓等于該支路兩端的電壓. . (2)(2)當電容器和用電器并聯(lián)后接入電路時當電容器和用電器并聯(lián)后接入電路時, ,電容器兩電容器兩 極極板間的電壓與其并聯(lián)用電器兩端的電壓相等板間的電壓與其并聯(lián)用電器兩端的電壓相等. . (3)(3)電路的電流、電壓變化時電路的電流、電壓變化時, ,將會引起電容器的充將會引起電容器的充 ( (放放) )電電. . 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律

16、(4)(4)如果變化前后極板帶的電性相同如果變化前后極板帶的電性相同, ,那么通過每根那么通過每根 引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差; ;如果如果 變化前后極板帶電的電性改變變化前后極板帶電的電性改變, ,那么通過每根引線的那么通過每根引線的 電荷量等于始末狀態(tài)電容器的電荷量之和電荷量等于始末狀態(tài)電容器的電荷量之和. . 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 變式練習變式練習1 1 如圖如圖7 7所示所示, ,E E=10 V,=10 V, r r=1 ,=1 ,R R1 1= =R R3 3=5 ,=5 ,R R2 2=4 ,=4 , C C

17、=100 F.=100 F.當當S S斷開時斷開時, ,電容器電容器 中帶電粒子恰好處于靜止狀態(tài)中帶電粒子恰好處于靜止狀態(tài). . 求求: : (1)S(1)S閉合后閉合后, ,帶電粒子加速度的大小和方向帶電粒子加速度的大小和方向. . (2)S(2)S閉合后流過閉合后流過R R3 3的總電荷量的總電荷量. . 解析解析 (1)(1)當當S S斷開時斷開時, ,電流流經(jīng)電流流經(jīng)R R1 1和和R R2 2, ,電容器通電容器通 過過R R3 3直接接在直接接在R R2 2兩端兩端, ,故故 U UC C= =4 V= =4 V 圖圖7 7 rRR ER 21 2 第七章恒定電流第課時閉合電路歐

18、姆定律 此時粒子恰好處于靜止狀態(tài)此時粒子恰好處于靜止狀態(tài), ,則則 S S閉合后閉合后R R1 1被短路被短路, ,電流流經(jīng)電流流經(jīng)R R2 2, ,則則 由牛頓第二定律由牛頓第二定律, ,有有 則則a a= =g g, ,豎直向上豎直向上 (2)(2)Q Q= =C C( (U UC C-U UC C) ) 代入數(shù)據(jù)有代入數(shù)據(jù)有Q Q=4=41010-4 -4 C C 答案答案 (1)(1)g g 方向豎直向上方向豎直向上 (2)4(2)41010-4 -4 C C mg d U q c V8 2 2 rR ER Uc mamg d qUc 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 題型題型2

19、 2 閉合電路中的功率問題閉合電路中的功率問題 【例【例2 2】如圖如圖8 8所示所示, ,R RB B=4 ,=4 , A A、C C、D D是額定電壓和額是額定電壓和額 定功率相同的定功率相同的3 3個用電器個用電器, , 電源內(nèi)阻是電源內(nèi)阻是1 ,S1 ,S閉合后閉合后, , 當變阻器的電阻調(diào)為當變阻器的電阻調(diào)為5 5 時時, ,各用電器均正常工作各用電器均正常工作. . (1)S (1)S斷開后斷開后, ,若仍要各用電器正常工作若仍要各用電器正常工作, ,變阻器電變阻器電 阻阻R R應調(diào)為多少？應調(diào)為多少？ (2)S(2)S閉合和斷開時閉合和斷開時, ,R RB B上的電功率之比為多少

20、？上的電功率之比為多少？ 變阻器上消耗的功率之比為多少？變阻器上消耗的功率之比為多少？ 圖圖8 8 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 解析解析 (1)(1)在題圖所示電路中在題圖所示電路中, ,A A、C C、D D三個用電器是三個用電器是 并聯(lián)的并聯(lián)的, ,且正常工作且正常工作, ,其額定功率相等其額定功率相等, ,說明三個用電說明三個用電 器的電流均相等器的電流均相等, ,設每個用電器的額定電流為設每個用電器的額定電流為I I, ,若若 S S閉合閉合, ,有有 3 3I I= = 若若S S斷開斷開, ,則有則有 2 2I I= = 由解得由解得R Rx x=10 =10 rRR

21、UE B xB RrR UE 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (2)(2)在在S S閉合和斷開兩種情況下閉合和斷開兩種情況下, ,電阻電阻R RB B上消耗的電上消耗的電 功率之比應為其通過電流的平方比功率之比應為其通過電流的平方比 變阻器上消耗的功率之比應等于通過的電流平方變阻器上消耗的功率之比應等于通過的電流平方 與電阻乘積之比與電阻乘積之比 答案答案 (1)10 (2)94 98(1)10 (2)94 98 4 9 ) 2 3 ( 2 I I P P B B 8 9 ) 2 3 ( 2 x R R I I P P 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 方法提煉方法提煉 分析閉合

22、電路中的功率問題時就注意以分析閉合電路中的功率問題時就注意以 下三個問題下三個問題: : (1)(1)電流發(fā)生變化時電流發(fā)生變化時, ,路端電壓發(fā)生變化路端電壓發(fā)生變化, ,功率比較功率比較 與計算時不要忘記這一點與計算時不要忘記這一點. . (2)(2)利用當外電阻等于內(nèi)阻時輸出功率最大這一結利用當外電阻等于內(nèi)阻時輸出功率最大這一結 論論, ,必要時要將某一電必要時要將某一電阻看作內(nèi)阻阻看作內(nèi)阻, ,作等效電源處理作等效電源處理. . (3)(3)注意所求功率是電路中哪部分電路的功率注意所求功率是電路中哪部分電路的功率, ,不同不同 部分電路分析思路不同部分電路分析思路不同. . 第七章恒定

23、電流第課時閉合電路歐 姆定律 變式練習變式練習2 2 如圖如圖9 9所示電所示電 路中路中, ,直流發(fā)電機直流發(fā)電機E E=250 V,=250 V, r r=3 ,=3 ,R R1 1= =R R2 2=1 ,=1 ,電熱器電熱器 組中裝有組中裝有5050只完全相同的電只完全相同的電 熱器熱器, ,每只電熱器的額定電壓為每只電熱器的額定電壓為200 V,200 V,額定功率為額定功率為 1 000 W,1 000 W,其他電阻不計其他電阻不計, ,并且不計電熱器電阻隨溫并且不計電熱器電阻隨溫 度的變化度的變化. .問問: : (1)(1)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱器時, ,實際使用的電

24、熱器都能實際使用的電熱器都能 正常工作？正常工作？ (2)(2)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱器時, ,發(fā)電機輸出功率最大？發(fā)電機輸出功率最大？ (3)(3)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱器時, ,電熱器組加熱物體最快？電熱器組加熱物體最快？ (4)(4)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱器時, ,電阻電阻R R1 1, ,R R2 2上消耗的功率上消耗的功率 最大？最大？ 圖圖9 9 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (5)(5)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱器時, ,實際使用的每只電熱器中實際使用的每只電熱器中 電流最大？電流最大？ 解析解析 不計電不計電熱熱器電阻隨溫度的變化器

25、電阻隨溫度的變化, ,則每只電熱器則每只電熱器 的電阻的電阻 R R0 0= =40 .= =40 . 每只電熱器的額定電流每只電熱器的額定電流 I I0 0= =5 A.= =5 A. P U 2 U P 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (1)(1)要使用電器正常工作要使用電器正常工作, ,必須使電熱器兩端實際電必須使電熱器兩端實際電 壓等于額定電壓壓等于額定電壓200 V,200 V,因此干路電流因此干路電流 而每只電熱器的額定電流為而每只電熱器的額定電流為5 A,5 A,則電熱器的只數(shù)則電熱器的只數(shù) n n1 1=2=2只只. . (2)(2)要使電源輸出功率最大要使電源輸出功率

26、最大, ,必須使外電阻等于內(nèi)阻必須使外電阻等于內(nèi)阻, , 由此可得電熱器總電阻由此可得電熱器總電阻 R R= =r r-(-(R R1 1+ +R R2 2)=1 .)=1 . 故有故有n n2 2= =40= =40只只. . 用 UEU RRr U I 0 21 0 A,10 R R0 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (3)(3)要使電熱器組加熱物體最快要使電熱器組加熱物體最快, ,就必須使電熱器組就必須使電熱器組 得到的電功率最大得到的電功率最大, ,有的同學錯誤地認為電熱器接有的同學錯誤地認為電熱器接 得越多得越多, ,總功率就越大總功率就越大, ,這是沒有考慮到外電阻的變這是

27、沒有考慮到外電阻的變 化會影響電源輸出功率的變化化會影響電源輸出功率的變化. .這里要注意到這里要注意到A A、B B 兩點間得到最大功率的條件兩點間得到最大功率的條件, ,相當相當于于R R1 1、R R2 2視為等效視為等效 ( (電源電源) )內(nèi)阻內(nèi)阻, ,要使電熱器的總功率最大要使電熱器的總功率最大, ,必須使其總必須使其總 電阻為電阻為 R R=R R1 1+ +R R2 2+ +r r=5 =5 所以所以n n3 3= =8= =8只只. . R R 0 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 答案答案 (1)2(1)2只只 (2)40(2)40只只 (3)8(3)8只只 (4)5

28、0(4)50只只 (5)1(5)1只只 (4)(4)要使要使R R1 1、R R2 2上消耗的功率最大上消耗的功率最大, ,必須使其電流為最必須使其電流為最 大大, ,由此電路中總電阻必須最小由此電路中總電阻必須最小, ,即當即當5050只電熱器全只電熱器全 接通時接通時, ,可滿足要求可滿足要求, ,所以所以 n n4 4=50=50只只. . (5)(5)要使實際使用的每只電熱器中電流最大要使實際使用的每只電熱器中電流最大, ,則須要則須要 U UAB AB最大 最大, ,這樣這樣A A、B B間的電阻應最大間的電阻應最大, ,所以所以n n5 5=1=1只只. . 第七章恒定電流第課時閉

29、合電路歐 姆定律 題型題型3 3 電路故障分析電路故障分析 【例【例3 3】如圖如圖1010所示的電路中所示的電路中, ,燈泡燈泡A A和和B B原來都是原來都是 正常發(fā)光正常發(fā)光. .忽然燈泡忽然燈泡B B比原來變暗了些比原來變暗了些, ,而燈泡而燈泡A A 比原來變亮了些比原來變亮了些, ,試判斷電路中什么地方出現(xiàn)斷試判斷電路中什么地方出現(xiàn)斷 路的故障路的故障?(?(設只有一處出現(xiàn)了故障設只有一處出現(xiàn)了故障) ) 圖圖1010 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 思維導圖思維導圖 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 解析解析 依題意依題意, ,整個電路只有一處發(fā)生了斷路整個電路只有

30、一處發(fā)生了斷路, ,下面下面 分別對不同區(qū)域進行討論分別對不同區(qū)域進行討論: : (1)(1)若若R R1 1斷路斷路. .電路中總電阻變大電路中總電阻變大, ,電流變小電流變小, ,路端電壓路端電壓 升高升高,A,A、B B兩燈均兩燈均變變亮亮, ,不合題意不合題意. . (2)(2)若若R R3 3斷路斷路.B.B與與R R3 3并聯(lián)并聯(lián), ,該段電路中電阻變大該段電路中電阻變大, ,電壓電壓 升高升高,B,B中的電流增大中的電流增大,B,B燈變亮燈變亮, ,不合題意不合題意. . (3)(3)若若R R2 2斷路斷路,A,A與與R R2 2并聯(lián)并聯(lián), ,這段電路中電阻變大這段電路中電阻變

31、大, ,使總使總 電阻變大電阻變大, ,總電流變小總電流變小, ,各部分壓降變小各部分壓降變小,A,A燈兩端電燈兩端電 壓升高壓升高,A,A中電流增大中電流增大,A,A燈變亮燈變亮; ;因因B B燈兩端電壓減燈兩端電壓減 小小,B,B燈中電流變小燈中電流變小,B,B燈變暗燈變暗, ,與題中條件相符與題中條件相符. . (4)A(4)A燈、燈、B B燈所在支路或其他部分發(fā)生斷路燈所在支路或其他部分發(fā)生斷路, ,則兩燈則兩燈 均不會發(fā)光均不會發(fā)光, ,不合題意不合題意, ,故應是故應是R R2 2斷路斷路. . 答案答案 見解析見解析 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 方法歸納方法歸納 (1

32、)(1)斷路故障的判斷斷路故障的判斷: :用電壓表與電源并用電壓表與電源并 聯(lián)聯(lián), ,若有電壓時若有電壓時, ,說明電源正常說明電源正常. .再逐段與電路并聯(lián)再逐段與電路并聯(lián), , 若電壓表指針偏轉若電壓表指針偏轉, ,則該段電路中有斷點則該段電路中有斷點; ; (2)(2)短路故障的判斷短路故障的判斷: :電流表有示數(shù)而用電器不工作電流表有示數(shù)而用電器不工作 則該支路短路則該支路短路; ;用電壓表與該部分并聯(lián)用電壓表與該部分并聯(lián), ,若有電壓時若有電壓時, , 未短路未短路; ;若無電壓則該兩點間可能短路若無電壓則該兩點間可能短路, ,或被短路或被短路. . 分析電路故障的基本方法是假設法分

33、析電路故障的基本方法是假設法: :如果電路發(fā)生某如果電路發(fā)生某 種故障種故障, ,尋求故障發(fā)生在何處時尋求故障發(fā)生在何處時, ,可將整個電路劃分可將整個電路劃分 為若干部分為若干部分; ;然后逐一假設某部分電路發(fā)生故障然后逐一假設某部分電路發(fā)生故障, ,運運 用電路定律進行正向推理用電路定律進行正向推理, ,推理結果若與題述物理現(xiàn)推理結果若與題述物理現(xiàn) 象不符合象不符合, ,則故障不是發(fā)生在這部分電路則故障不是發(fā)生在這部分電路; ;若推理結若推理結 果與題述物理現(xiàn)象符合果與題述物理現(xiàn)象符合, ,則故障可能發(fā)生在這部分電則故障可能發(fā)生在這部分電 路路, ,直到找出發(fā)生故障的全部可能為止直到找出發(fā)

34、生故障的全部可能為止, ,亦稱排除法亦稱排除法. . 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 變式練習變式練習3 3 如圖如圖1111所示的電所示的電 路中路中, ,電源的電動勢為電源的電動勢為6 V,6 V,當當 開關開關S S接通后接通后, ,燈泡燈泡L L1 1和和L L2 2都不都不 亮亮, ,用電壓表測得各部分的電用電壓表測得各部分的電 壓是壓是U Uab ab=6 =6 V,V,U Uad ad=0 V, =0 V,U Ucd cd=6 V, =6 V, 由此可斷定由此可斷定 ( )( ) A.LA.L1 1和和L L2 2的燈絲都燒斷了的燈絲都燒斷了 B.LB.L1 1燈絲燒斷了

35、燈絲燒斷了 C.LC.L2 2的燈絲燒斷了的燈絲燒斷了 D.D.變阻器變阻器R R斷路斷路 圖圖1111 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 解析解析 由由U Uab ab=6 V =6 V可知可知, ,電源完好電源完好, ,燈泡都不亮燈泡都不亮, ,說明電說明電 路當中出現(xiàn)斷路故障路當中出現(xiàn)斷路故障, ,且在且在a a、b b之間之間. .由由U Ucd cd=6 V =6 V可知可知, , 燈泡燈泡L L1 1與變阻器與變阻器R R是通的是通的, ,斷路故障出現(xiàn)在斷路故障出現(xiàn)在c c、d d之之 間間, ,故燈故燈L L2 2斷路斷路. . 答案答案 C 第七章恒定電流第課時閉合電路歐

36、 姆定律 題型題型4 4 綜合應用綜合應用 【例例4 4】 有一種測量人體重的電子秤有一種測量人體重的電子秤, ,其原理如圖其原理如圖1212 中的虛線框內(nèi)所示中的虛線框內(nèi)所示, ,它主要由三部分構成它主要由三部分構成: :踏板、壓踏板、壓 力杠桿力杠桿ABOABO( (O O點為固定轉動軸點為固定轉動軸) )、壓力傳感器、壓力傳感器R R( (是一是一 個阻值可隨壓力大小變化而變化的電阻器個阻值可隨壓力大小變化而變化的電阻器) )、顯示體、顯示體 重的儀表重的儀表G(G(其實質是理想電流表其實質是理想電流表).).其中其中AOAOBOBO=31.=31. 已知壓力傳感已知壓力傳感 器的電阻器

37、的電阻R R與其所受壓力與其所受壓力F F的關系如下表所示的關系如下表所示: : 圖圖1212 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 設踏板和杠桿組件的質量可忽略不計設踏板和杠桿組件的質量可忽略不計, ,已知理想電流已知理想電流 表的量程為表的量程為0 03 A,3 A,電源電動勢為電源電動勢為12 V,12 V,內(nèi)阻為內(nèi)阻為2 ,2 , 接通電源接通電源, ,則則 (1)(1)該秤零刻度線該秤零刻度線( (即踏板空載時的刻度線即踏板空載時的刻度線) )應標在應標在 電流表刻度盤多少電流表刻度盤多少A(A(安安) )處處? ? (2)(2)利用表中的數(shù)據(jù)歸納出電阻利用表中的數(shù)據(jù)歸納出電阻R

38、R隨壓力隨壓力F F變化的函變化的函 數(shù)關系式數(shù)關系式. . (3)(3)如果某人站在踏板上如果某人站在踏板上, ,電流表刻度盤示數(shù)為電流表刻度盤示數(shù)為0.8 A,0.8 A, 這個人的體重是多少這個人的體重是多少? ? (4)(4)該秤能測量的最大體重是多少該秤能測量的最大體重是多少? ? 壓力壓力F F/ /N N050100150200250 電阻電阻R R/302622181410 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 解析解析 (1)(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律得根據(jù)閉合電路歐姆定律得 I I= A=0.375 A= A=0.375 A 該秤零刻度線應標在電流表刻度盤該秤零刻度線應標

39、在電流表刻度盤0.375 A0.375 A處處. . (2)(2)由表格數(shù)據(jù)可以得到由表格數(shù)據(jù)可以得到: :R R=30-0.08=30-0.08F F (3)(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得根據(jù)閉合電路歐姆定律可得: : I I= = 當當I I=0.8 A=0.8 A時解得時解得R R=13 =13 代入代入式得式得: :F F=212.5 N =212.5 N 根據(jù)杠桿平衡條件得根據(jù)杠桿平衡條件得: :G GBOBO= =F FAO AO 解得解得G G=637.5 N =637.5 N 302 12 rR E rR E 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (4)(4)由于安培表的量程

40、為由于安培表的量程為0 03 A,3 A,根據(jù)閉合電路歐姆根據(jù)閉合電路歐姆 定律代入數(shù)據(jù)解得定律代入數(shù)據(jù)解得: :R Rmin min=2 =2 代入表達式代入表達式R R=30-0.08=30-0.08F F 解得解得F Fmax max=350 N =350 N 根據(jù)杠桿平衡條件得根據(jù)杠桿平衡條件得: :G GBOBO= =F FAO AO 解得解得: :G Gmax max=1 050 N =1 050 N 該秤能測量的最大體重是該秤能測量的最大體重是1 050 N1 050 N 答案答案 (1)0.375 A (2)(1)0.375 A (2)R R=30-0.08=30-0.08F

41、F (3)637.5 N(3)637.5 N (4)1 050 N(4)1 050 N 本題共本題共1919分分. .其中式各其中式各4 4分分, ,式式3 3 分分, ,式各式各1 1分分. . 評分標準評分標準 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 名師導析名師導析 最近幾年高考中最近幾年高考中, ,對對“閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律”的考查往的考查往 往是穿插于綜合性的電路問題中往是穿插于綜合性的電路問題中, ,命題的形式比較靈命題的形式比較靈 活活. .將測量量進行轉換是測量中常用的方法將測量量進行轉換是測量中常用的方法. .本題將本題將 測力轉化為測電流測力轉化為測電流. .第

42、第(2)(2)問中歸納規(guī)律是新課標所問中歸納規(guī)律是新課標所 要求的探究能力之一要求的探究能力之一. . 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 自我批閱自我批閱 (28(28分分) )如圖如圖1313所示所示, ,電源由電源由n n個電動個電動 勢均為勢均為1.5 V,1.5 V,且內(nèi)阻相同的電池串且內(nèi)阻相同的電池串 聯(lián)組成聯(lián)組成, ,合上開關合上開關S,S,滑動變阻器的滑動變阻器的 滑動觸頭滑動觸頭C C從從A A端滑至端滑至B B端的過程中端的過程中, , 電路中的一些物理量的變化如圖電路中的一些物理量的變化如圖1414 甲、乙、丙所示甲、乙、丙所示, ,電表、導線對電路的影響不計電表、導

43、線對電路的影響不計. . 求求: : 圖圖1313 圖圖1414 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (1)(1)組成電源的串聯(lián)電池的個數(shù)組成電源的串聯(lián)電池的個數(shù). . (2)(2)滑動變阻器總阻值滑動變阻器總阻值. . (3)(3)將甲、乙、丙三個圖上的將甲、乙、丙三個圖上的a a、b b、c c各點的坐標各點的坐標 補齊補齊.(.(甲圖為輸出功率與路端電壓關系曲線甲圖為輸出功率與路端電壓關系曲線; ;乙圖乙圖 為路端電壓與總電流關系曲線為路端電壓與總電流關系曲線; ;丙圖為電源效率與丙圖為電源效率與 外電路電阻關系曲線外電路電阻關系曲線) ) 解析解析 (1)(1)由題圖乙可知由題圖乙

44、可知 (2(2分分) ) 所以所以r r= (2= (2分分) ) 由題圖甲可知由題圖甲可知P Pm m= (2= (2分分) ) nr nE I m 5 . 0 3 5 . 1 m I E nr nE 4 )( 2 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 所以所以n n= = 個個=4=4個個 (2(2分分) ) (2)(2)由題圖丙知由題圖丙知 (2(2分分) ) 又有又有r r=nrnr=4=40.5 =2 0.5 =2 (1 (1分分) ) 所以所以R R= =8 = =8 (2 (2分分) ) (3)(3)由題圖乙求由題圖乙求a a點的坐標點的坐標I I= (2= (2分分) ) U

45、 U= =I IR R=0.6=0.68 V=4.8 V8 V=4.8 V (2 (2分分) ) 所以所以a a點的坐標為點的坐標為(0.6,4.8) (1(0.6,4.8) (1分分) ) 由圖甲求由圖甲求b b、c c點的坐標點的坐標 22 m 5 . 1 5 . 45 . 044 E rP rR R 1 r A6 . 0 rR E總 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 當電源輸出功率最大時當電源輸出功率最大時, ,外電路電阻與內(nèi)阻相等外電路電阻與內(nèi)阻相等, ,此此 時電路電流時電路電流 (1(1分分) ) U U=I Ir r=1.5=1.52 V=3 V (12 V=3 V (1分

46、分) ) 所以所以b b點的坐標為點的坐標為(3,4.5) (1(3,4.5) (1分分) ) 電路中當電路中當C C滑至滑至B B端時端時 A5 . 1A 22 5 . 14 2 r E I 總 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (2(2分分) ) U UB B= =I IB BR R=0.6=0.68 V=4.8 V (28 V=4.8 V (2分分) ) P PB B= =I IB BU UB B=2.88 W (2=2.88 W (2分分) ) 所以所以c c點的坐標為點的坐標為(4.8,2.88) (1(4.8,2.88) (1分分) ) 答案答案 (1)4(1)4個個 (2)

47、8 (3)(2)8 (3)見解析見解析 A6 . 0A 82 5 . 14 rR E IB 總 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 1.1.如圖如圖1515所示電路所示電路, ,測定電池測定電池 組的電動勢和內(nèi)阻組的電動勢和內(nèi)阻, ,其中其中 為電壓表為電壓表, ,其內(nèi)阻足夠大其內(nèi)阻足夠大, ,定定 值電阻值電阻R R=7.0 .=7.0 .在開在開關關S S未未 接通時接通時, ,電壓表電壓表 的示數(shù)是的示數(shù)是6.0 V;6.0 V;開關開關S S接通后接通后, , 電壓表電壓表 的讀數(shù)為的讀數(shù)為5.6 V,5.6 V,那么電池組的電動勢那么電池組的電動勢 和內(nèi)阻分別等于和內(nèi)阻分別等于

48、( )( ) A.6.0 V 0.5 A.6.0 V 0.5 B.6.0 V 1.25 B.6.0 V 1.25 C.5.6 V 1.25 C.5.6 V 1.25 D.5.6 V 0.5 D.5.6 V 0.5 圖圖1515 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 解析解析 因電壓表的內(nèi)阻足夠大因電壓表的內(nèi)阻足夠大, ,當開關當開關S S未接通時電未接通時電 壓表壓表 的示數(shù)等于電源電動勢的示數(shù)等于電源電動勢. .當開關當開關S S閉合時據(jù)閉閉合時據(jù)閉 合電路歐姆定律有合電路歐姆定律有E E= =U U+ ,+ ,可求出內(nèi)阻可求出內(nèi)阻r r. . 答案答案 A r R U 第七章恒定電流第課

49、時閉合電路歐 姆定律 2.2.如圖如圖1616所示的電路中所示的電路中, ,當滑動變當滑動變 阻器的觸頭阻器的觸頭P P向上滑動時向上滑動時, ,則則 ( )( ) A. A.電源的總功率變小電源的總功率變小 B.B.電容器貯存的電荷量變大電容器貯存的電荷量變大 C.C.燈燈L L1 1變暗變暗 D.D.燈燈L L2 2變亮變亮 解析解析 R RR R總 總 I IU UU UC C 由此電由此電 路的變化可知路的變化可知: :電源的總功率電源的總功率( (P P= )= )變大變大; ;電容電容 器貯存的電荷量器貯存的電荷量( (Q Q= =CUCUC C) )變小變小; ;燈燈L L1 1

50、變亮變亮; ;燈燈L L2 2變變 亮亮. .所以正確選項是所以正確選項是D.D. 圖圖1616 D 2 L I EI 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 3.3.小強在用恒溫箱進行實驗時小強在用恒溫箱進行實驗時, ,發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度 持續(xù)升高持續(xù)升高, ,無法自動控制無法自動控制. .經(jīng)檢查經(jīng)檢查, ,恒溫箱的控制恒溫箱的控制 器沒有故障器沒有故障( (如圖如圖1717所示所示),),則下列對故障判斷正則下列對故障判斷正 確的是確的是 ( )( ) 圖圖1717 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 A.A.只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障 B.B.只可

51、能是溫度設定裝置出現(xiàn)故障只可能是溫度設定裝置出現(xiàn)故障 C.C.熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現(xiàn)故障熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現(xiàn)故障 D.D.可能是加熱器出現(xiàn)故障可能是加熱器出現(xiàn)故障 解析解析 恒溫箱內(nèi)溫度持續(xù)升高恒溫箱內(nèi)溫度持續(xù)升高, ,說明加熱器沒損壞說明加熱器沒損壞, , 而控制器也沒問題而控制器也沒問題, ,故熱敏電阻或溫度設定裝置出故熱敏電阻或溫度設定裝置出 現(xiàn)故障現(xiàn)故障, ,在沒有確定的條件下選在沒有確定的條件下選C C而不選而不選A A、B.B. 答案答案 C 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 4.4.如圖如圖1818所示電路所示電路, ,其中其中R R為一熱為一熱 敏敏

52、電阻電阻, ,C C為電容器為電容器, ,R R1 1、R R2 2為兩為兩 個電阻箱個電阻箱. .閉合電鍵閉合電鍵, ,當環(huán)境溫當環(huán)境溫 度升高時度升高時, ,以下說法正確的是以下說法正確的是 ( )( ) A. A.電容器的帶電荷量減少電容器的帶電荷量減少 B.B.減小電阻箱減小電阻箱R R1 1的阻值的阻值, ,可使電容器的帶電荷量可使電容器的帶電荷量 保持不變保持不變 C.C.減小電阻箱減小電阻箱R R2 2的阻值的阻值, ,可使電容器的帶電荷量可使電容器的帶電荷量 保持不變保持不變 D.D.增加電阻箱增加電阻箱R R2 2的阻值的阻值, ,可使電容器的帶電荷量可使電容器的帶電荷量 保

53、持不變保持不變 圖圖1818 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 解析解析 當溫度升高時當溫度升高時, ,熱敏電阻阻值減小使得干路熱敏電阻阻值減小使得干路 電流增加電流增加, ,R R2 2上分壓增大上分壓增大, ,電容器兩端電壓增大電容器兩端電壓增大, ,電電 容器帶電荷量增大容器帶電荷量增大, ,故故A A選項錯選項錯. .若保持電容器帶電若保持電容器帶電 荷量不增加荷量不增加, ,應保持應保持R R2 2兩端電壓不變兩端電壓不變. .調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R R1 1阻值不阻值不 起作用起作用,B,B項錯項錯. .只有使只有使R R2 2減小減小,C,C對對,D,D錯錯. . 答案答案 C 第七章

54、恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 5.5.如圖如圖1919所示電路所示電路, ,電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻r r=1 ,=1 , R R1 1=2 ,=2 ,R R2 2=5 ,=5 ,燈燈L L標有標有 “3 V,1.5 W3 V,1.5 W”, ,滑動變阻器最滑動變阻器最 大值為大值為R R, ,當滑片當滑片P P滑到最右端滑到最右端A A 時時, ,電流表讀數(shù)為電流表讀數(shù)為1 A,1 A,此時燈此時燈L L 恰好正常發(fā)光恰好正常發(fā)光, ,試求試求: : (1) (1)電源電動勢電源電動勢E E. . (2) (2)當滑片當滑片P P滑到最左端滑到最左端B B時時, ,電流表讀數(shù)電流表讀數(shù). . (

55、3) (3)當滑片當滑片P P位于滑動變阻器的中點時位于滑動變阻器的中點時, ,滑動變阻滑動變阻 器上消耗的功率器上消耗的功率. . 圖圖1919 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 解析解析 (1)(1)當當P P滑到滑到A A時時, ,R R2 2被短路被短路, ,如圖甲所示如圖甲所示, ,由閉由閉 合電路歐姆定律得合電路歐姆定律得 E E= =U UL L+ +I I( (R R1 1+ +r r)=3 V+1)=3 V+1(2+1) V=6 V(2+1) V=6 V (2)(2)當當P P在在B B點時點時, ,電路如圖乙所示電路如圖乙所示 此時電流表的讀數(shù)為此時電流表的讀數(shù)為 A

56、2A 12 6 1 rR E I 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (3)(3)在圖甲所示電路中在圖甲所示電路中 總電流為總電流為I I=1 A=1 A 通過燈通過燈L L的電流為的電流為: :I IL L= = 通過變阻器通過變阻器R R的電流為的電流為I IR R= =I I- -I IL L=0.5 A=0.5 A 由并聯(lián)電路的特點可得由并聯(lián)電路的特點可得: :R R= =R RL L= =6 = =6 P P位于滑動變阻器的中點時位于滑動變阻器的中點時, ,電路如圖丙所示電路如圖丙所示 此時并聯(lián)部分電路的總電阻為此時并聯(lián)部分電路的總電阻為 A5 . 0A 3 5 . 1 L L

57、U P 5 . 0 3 L L I U 2 36 36 2 1 2 1 L L RR RR P 并 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 并聯(lián)部分電路的電壓為并聯(lián)部分電路的電壓為 U U并 并= = 滑動變阻器上消耗的功率為滑動變阻器上消耗的功率為 答案答案 (1)6 V (2)2 A (3)1.92 W(1)6 V (2)2 A (3)1.92 W V4 . 2V6 122 2 1 E rRR R 并 并 W92. 1W 3 4 . 2 2 2 2 R U P R 并 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 6.6.下表為一雙桶洗衣機所用電動機的工作參數(shù)下表為一雙桶洗衣機所用電動機的工作參

58、數(shù). . 名稱名稱 額定電額定電 壓壓(V)(V) 頻率頻率 (Hz)(Hz) 工作電工作電 流流(A)(A) 電阻電阻 ()() 轉速轉速 (r/min)(r/min) 洗滌洗滌 電動電動 機機 22022050500.50.520201 3701 370 脫水脫水 電動電動 機機 22022050500.80.818181 3701 370 第七章恒定電流第課時閉合電路歐 姆定律 (1)(1)從表中可想到哪些物理知識從表中可想到哪些物理知識? ? (2)(2)圖圖2020是洗衣機洗滌時正轉、反轉和停的時間程是洗衣機洗滌時正轉、反轉和停的時間程 序序. . 圖圖2020 第七章恒定電流第課時

59、閉合電路歐 姆定律 若洗滌衣服的時間為若洗滌衣服的時間為15 min,15 min,脫水的時間為脫水的時間為2 min,2 min, 試估算洗滌一次衣服大約用電多少試估算洗滌一次衣服大約用電多少? ?當洗滌和脫水當洗滌和脫水 同時操作時同時操作時, ,流過電源插座的電流是多少流過電源插座的電流是多少? ?為什么為什么? ? 解析解析 (1)(1)從表中可想到工作電壓是我國民用交流從表中可想到工作電壓是我國民用交流 電壓電壓220 V;220 V;洗滌電動機的工作功洗滌電動機的工作功率為率為110 W.110 W.脫水電脫水電 動機的功率是動機的功率是176 W;176 W;用歐姆定律用歐姆定律 求出的電流求出的電流 值和實際的工作電流是不同的值和實際的工作電流是不同的, ,原因是歐姆定律適原因是歐姆定律適 合純電阻電路合純電阻電路, ,而電動機主要是用來輸出機械能的而電動機主要是用來輸出機械能的, , 不是用來發(fā)熱的不是用來