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文檔簡(jiǎn)介

第2講閉合電路的歐姆定律

P130一、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

1.電動(dòng)勢(shì)P130

(1)定義:電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1c

在電源內(nèi)從

移送到

所做的功。

(2)表達(dá)式:E=

.

(3)物理意義:反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)大小的物理量。

2.內(nèi)阻:電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的,也有電阻,將其叫作電源的

,它是電源的另一重要參數(shù)。正電荷負(fù)極正極㎏內(nèi)阻二、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.閉合電路電源內(nèi)部

內(nèi)電壓電源外部

外電壓

或路端電壓

(2)內(nèi)、外電壓的關(guān)系:E=

U外+U內(nèi)正比

反比

U外+U內(nèi)

P130E=IR+Ir=U路+U內(nèi)

減小

增大

減小增大

圖7-2-2

(4)UI關(guān)系圖:由U=E-Ir可知,路端電壓隨著電路中電流的增大而

;UI關(guān)系圖線如圖7-22所示.①當(dāng)電路斷路即I=0時(shí),縱坐標(biāo)的截距為

.②當(dāng)外電路電壓為U=0時(shí),橫坐標(biāo)的截距為

.③圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的

.減小電動(dòng)勢(shì)短路電流內(nèi)阻P130U=E-IrE=IR+Ir=U路+U內(nèi)R2R1Er直流電路的動(dòng)態(tài)變化分析方法

(1)程序法:基本思想是“部分→整體→部分”.思維流程如下:P130E=IR+Ir=U路+U內(nèi)1、如圖所示,電源電動(dòng) 勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,不計(jì)電壓表和電 流表內(nèi)阻對(duì)電路的影響,當(dāng)電鍵閉 合后,兩小燈泡均能發(fā)光.在將滑 動(dòng)變阻器的觸片逐漸向右滑動(dòng)的過 程中,下列說法正確的是 (

).

A.小燈泡L1、L2均變暗

B.小燈泡L1變亮,小燈泡L2變暗

C.電流表A的讀數(shù)變小,電壓表V的讀數(shù)變大

D.電流表A的讀數(shù)變大,電壓表V的讀數(shù)變小BC解析滑動(dòng)觸片向右滑動(dòng)的過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值變大,電路中的總電阻變大,總電流變小,路端電壓變大,故電流表A的讀數(shù)變小,電壓表V的讀數(shù)變大,小燈泡L2變暗,L1兩端電壓變大,小燈泡L1變亮,B、C正確.答案BC

直流電路的動(dòng)態(tài)變化分析方法(2)“串反并同”法P1301、如圖所示,電源電動(dòng) 勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,不計(jì)電壓表和電 流表內(nèi)阻對(duì)電路的影響,當(dāng)電鍵閉 合后,兩小燈泡均能發(fā)光.在將滑 動(dòng)變阻器的觸片逐漸向右滑動(dòng)的過 程中,下列說法正確的是 (

).

A.小燈泡L1、L2均變暗

B.小燈泡L1變亮,小燈泡L2變暗

C.電流表A的讀數(shù)變小,電壓表V的讀數(shù)變大

D.電流表A的讀數(shù)變大,電壓表V的讀數(shù)變小BC

和變化電阻有串聯(lián)關(guān)系的用電器(通過變化電阻的電流也通過該用電器)的電壓、電流、電功率變化與變化電阻的變化相反。

和變化電阻有并聯(lián)關(guān)系的用電器(通過變化電阻的電流不通過該用電器)的電壓、電流、電功率變化與變化電阻的變化相同。一、電路的動(dòng)態(tài)分析

2.在如圖所示的電路中,電源 內(nèi)阻不可忽略,若調(diào)整可變電阻R

的阻值,可使電壓表的示數(shù)減小

ΔU(電壓表為理想電表),在這個(gè) 過程中 (

).

A.通過R1的電流減小,減少量一定等于ΔU/R1 B.R2兩端的電壓增加,增加量一定等于ΔU C.路端電壓減小,減少量一定等于ΔU D.通過R2的電流增加,但增加量一定大于ΔU/R2A解析由串反并同結(jié)論可知,當(dāng)R減小時(shí)并聯(lián)部分電壓減小,電壓表示數(shù)減小,與其并聯(lián)的R1的電流也減小,與其串聯(lián)的電阻R2的電壓增大,由歐姆定律得R1兩端電壓減小ΔU=ΔIR1,則A對(duì);由閉合電路歐姆定律知E=U+I(xiàn)r,電阻R2與r電壓共增加了ΔU,B、C錯(cuò),通過R2的電流增加,增加量一定小于ΔU/R2,D錯(cuò).答案A三、幾類常見的功率問題

(1)電源的總功率

P總=EI=U外I+U內(nèi)I=P出+P內(nèi).

若外電路是純電阻電路,則有P總=I2(R+r)=

(2)電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)=I2r=U內(nèi)I=P總-P出

(3)電源的輸出功率P出=UI=EI-I2r=P總-P內(nèi)若外電路是純電阻電路,則電源的輸出功率

P出=I2R=.

由上式可以看出:

(1)R

=r(內(nèi)、外電阻相等)時(shí),電源的輸出功率最大Pm=

(2)

R

>r時(shí),隨著R的增大輸出功率越來越?。?/p>

(3)

R

<r時(shí),隨著R的增大輸出功率越來越大.P130、133

R1R2ErE=IR+Ir=U路+U內(nèi)

分析電阻消耗功率大小的方法

(1)定值電阻:求解定值電阻消耗的最大功率時(shí),根據(jù)P=I2R可知,只要電流最大即可.

(2)可變電阻:求解可變電阻消耗的最大功率時(shí),不能套用上述方法,因?yàn)殡娏麟S電阻的變化而變化,此時(shí),可以利用電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系進(jìn)行求解.(4)當(dāng)P出<Pm時(shí),每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電路R1和R2,且R1·R2=r2.(5)P出與R的關(guān)系如圖10-2-4所.3示.

R1R2ErP出=I2RP1336、如圖所示,已知電源電動(dòng)勢(shì)

E=5V,內(nèi)阻r=2Ω,定值電阻

R1=0.5Ω,滑動(dòng)變阻器R2的 阻值 范圍為0~10Ω.求:

(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的阻值為多大時(shí),電阻R1消耗的功率最大?最大功率是多少?

(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為多大時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大?最大功率是多少?

(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為多大時(shí),電源的輸出功率最大?最大功率是多少?答案(1)R2=0時(shí),R1消耗的功率最大,為2W(2)R2=2.5Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大,為2.5W(3)R2=1.5Ω時(shí),電源的輸出功率最大,為3.125W3、如圖所示為兩電源的UI

圖象,則下列說法正確的是 (

).

A.電源①的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均比電源②大

B.當(dāng)外接同樣的電阻時(shí),兩電源的輸出 功率可能相等

C.當(dāng)外接同樣的電阻時(shí),兩電源的效率可能相等

D.不論外接多大的相同電阻,電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大

【擴(kuò)展】如圖所示為兩電源的UI

圖象,則下列說法正確的是 (

A

).

A.電源①的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均比電源②大

B.當(dāng)外接同樣的電阻時(shí),兩電源的輸出 功率可能相等

C.當(dāng)外接同樣的電阻時(shí),兩電源的效率可能相等

D.不論外接多大的相同電阻,電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大

【擴(kuò)展】如圖所示為兩電源的UI

圖象,則下列說法正確的是 (

AD

).

A.電源①的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均比電源②大

B.當(dāng)外接同樣的電阻時(shí),兩電源的輸出 功率可能相等

C.當(dāng)外接同樣的電阻時(shí),兩電源的效率可能相等

D.不論外接多大的相同電阻,電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大

借題發(fā)揮利用電源的UI圖線求解有關(guān)的問題需明確以下幾點(diǎn):1.根據(jù)U=E-Ir可知,電源的UI圖線是如圖7-2-9所示的一條傾斜的直線.圖7-2-9

(1)直線斜率的絕對(duì)值表示電源的電阻r,縱軸的截距為電源電動(dòng)勢(shì)E.(2)直線上任何一點(diǎn)A與原點(diǎn)O的連線的斜率表示對(duì)應(yīng)的外電路電阻R.(3)圖線上每一點(diǎn)的坐標(biāo)的乘積為對(duì)應(yīng)情況下電源的輸出功率,對(duì)于圖中的A點(diǎn)有PA=UAIA.2.對(duì)于UI圖線中縱坐標(biāo)(U)不從零開始的情況,圖線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)坐標(biāo)小于短路電流,但直線斜率的絕對(duì)值仍等于電源的內(nèi)阻.求解含電容器電路的方法1.電路的簡(jiǎn)化:不分析電容器的充、放電過程時(shí),把電容器處的電路視為斷路,簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉,求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上.2.電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法

電路穩(wěn)定后,與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流,同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線,即電阻不起降低電壓的作用,但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢(shì)差.3.電壓變化帶來的電容器帶電荷量的變化:電路中電流、 電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放電.若電容器兩端電壓升高,電容器將充電;若電壓降低,電容器將通過與它連接的電路放電,可由ΔQ=CΔU計(jì)算電容器上電荷量的變化.P132、1334、如圖所示的電路中,電 源電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)電阻r=1Ω,定 值電阻R1=3Ω,R2=2Ω,電容器 的電容C=100μF,則下列說法正確 的是(

).A.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為1.5VB.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量為3.0×10-4CC.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器極板a所帶電荷量為1.5×10-4CD.先閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,通過電阻R1的電荷量為

3.0×10-4C

AC答案AC5、在如圖所示的電路中,

C為一平行板電容器,閉合開關(guān)S, 給電容器充電,當(dāng)電路中電流穩(wěn)定 之后,下列說法正確的是(

).

A.

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