4.1 閉合電路歐姆定律（第二節(jié)）課件-高二上學期物理魯科版（2019）必修第三冊

高二物理組4.1閉合電路歐姆定律(1)圖象的函數(shù)表達式②在橫軸上的截距表示電源的短路電流③圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害。①在縱軸上的截距表示電源的電動勢E。

(2)圖象的物理意義UIOEI短θ斷路短路電源的外部特性曲線

——路端電壓U隨電流I變化的圖象應用一：路端電壓與電流的關(guān)系r=0=1.a為電源的U-I圖象，b為外電阻的U-I圖象；2.a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大??；b的斜率表示外電阻的大??；3.a與縱軸的交點坐標表示電源的電動勢；4.兩者的交點坐標表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓;5.交點和原點之間的矩形UMOI的面積表示電源的輸出功率；UOIIm

IEUM（I，U）βαb

aN拓展：U-I圖象應用一：路端電壓與電流的關(guān)系[例]在U-I圖象中，由圖象作出的下列判斷中，正確的是（）A.被測電池的電動勢為1.5VB.被測電池的內(nèi)電阻為2.0ΩC.外電路短路時的電流約為3.0AD.從圖象的A點變化到B點，外電路電阻變小U/VI/AOAB12340.51.01.5ACD1．電源提供的功率：2．電源的輸出功率：3．電源內(nèi)阻上的熱功率：4.供電效率:對純電阻電路,電源的效率為:應用二：閉合電路中的功率和效率rERsIR增大時電源效率提高例1

如圖所示，已知電源電動勢E=20V，內(nèi)阻r=1Ω當接入固定電阻R=3Ω時和內(nèi)阻RD=2Ω的小型直流電動機D恰能正常工作，此時電路中的電流為2A．試求：（1）電源的總功率、電源內(nèi)阻消耗功率、電源的輸出功率。（2）電動機的電壓；（3）電動機的輸出功率；40W，4W，36W，12V，16WORPrPm5.電源最大輸出功率：應用二、閉合電路中的功率和效率輸出功率：P出=P-P內(nèi)=IE-I2r=IU外=I2R外（外電阻為純電阻電路）當R=r時,電源輸出功率最大,但效率只有百分之五十。思考：R2最值可調(diào)節(jié)（1）什么情況下R1功率最大？（2）什么情況下電源總功率最大？內(nèi)阻消耗功率最大？（3）什么情況下電源的輸出功率最大？（4）什么情況下R2功率最大？例2.如圖所示，已知電源電動勢E=5V，內(nèi)阻r=2Ω，定值電阻R1=0.5Ω，滑動變阻器R2的阻值范圍為0～10Ω，求：（1）當滑動變阻器R2的阻值為多少時，電阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？（2）當滑動變阻器R2的阻值為多少時，電源的輸出功率最大？最大功率是多少？（3）當滑動變阻器R2的阻值為多少時，滑動變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？（1）0,2；（2）1.5,3.125；（3）2.5,2.5練習如圖所示，電源的電動勢為6v，內(nèi)阻為0.5Ω，R0為1.5Ω，R為總阻值為10Ω的滑動變阻變阻器，下列說法中正確的是（）A.當R為5Ω時，R0消耗的功率最大B.通過改變R的阻值，路端電壓的最大值為5V，最小值為4VC.R的阻值越小，R0消耗的功率越大D.當R的阻值為2Ω時，R消耗的功率最大D基本思路是“部分→整體→部分”。應用三、閉合電路中的動態(tài)分析1.電路動態(tài)分析的兩種常用方法U分

R局增大減小→R總增大減小→I總增大減小→U總增大減小→I分(1)程序法：例1.在如圖的閉合電路中，當滑片P向右移動時，兩電表讀數(shù)的變化是(

)A．A變大，V變大B．A變小，V變大C．A變大，V變小D．A變小，V變小B例2.如圖所示電路中，當滑動變阻器的滑動觸點向上移動時，電流表、電壓表的示數(shù)怎樣變化？R1、R2、R0的電壓和電流如何變化？電壓表的示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變大;R1:電壓、電流減??；R2:電壓、電流增大；R0:電壓增大、電流減?。痪毩?如圖所示，E為電動勢，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的滑動觸點在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的滑動觸點向b端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是(

)

A.I1增大，I2不變，U增大。B.I1減小，I2增大，U減小。C.I1增大，I2減小，U增大。D.I1減小，I2不變，U減小。B注意：①間接串聯(lián)：變化電阻與某一電阻、電源形成完整回路；

②間接并聯(lián)：變化電阻與某一電阻形成回路，無法經(jīng)過電源。（1）串反：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、電功率都減小，反之則增大；（2）并同：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、電功率都增大，反之則減?。粦萌洪]合電路中的動態(tài)分析(1)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)。3.方法點撥(2)理想電壓表可認為是斷路，理想電流表可認為是短路。應用三：閉合電路中的動態(tài)分析練習:如圖所示的電路中，電源的電動勢E和內(nèi)電阻r恒定不變，電燈L恰能正常發(fā)光，如果變阻器的滑片向b端滑動，則(

)A.電燈L更亮，電流表的示數(shù)減小B.電燈L更亮，電流表的示數(shù)增大C.電燈L更暗，電流表的示數(shù)減小D.電燈L更暗，電流表的示數(shù)增大A例3(多選）在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列說法正確的是（

）A．

不變，

不變B．

變大，

變大C．

變大，

不變D．

變大，

不變ACD定值電阻R1：變化電阻R2：例3.（多個變量）如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略。閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I；在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中，若P在a、b中點時輸出功率最大，則（

）A.U先變小后變大B.I先變小后變大C.電源的內(nèi)功率先變大后變小D.電源的輸出功率先減小后增大B將多個變量整體看作一個變量！分析和計算含有電容器的直流電路時，注意把握以下五個方面：(1)電路穩(wěn)定時電容器在電路中就相當于一個阻值無限大的元件，在電容器處的電路看作是斷路，畫等效電路時，可以先把它去掉。(2)若要求解電容器所帶電荷量時，可在相應的位置補上，求出電容器兩端的電壓，根據(jù)Q＝CU計算。(3)當電容器與電阻并聯(lián)后接入電路時，電容器兩端的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等。應用四：含容電路的分析和計算(4)電路穩(wěn)定時電容器所在支路上電阻兩端無電壓，該電阻相當于導線。(5)電路中的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充、放電，如果電容器兩端的電壓升高，電容器將充電，反之，電容器將放電。通過與電容器串聯(lián)的電阻的電量等于電容器帶電量的變化量。例1（多選）在如圖所示的電路中，電源電動勢為E、內(nèi)電阻為r，C為電容器，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。開關(guān)閉合之后，燈泡L能正常發(fā)光，當滑動變阻器撥片向右滑動時，下列判斷正確的是（）A.燈泡L將變暗B.燈泡L將變亮C.電容器C的電量將減小D.電容器C的電量將增大AD練習：在如圖所示的電路中，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，閉合電鍵S，將滑動變阻器的滑片P向左移動一段距離后，下列結(jié)論正確的是(

)A.燈泡L變亮B.電源的輸出功率變小C.電容器C上電荷量減少D.電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大BD例2

（多選）如圖所示的電路中，電源電動勢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l.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3.0×10-4CAC例3已知如圖電路，E=10V,r=1Ω，R1=R3=5Ω，R2=4Ω，C=100μF。當S斷開時，電容器中帶電粒子恰好處于靜止狀態(tài)。求：（1）S閉合后，帶電粒子加速度的大小和方向（2）S閉合后流過R3的總電荷量（1）a=g，方向向上（2）4×10-4C

課堂小結(jié)動態(tài)分析閉合電路歐姆定律E=IR+IrU＝E－IrE=U外+U內(nèi)輸出功率ORPrPm電動勢路端電壓BDAC【典例1】（多選）（2021·河北保定·高二期末）如圖甲所示電路，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，定值電阻為R1，電流表和電壓表均為理想電表。閉合開關(guān)，滑動變阻器的滑片從左端向右端滑動，電壓表、電流表的示數(shù)U和I隨之發(fā)生變化，如圖乙所示，U0、I0和I1均為已知，下列說法中正確的是（）A．

B．C．

D．典例分析【正確答案】BC典例分析【典例2】（多選）（2020·江西省靖安中學高二月考）在如圖所示的U-I圖像中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線Ⅱ為某一電阻R的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。則（）A．電源的電動勢為3V B．電源的內(nèi)阻為2ΩC．電阻R的阻值為1Ω D．電路消耗的總功率為6W典例分析【正確答案】ACD【典例3】（2021·山西太原·高二期末）按如圖的電路連接好裝置、閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無論滑動變阻器的滑片移到任何位置電流表均無示數(shù)，而電壓表示數(shù)接近電源的電動勢。如果電路只存在一處故障，則出現(xiàn)故障的部位可能是（）A．電流表斷路

B．開關(guān)S斷路C．待測電阻Rx斷路 D．滑動變阻器R斷路典例分析【正確答案】C【典例4】（2021·云南麗江第一高級中學高二月考）在如圖所示電路中，當變阻器R3的滑動頭P向b端移動時（）A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小