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

1、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(dǎo)過(guò)程 2理解閉合電路歐姆定律，應(yīng)用它討論路端電壓和負(fù)載的關(guān)系 3應(yīng)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的電路分析和計(jì)算,要點(diǎn)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(dǎo)線組成的電路，在外電路中，沿電流方向電勢(shì)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(shì)升高,2閉合電路的歐姆定律 (1)推導(dǎo)：如圖所示，設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)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(shí)間t內(nèi)：,(3)將電壓表接在電源兩極間測(cè)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(dòng)勢(shì)，所以U外E

2、. (4)電動(dòng)勢(shì)和路端電壓雖然是有相同的單位且有時(shí)數(shù)值也相同，但二者是本質(zhì)不同的物理量電動(dòng)勢(shì)反映了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)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(lǐng)大小,(1)對(duì)給定的電源，認(rèn)為E、r不變 (2)對(duì)于有電壓變化的閉合電路問(wèn)題，由EU外U內(nèi)，可知：內(nèi)、外電路電壓變化的絕對(duì)值相等，即|U外|U內(nèi)|. (3)外電路含有非純電阻元件(如電動(dòng)機(jī)、電解槽等)時(shí)，不能直接用歐姆定律解決電流問(wèn)題，可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)或能量守恒定律進(jìn)行列式計(jì)算,要點(diǎn)二路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 1路端電壓與負(fù)載 (1)路端電壓U：又叫外電壓，它是外電路上總的電勢(shì)降落 (2)負(fù)載R：電路中消

3、耗電能的元件統(tǒng)稱為負(fù)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(gè)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(huì)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(shí)，效率只有50%. (2)判斷可變電阻功率變化時(shí)，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(dāng)S閉合時(shí)，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6 V和0.4 A；當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，它們的示數(shù)各改變0.1 V和0.1 A，求電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻,【解析】當(dāng)S閉合時(shí)，由閉合電路歐姆定律得： U1EI1r， 即E1.6 V0.4r 當(dāng)S斷開(kāi)

4、時(shí)，由閉合電路歐姆定律得： U2EI2r，即E(1.60.1) V(0.40.1)r 由得：E2 V，r1 . 【答案】2 V1 ,【方法總結(jié)】 解決閉合電路問(wèn)題的一般步驟： (1)分析電路：認(rèn)清各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，必要時(shí)畫等效電路圖，特別注意電壓表和電流表對(duì)應(yīng)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(dòng)勢(shì)，可用閉合電路歐姆定律直接求出；若內(nèi)、外電路上有多個(gè)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(dāng)以上方法都行不通時(shí)，可以應(yīng)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(diǎn)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

5、：外電路含有非純電阻元件時(shí)(如電動(dòng)機(jī)，電解槽等)，不能直接用歐姆定律解決電流問(wèn)題，可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)或能量守恒定律進(jìn)行列式計(jì)算,(2014閔行區(qū)二模)在如圖所示的電路中，電阻R112 ，R28 ，R34 .當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為0.25 A；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表示數(shù)為0.36 A則電源電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)V，內(nèi)電阻_.,變式訓(xùn)練 1-1,答案：3.601.20,在如圖所示的電路中，E為電源電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器當(dāng)R2的滑片在a端時(shí)合上開(kāi)關(guān)S，此時(shí)三個(gè)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(dòng)，則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是() A

6、I1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(dòng)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(dòng)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(kāi)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

7、”：“并同”：是指某一電阻增大時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論一般用于滑動(dòng)變阻器兩部分在電路中都有電流時(shí)的討論,(2014煙臺(tái)模擬)如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略在滑動(dòng)變阻器觸頭由a滑向b的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()

8、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(xùn)練 2-1,解析：分析電路結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)再和電阻R并聯(lián)，電流表測(cè)量通過(guò)電阻R的電流，滑動(dòng)變阻器觸頭由a滑向b的過(guò)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(guò)電阻R的電流變大，電流表的示數(shù)變大，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；干路電流變小，通過(guò)電阻R的電流變大，則通過(guò)燈泡L的電流變小，燈泡變暗，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；,答案：C,如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E10 V，內(nèi)阻r0.5 ，電動(dòng)機(jī)的電阻R01.0 ，電阻R11.5 .電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)U13.0 V，

9、求： (1)電源釋放的電功率； (2)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率；將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率； (3)電源的輸出功率和效率,【答案】(1)20 W(2)12 W8 W(3)18 W90%,(3)求出總電流后，再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)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(wèn)題時(shí)，理解好功率最大的條件是關(guān)鍵，若求解部分電阻不變時(shí)，只要滿足電流最大則功率就最大；若求解部分電阻改變時(shí)，需要計(jì)算出功率的表達(dá)形式，利用數(shù)學(xué)知識(shí)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(dòng)變阻器的最大阻值為15

10、，定值電阻R03 .,變式訓(xùn)練 3-1,(1)當(dāng)R為何值時(shí)，R0消耗的功率最大，最大值為多少？ (2)當(dāng)R為何值時(shí)，電源的輸出功率最大，最大值為多少？,答案：(1)010.9 W(2)4.5 13.3 W,1有關(guān)電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法中正確的是() A電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和 B電源提供的電能越多，電源的電動(dòng)勢(shì)越大 C當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，電源路端電壓與電源電動(dòng)勢(shì)相等 D當(dāng)電路中通過(guò)1庫(kù)侖電量時(shí)，電源消耗的其他形式能的數(shù)值等于電源電動(dòng)勢(shì)的值,答案：ACD,2一太陽(yáng)能電池板，測(cè)得它的開(kāi)路電壓為800 mV，短路電流為40 mA，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() A0.10 VB0.20 V C0.30 VD0.40 V,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(lái)都正常發(fā)光，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，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(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，總電阻變小，干路電流變大，燈泡L1處于干路，變亮，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；內(nèi)電壓變大，路端電壓變小，