高中高三物理闭合电路的欧姆定律复习.ppt

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1、1,3 闭合电路的欧姆定律,第七章,电 路,2,一、电源 1.电源：电源是把其他形式的能转化为电能的装置.在电源内部是其他形式的能转化为电能，在电源外电路，电场力做功，电能转化为其他形式的能.例如，干电池在电池内部是化学能转化为电能.,3,电源的作用：将正电荷经电源内部从负极移送到正极，维持两极间的电压.完成这一过程的力是非静电性质的力，它要克服电源内部的静电力（电场力）做功. 2.电动势E （1）概念：是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，其大小由电源本身的特性决定.同种电源两极间电动势相同，不同种电源两极间电动势不同.单位是伏特（V）.,4,（2）电动势数值上等于电源没有接入电路

2、时两极间的电压（电源的开路电压）；或者等于外电压与内电压之和，E=U1+U2.如图所示. （3）从能量角度 理解：电动势在数值上 等于电路中移动单位电 荷时，电源提供的电能.,5,二、闭合电路欧姆定律 1.外电路和内电路：闭合电路由两部分组成，一部分是电源外部的电路，叫 ；另一部分是电源内部的电路叫 . 2.内容：闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比.,外电路,内电路,6,3.表达式及变式： 研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量. E=U外+U内（对外电路是纯电阻或非纯电阻的闭合电路都适用） 或E=IR+Ir（I、R间关系，

3、只适用于外电路是纯电阻的闭合电路）,7,U=E-Ir或E=U+Ir.（U、I间关系，对外电路是纯电阻或非纯电阻的闭合电路都适用） （U、R间关系，只适用于外电路是纯电阻的闭合电路）,8,4.路端电压（也叫外电压） 对一定电源，电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，如图. （1）路端电压随外电阻变化的情况：RIU，反之亦然. （2）两个特例： 外电路断路：R， I=0，E=U端；外电路 短路：R=0， U端=0.,9,（3）图象的物理意义： 闭合电路中的U-I和U-R图象如图所示，其物理意义：,10,在 纵轴 上 的截距 表示 电 源 的 .对应外电路开路，R无穷大，I为零，用电压表去

4、测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流）. 在横轴上的截距表示电源的短路电流 对应外电路短路，R为零.一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏.,电动势E,11,注意：若纵坐标上的取值不从零开始取，则该截距不表示短路电流. 图象斜率的绝对值表示电源的内阻. 图线与坐标轴所围的面积表示功率.,12,4.电源的功率和效率 (1)功率： 电源的功率（电源的总功率）PE= . 电源的输出功率P出= . 电源的输出功率 可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而R=r时，电源的输出功率最大，为,EI,UI,13,电源内部消耗的功率Pr=I2r (2)电源的效率： （最后一个等号只适用于纯电阻电路）.

5、 输出功率最大时，R=r，=50%.,14,5.闭合电路的U-I图象 如图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积 表示 ；a的斜率的 绝对值表示 ； b的斜率的绝对值表示 ；,输出功率,电源内阻大小,外电阻的大小,15,当两个斜率相等时即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）.,16,1.电动势与路端电压单位相同，它们有什么不同？电动势与路端电压的比较见下表.,17,18,19,2.动态电路的分析有哪些方法？ (1)电路局部变化引起

6、电路的总电阻的变化规律 当外电路的任何一个电阻增大(或减小)而其他电阻不变时，电路的总电阻一定增大(或减小). 若开关的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若开关的通断使并联的用电器增多时，总电阻减小.,20,如图所示：分压器电路，设与灯泡并联部分的变阻器电阻为R1，则 R总=R-R1+R1RL/(R1+RL)= 由上式看出R1增大，R总减小，当R1减小时，R总增大，即：分压器总电阻与串联部分电阻变化相同.,21,(2)根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中某一变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况，常见方法如下： 程序法：基本思路是部分整体部分，无论电阻是串联还是并联，只要有

7、一个电阻变大(或变小)，R总一定变大(或变小)，再由欧姆定律判断知，I总和U端的变化情况，先确定串联电路定值电阻两端电压，再根据U端=U1+U2+判定并联电路的电压，最后由部分电路欧姆定律判断各部分物理量的变化情况.,22,极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论. 特殊值法：对于某些双臂环路问题，可以代入特殊值去判定，从而找出结论.,23,3.电路中有关电容器的计算. （1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等. （2）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图上.,24,（3）在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要

8、根据正极板电荷变化情况来判断电流方向. （4）如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和.,25,4.怎样解答电路故障问题？ (1)常见的故障现象 断路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路(或用电器)上，指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有该一处断路，整个电路的电势全部降落在该处，其他各处均无电势降落(电压表不偏转).,26,短路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻趋于零，此时电路两点间无电势

9、降落，用电器实际功率为零(即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏). (2)检查电路故障的常用方法 电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障.在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求.,27,电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障.在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求. 欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障.在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源.,

10、28,假设法：已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法.,29,(3)常见故障电路问题的分类解析 给定可能故障现象，确定检查方法 给定测量值，分析推断故障 根据观察现象，分析推断故障 根据故障，分析推断可能观察到的现象,30,1.电路的动态分析 如图所示电路中，当变阻器的滑动触头P向下端移动时( ) A.电压表示数变大，电流表示数变小 B.电压表示

11、数变小，电流表示数变大 C.电压表示数变大，电流表示数变大 D.电压表示数变小，电流表示数变小,A,31,在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示.下列比值正确的是( ) A.U1/I不变，U1/I不变 B.U2/I变大，U2/I变大 C.U2/I变大，U2/I不变 D.U3/I变大，U3/I不变,ACD,32,2.闭合电路中的能量转化关系 如图所示的甲、乙两个电路中电源电动势E和内电阻r已知，定值电阻R已知，求电阻R调至多大时，R上获得的电功率最

12、大，其最大值为多少？,33,当 时，R上获得的功 率最大，最大功率为,34,如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d40cm.电源电动势E24V，内电阻r1，电阻R15.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v04m/s竖直向上射入板间.若小球带电量为q110-2C，质量为m210-2kg，不考虑空气阻力.,35,那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大?(取g=10m/s2),36,(1) (2)电源的输出功率 P出=I2(R+R滑)=23W,37,3.电路的分析和计算 一个最大允许通过电流为2A的电源和一

13、个滑动变阻器，接成如图甲所示的电路，变阻器最大阻值为R0=22，电源路端电压U随外阻R变化的规律如图乙所示，图中U=12V的直 线为图象的 渐近线，试 求：,38,(1)电源电动势和内电阻； (2)A、B空载时输出电压的范围； (3)若要保证变阻器的滑片能任意滑动，A、B两端所接负载的最小电阻为多大？,39,在图甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随电流I的变化图线如图乙.其中图线上的A、B两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的.求：,40,(1)电源的电动势和内电阻； (2)定值电

14、阻R2的阻值； (3)滑动变阻器R3的最大值.,41,4.常见的电路故障问题 根据观察现象，分析推断故障 如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮， 灯L2变暗，电流表的读 数变小，根据分析，发 生的故障可能是( ),42,A.R1断路 B.R2断路 C.R3短路 D.R4短路,43,某同学在研究动态电路的问题时，按照如图所示的电路进行实验.他将变阻器的滑动触片P移到不同位置，观察各电表的示数，记录下多组数据.若电表都视为理想电表，则关于该实 验的下列说法中正 确的是（ ）,ABD,44,A.通过实验，能够测定R2和R3的阻值，不能测定R1的阻值

15、B.通过实验，能测定电动势的大小，但不能测定电源内阻值 C.若调节RP时，电压表V2示数始终为零，其他三个电表读数有变化，可能原因是R1发生断路故障 D.若调节滑动变阻器RP时，各电表示数均不变，可能原因是R2发生断路故障,45,5.含电容电路的分析 如图所示，U=10V，R1=4，R2=6，C=30F. （1）闭合开关K，求 稳定后通过R1的电流； （2）然后将开关K断 开，求这以后流过R1 的总电荷量.,46,（1）I1=1A （2）q=1.210-4C,47,在图所示电路中.开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，断开哪一开关后P会向下运动（ ） A. S1 B. S2 C. S3 D. S4,C,