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1、3 3 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律1.电路的动态分析 如图7-3-7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 图图7-3-7 当滑动触头P向下移动时，电路的阻值变大，电路的总电阻变大，则总电流I变小，由U=E-Ir知：路端电压变大，所以电压表读数变大，再由总电流变小，知电阻R2分压U2减小，而外电路总电压U变大，则R1所分电压变大，流过R1的电流变大，再结合总电流变小，则电流表的读数变小. 点评：点评：应用闭合电路欧姆定律定性分析应用闭合电
2、路欧姆定律定性分析电路中各部分电流、电压的变化情况，应按电路中各部分电流、电压的变化情况，应按以下步骤进行：以下步骤进行：(1)电路中不论是串联还是并电路中不论是串联还是并联部分，只要有一个电阻的阻值变大，整个联部分，只要有一个电阻的阻值变大，整个电路的总电阻也变大只要有一个电阻的阻电路的总电阻也变大只要有一个电阻的阻值变小，整个电路的总电阻都变小值变小，整个电路的总电阻都变小(2)根据根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判定总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判定总电流、电压的变化总电流、电压的变化 (3)判定固定支路电流、电压的变化判定固定支路电流、电压的变化 (4)判定变化部分的电流、电
3、压变化如变化判定变化部分的电流、电压变化如变化部分是并联回路，那么仍应先判定固定电阻部分部分是并联回路，那么仍应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化，最后变化电阻部分的电流、的电流、电压的变化，最后变化电阻部分的电流、电压就能确定了上述的分析方法可称之为因果电压就能确定了上述的分析方法可称之为因果递推法，其要点是从变量开始，由原因导出结果，递推法，其要点是从变量开始，由原因导出结果，逐层递推，最后得出题目的解此法的优点是顺逐层递推，最后得出题目的解此法的优点是顺藤摸瓜，思路明确，容易掌握藤摸瓜，思路明确，容易掌握 在如图7-3-8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
4、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不变图图7-3-8 由于R1不变，故U1/I不变，U1/I不变.同理， 由于R2变大，所以 变大.但是 所以 不变.而 所以 变大.由于 所以 不变. 故选项A、C、D正确.111IUURI，22URI，2UI211(),UI RrRrII2UI231,URRI3UI3,UIrrII3UI2.闭合电路中的能量转化关系 如图7-3-9所示的甲
5、、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上获得的电功率最大，其最大值为多少？图图7-3-9 对甲图：电源等效为E=E，r=r+R0， 对乙图：电源等效为 如图所示. 在甲图中，当R=r=r+R0时，R上获得的电功率最大，其最大功率为 在乙图中，当 时，R上获得的功率最大，最大功率为0000,RrREE rrRrR ，22m0.44EEPrrR00rRRrrR 220m0.44ER EPrr rR 如图7-3-10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
6、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.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)图图7-3-10 (1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零.设两板间电压为UAB由动能定理得 所以滑动变阻器两端电压U滑=UAB=8V 20102ABmgdqUmv设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律 滑动变阻器接入电路的电阻 (2)电源的输出功率P出=I2(R+R滑)=23W 1A EUIRr滑8URI 滑滑 3.电路的分析和计算 (2010
7、(2010安徽安徽) )太阳能是一种清洁、太阳能是一种清洁、“绿色绿色”能源在我国上海举办的能源在我国上海举办的2010年世博会上，大量年世博会上，大量利用了太阳能电池太阳能电池在有光照时，可利用了太阳能电池太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件某实验小组根据测绘小灯泡伏安一个电学器件某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时有光照时(没有储存电能没有储存电能)的的I-U特性所用的器材特性所用的器材包括：太阳能电池，电源包括：太阳能电池
8、，电源E，电流表，电流表A，电压表，电压表V，滑动变阻器滑动变阻器R，开关，开关S及导线若干及导线若干 (1)为了达到上述目的，请将图为了达到上述目的，请将图7311甲连成一甲连成一个完整的实验电路图个完整的实验电路图 (2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图的了如图的I-U图象由图图象由图7311乙可知，当电压小乙可知，当电压小于于2.00V时，太阳能电池的电阻时，太阳能电池的电阻_(填填“很很大大”或或“很小很小”)；当电压为；当电压为2.80V时，太阳能电池时，太阳能电池的电阻约为的电阻约为_.图图7-3-11 33 123 1.0 10
9、(965 1040 122.002.801.0 10.)VUUIRRIUVUIRIR根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，电路连接如图；在电压小于时，由图可读出电流很小，由得，太阳能电池的电阻很大；当电压为时，根据题图答案： 如读出 、图所示； 很大；，由得： 在图7-3-12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7-3-12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：图图7-3-12(1)电源的电动势和内电阻；电源的电动势和内电阻；(2)定
10、值电阻定值电阻R2的阻值；的阻值；(3)滑动变阻器滑动变阻器R3的最大值的最大值. (1)由闭合电路欧姆定律得：E=U+Ir将图象中A、B两点的电压和电流代入得：E=16+0.2r，E=4+0.8r解得E=20V，r=20.(2)当R3的滑键滑到最右端时，R3、R1均被短路，此时外电路电阻等于R2，且对应于图线上B点，故由B点的U、I值可求出R2的阻值为：2450.8BBURI (3)滑动变阻器的滑键置于最左端时，R3阻值最大.设此时外电路总电阻为R，由图象中A点坐标求出：又 代入数值解得滑动变阻器的最大阻值R3=300.16=800.2AAURI13213R RRRRR， 4.常见的电路故障
11、问题 根据观察现象，分析推断故障 如图7-3-13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( )图图7-3-13A.R1断路断路 B.R2断路断路C.R3短路短路 D.R4短路短路 当R1断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯L2变暗，电流表的读数变小，而路端电压增大，所以L1两端电压增大，灯L1变亮，所以A选项正确.当R2断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯L1变暗，而路端电压增大，所以L2两端电压增大，灯L2变亮，所以B选项不正确.当R3短路时，总电阻减小，所以通过电源
12、的总电流增大，灯L1变亮，而路端电压减小，所以L2两端电压减小，灯L2变暗，因为总电流增加，而通过L2的电流减小，电流表的读数变大，所以C选项不正确.当R4短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电流增大，灯L1变亮，而路端电压减小，所以L2两端电压减小，灯L2变暗，因为总电流增加，而通过L2的电流减小，电流表的读数变大，所以D选项不正确.【答案】 A (2010(2010野寨、岳西中学联考野寨、岳西中学联考) )如图如图7314所示的电路中，闭合电键，灯所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正正常发光由于电路出现故障，突然发现灯常发光由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，变亮，灯灯L2变暗，电流表
13、的读数变小，根据分析，发生变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是的故障可能是( ) AR1断路断路 BR2断路断路 CR3短路短路 DR4短路短路图图7-3-14 解析：解析：把原电路改画为如图所示的电路，才把原电路改画为如图所示的电路，才便于分析由于电流表示数减小、灯便于分析由于电流表示数减小、灯L2变暗，可变暗，可推知电路中的总电流减小，路端电压增大，表明推知电路中的总电流减小，路端电压增大，表明外电阻增大，可排除外电阻增大，可排除R3、R4短路的可能又灯短路的可能又灯L1变亮、灯变亮、灯L2变暗，表明灯变暗，表明灯L1两端电压增大、灯两端电压增大、灯L2两端电压减小，由欧姆定
14、律可判断：只能是两端电压减小，由欧姆定律可判断：只能是R1发发生断路生断路 易错题：易错题：如图如图7315所示，已知电源电所示，已知电源电动势动势E=20V，内阻，内阻r=1，当接入固定电阻，当接入固定电阻R=4时，电路中标有时，电路中标有“3V,4.5W”的灯泡的灯泡L和和内阻内阻r=0.5的小型直流电动机恰能正常工作，的小型直流电动机恰能正常工作，求：求：(1)电路中的电流强度电路中的电流强度(2)电动机的额定工作电压电动机的额定工作电压(3)电源的总功率电源的总功率图图7-3-15223224.5202.724 1 0.52.7 0.51.352.7 2054LURPEEIRRrRrA
15、AUIrVVPIEWW 由灯泡的额定电压和额定功率可求得灯泡的电阻串联电路中的电【错解流强度电动机额定工作电压电源总功率】 错解分析错解分析：此电路是非纯电阻电路，闭合电路欧：此电路是非纯电阻电路，闭合电路欧姆定律姆定律E=IR总总不适用不适用 正解正解：（：（1）串联电路中灯串联电路中灯L正常发光，电动机正正常发光，电动机正常工作，所以电路中电流强度为灯常工作，所以电路中电流强度为灯L的额定电流的额定电流 电路中电流强度电路中电流强度I=1.5A. (2)电路中的电动机是非纯电阻电路根据能量守电路中的电动机是非纯电阻电路根据能量守恒，电路中恒，电路中 E=UR+UL+Ur+UM UM=E-UR-UL-Ur=E-I(R+RL+r) = 20V- 1.5 (2+4+1)V= 9.5V (3)电源总功率电源总功率P总总=IE=1.520W=30W. 点评：点评：要从能量转化与守恒的高度来认识要从能量转化与守恒的高度来认识电路的作用一个闭合电路中，电源将非静电电路的作用一个闭合电路中，电源将非静电能转化为电能，内外电路又将电能转化为其他能转化为电能，内外电路又将电能转化为其他形式的能形式的能E=U内内+U外外则是反映了这个过程中则是反映了这个过程中的能量守恒的关系的能量守恒的关系
高三物理一轮复习 第7章3闭合电路的欧姆定律课件 新人教版（安徽专用）
