高中物理 第2章 恒定电流 7 闭合电路的欧姆定律课件 新人教版选修3-1.ppt

成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-1,恒定电流,第二章,7 闭合电路的欧姆定律,第二章,如图是闭合电路中电势升降的一个比喻。图中儿童滑梯两端的高度差相当于内、外电阻两端的电势差。电源就象升降机，升降机举起的高度相当于电源的电动势。根据此比喻请探究一下，闭合电路中电流与电动势、电阻有什么关系？,闭合电路的欧姆定律,1.闭合电路组成 (1)外电路：电源_部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势_。 (2)内电路：电源_部的电路，在内电路中，沿电流方向电势_。,外,降低,内,升高,2闭合电路中的能量转化 如图所示，电路中电流为I，在时间t内，_等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt_。,非静电力做功,I2RtI2rt,3闭合电路欧姆定律 (1)概念：闭合电路中的电流与_成正比，与内、外电路中的_成反比。 (2)表达式：I_ 公式中，R表示外电路的总电阻，E表示电源的电动势，r是电源内阻。 (3)适用范围：_电路。,电源的电动势,电阻之和,纯电阻,路端电压与负载的关系,1.路端电压与电流的关系 (1)公式：U_。 (2)图象(UI)： 如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示_，斜率的绝对值表示电源的_。,EIr,电动势,内阻,增大,E,减小,0,一、对闭合电路的欧姆定律的理解 1闭合电路的欧姆定律的表达形式,手电筒中的电池用久了，小灯泡发光明显变暗，但拆下电池，用电压表测量电池的电动势，发现电动势没有减小太多，这是怎么回事？ 答案：电池用久了，电动势并没明显减小，但内阻却明显变大，根据UEIr可知路端电压明显变小，导致灯泡明显变暗。,“串反”：指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。 (3)特殊值法与极限法：指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论。,特别提醒(1)在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)。 (2)理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。,如图是一火警报警电路的示意图，其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( ) AI变大，U变大 BI变小，U变小 CI变大，U变小 DI变小，U变大 答案：A,特别提醒(1)当电源输出功率最大时，机械效率50%。当R时，100%，但此时P出0，无实际意义。 (2)对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据PI2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同。,(重庆市主城区20142015学年高二上学期六校期末联考)如图所示，闭合开关S后，A灯与B灯均发光，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，以下说法中正确的是( ) AA灯变亮 BB灯变亮 C电源的输出功率减小 D电源的总功率减小 答案：B,解析：当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R减小，总电阻减小，则总电流增大，所以B灯变亮，根据串联电路分压规律知，A灯的电压减小，则知A灯变暗，故A错误，B正确；由于内外电阻的关系未知，所以当R减小时，不能判断电源输出功率的变化，故C错误。当电流增大，由PEI知，电源的总功率增大，故D错误。,闭合电路欧姆定律的应用,(1)发生故障是短路还是断路？发生在何处； (2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多少； (3)电源电动势和内电阻分别为多大？ 解析：(1)电路发生故障后，电流表示数变大路端电压UU2I2R2也增大，因此一定是外电路电阻增大所致，一定是外电路某处发生断路故障，由于电流表有示数，R2不可能断路，电压表有示数则变阻器不可能断路，据题意可知只可能灯L发生断路。,(3)根据闭合电路欧姆定律：EUIr 故障前：E9(0.450.25)r， 故障后：E100.5r， 解得：r5，E12.5V 答案：(1)故障为断路，只可能灯L发生断路；(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为20；(3)电源的电动势为12.5V，内电阻为5。,如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05。电流表和电压表均为理想电表，只接通S1时，电流表示数为10A。电压表示数为12V，再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8A，则此时通过启动电动机的电流是( ) A2A B8A C50A D58A 答案：C,(吉林一中20132014学年高二期末)如图所示电路，当R2的滑动片向右移动时，各表的变化情况是( ),闭合电路的动态分析问题,AA1、A2读数均变大，V1、V2读数均变小 BA1读数变大，A2读数变小，V1读数变大，V2读数变小 CA1读数变大，A2读数变小，V1读数变小，V2读数变大 DA1、A2读数均变小，V1、V2读数均变大 解析：方法，程序法： 当R2的滑动片向右移动时，变阻器有效电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，故A1读数变大；V2测R3两端电压，因为电流增大，所以R3两端电压也增大，即V2读数变大；电流增大，会使内电压增大，所以路端电压减小，即V1读数变小；路端电压减小，而V2增大，则R1和R2的并联电压减小，故通过R1的电流减小，即A2读数变小，所以选项C正确。,方法，结论法： “并同”：变阻器R2减小，与R2有并联关系的V1、A2示数变小， “串反”：变阻器R2减小，与R2有串联关系的V2、A1示数变大， 所以选项C正确。 答案：C,(上海理工大学附中20142015学年高二下学期开学检测)如图所示的电路中，灯泡A和B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( ) AR3断路 BR1短路 CR2断路 DR1、R2同时短路 答案：C,解析：若R3断路，外电阻增大，路端电压U增大，A、B两灯均变亮，不符合题意，故A错误；若R1短路，外电阻减小，路端电压U减小，干路电流I增大，R3电流I3减小，则通过A的电流IAII3增大，UA增大，A灯变亮，不符合题意，故B错误；R2断路，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，R3电流I3增大，则通过A的电流IAII3减小，A灯变暗，B灯电压UBUIA(RAR1)增大，B灯变亮，符合题意，故C正确；R2短路，B灯不亮，不符合题意，故D错误。,在如图所示的电路中，已知电源电动势E3V，内电阻r1，电阻R12，滑动变阻器R的阻值可连续增大，问：,闭合电路中的功率问题,点拨：求解本题应把握以下三点： (1)定值电阻消耗功率最大时通过的电流最大。 (2)求可变电阻消耗的功率时可将其他电阻等效为电源内阻。 (3)结合P出与外电阻间的函数关系分析，求解。,答案：(1)0.75W (2)2W (3)2W 点评：在解答最大功率问题时，理解好功率最大的条件是关键，若求解部分电阻不变时，只要满足电流最大则功率就最大；若求解部分电阻改变时，需要计算出功率的表达形式，利用数学知识求极值。,(合肥一中20132014学年高二上学期检测)如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则( ),AR1接在电源上时，电源的效率高 BR2接在电源上时，电源的效率高 CR1接在电源上时，电源的输出功率大 D电源的输出功率一样大 答案：A,如图所示，E10V，r1，R1R35，R24，C100F。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求： (1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向； (2)S闭合后流过R3的总电荷量。,含电容电路的分析与计算,点评：电路稳定时R3中没有电流，只有电容器充电(或放电)时R3中才有变化的电流通过，故不能用qIt求电量，只能通过电容器极板上的电量变化来求解。但要注意分析极板上电性是否改变，若不变，用两个状态的电量求差，若变化了，用两个状态的电量求和。,(沈阳市铁路中学20142015学年高二上学期检测)在下图电路中K1、K2、K3、K4均闭合，G是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，断开哪一个开关后P会向下运动？( ) AK1 BK2 CK3 DK4 答案：C,解析：油滴受重力G与电场力F平衡，断开K1或K4，电容器带电量不变，油滴不动，断开K3，电容器通过回路放电，油滴向下运动。断开K2，电容器充电，油滴向上运动，故应选C。,易错点：对电路动态变化分析不清导致错误 案例： 闭合电路的电源电动势为E，内阻为r，如图所示，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，下列说法中正确的是( ) A小灯泡L1、L3变亮，L2变暗 B小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C电压表V1示数变化量较小 D电压表V2示数变化量较小,易错分析：本题易错选项及错误原因分析如下：,正确解答：当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，并联电路总电阻减小(局部)，总电流I增大，路端电压U减小(整体)。干路电流增大，则L2变亮；与滑动变阻器串联的灯泡L1电流增大，变亮；与滑动变阻器并联的灯泡L3电压U3UU2，U减小，U2增大，则U3减小，L3变暗；U1减小，U2增大，而路端电压UU1U2减小，所以U1的变化量大于U2的变化量，故A、C错误；B、D正确。 正确答案：BD,