高考物理一轮总复习(鲁科版)课件：第七章第二节.ppt

第二节 闭合电路欧姆定律,第七章 恒定电流 闭合电路欧姆定律,一、电动势 1.电源是通过非静电力做功把_的能转化成_的装置. 2.电动势：非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值,E_,单位：V.,其他形式,电能,3.电动势的物理含义：电动势表示电源_本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压. 4.电动势是_量,需注意电动势不是电压.,把其他形式的能转化成电能,标,二、闭合电路的欧姆定律 1.定律内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成_,跟电路中内、外电路的电阻之和成_. 2.定律表达式：I_. 3.适用条件：_.,正比,反比,纯电阻电路,4.闭合电路的欧姆定律的两种常用关系式 (1)E_ (2)E_.,U外U内,UIr,思考感悟 提示：不是,变式可适用于任何电路.,减小,减小,增大,图721,四、UI关系图象 由UEIr可知,路端电压随着电路中电流的增大而_;UI关系图线如图722所示. 图722,减小,1.当电路断路即I0时,纵坐标的截距为_. 2.当外电路电压为U0时,横坐标的截距为_. 3.图线的斜率的绝对值为电源的_.,电动势,短路电流,内阻,五、电源的总功率及效率 闭合电路中,电源的总功率等于外电路功率与电源内部发热功率之和. 1.电源的总功率：电源内外电路消耗的总功率P总_. 2.外电路消耗的功率(电源输出功率)：电源外电路消耗的总功率,P出_.,EI,UI,I2r,一、电源、电动势、电压的理解 1.电源是把其他形式的能转化为电能的装置,如干电池是把化学能转化为电能,太阳能电池是把光能转化为电能,手摇发电机是把机械能转化为电能.,2.非静电力是指除静电力以外的能对电荷流动起作用的力. (1)在电源外部的电路里,自由电荷在静电力(电场力)作用下移动,静电力做正 功,正电荷从正极流向负极,电能转化为其他形式的能.,(2)在电源内部的电路里,自由电荷在非静电力作用下移动,非静电力做正功,把正电荷从负极移送到正极,其他形式的能转化为电能. 3.电动势与电压的区别与联系 (1)电源电动势是表征电源特性的物理量,只与电源有关,与外电路的状况无关;,电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数有关. (2)电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领,即非静电力移送单位正电荷从电源负极到正极所做的功;电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动单位正电荷做的功,是把电能转化为其他形式的能.,(3)两者之间的联系：电路闭合时,EU内U外;电路断开时,EU外.,名师点睛：电源在没有接入电路时两极间的电压只是在数值上等于电源电动 势,实质上这两者是不同的.电动势是表示非静电力做功本领的物理量,而路端电压是表示外电路中静电力做功本领的物理量,路端电压是由电动势提供的.,即时应用 1.(2012梅州模拟)关于电源电动势,下列说法正确的是( ) A.电源电动势与外电路的组成有关 B.电动势越大的电源,将电能转化为其他形式能的本领越大 C.电源电动势的数值等于内、外电压之和 D.电源两极间的电压等于电源电动势,解析：选C.电源电动势是由电源本身所决定的一个物理量,与是否接入外电路、外电路电阻大小无关,A错误.电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小,B错误.电动势越大,移动同样电量的电荷时非静电力做功越多,转化成的电能越多.电源电动势数值上等于内、外电路电压之和,C正确.,电动势不是电压,两者不是一个概念,只有没接入外电路时,电源两极间的电压在数值上等于电动势,接入外电路时,路端电压小于电动势的值,D错误.,二、电路问题分析 1.电路的动态分析问题 电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化,一处变化又引起了一系列的变化,对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律,部分电路欧姆定律,串、并联电路和电压、电流的关系.,(4)由U内I总r,确定电源的内电压如何变化. (5)由U外EU内,确定电源的外电压如何变化. (6)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化.,(7)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化. 由以上步骤可以看出,解决此类问题,基本思路是“局部整体局部”,同时要灵活地选用公式,每一步推导都要有确切的依据.,名师点睛：(1)电路的动态分析问题还可以用极限法来分析，即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. (2)此类题目还可用“串反并同”规律判断.所谓“串反”，即某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大).,所谓“并同”，即某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小).,3.含容电路的分析 (1)简化电路时可以把电容器处电路作为断路,简化电路时可以去掉,在求电荷量时在相应位置补上. (2)电路稳定后,与电容器同支路的电阻相当于导线.,(3)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充放电.若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电.可由QCU计算电容器上电荷量的变化.,(4)在直流电路中,如果串联或并联了电容器应该注意,在与电容器串联的电路中没有电流,所以电阻不起降低电压作用,但电容器两端可能出现电势差;如果电容器与电源并联,电路中有电流通过.电容器两端的充电电压不是电源电动势E,而是路端电压U.,(5)在含容电路中,当电路发生变化时,除了要判断和计算电容器两端的电压外,还必须要判断电容器极板上极性的变 化,防止出现电容器先放电后反向充电的现象.,4.电路故障的分析方法 电路故障一般是短路或断路,常见的情况有：导线断芯,灯泡断丝、灯座短路,变阻器内部断路,接触不良等现象,检查故障的基本方法有两种：,(1)电压表检测方法 如果电压表示数为0,说明电压表上无电流通过,则可能在并联路段之外有断路,或并联路段内有短路. 如果电压表有示数,说明电压表上有电流通过,则在并联路段之外无断路,或并联路段内无短路.,(2)用多用电表的欧姆挡检测 要对检测的电路切断电源,逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后,测量是通路还是断路便可找到故障所在.,即时应用 2.如图723所示,电源电动势为6 V,当开关接通时,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压Uad0,Uab6 V,Ucd6 V,由此可以判定( ) 图723,A.L1和L2的灯丝都断了 B.L1的灯丝断了 C.L2的灯丝断了 D.变阻器R断路,解析：选C.由题给条件可知,电路中有的地方没有电压,由Uad0,Ucd6 V可知电路是断路,由Uab6 V,Ucd6 V可 知,内电路与a、b之间没有断点,外电路中的a、b和c、d之间有断点,取其公共部分可知灯L2断路.由电灯L2两端电压不为零,可知灯L1与变阻器R是导通的,选项C正确.,图724 图725,当R向接近r阻值的方向变化时,P出增大,当R向远离r阻值的方向变化时,P出减小. 除最大输出功率以外,同一个输出功率P有两个外电阻值R1、R2与之对应(如图725中水平虚线).根据输出功率相等可推得R1、R2满足R1R2r2.,特别提醒：(1)当电源输出功率最大 时，机械效率50%，在实际电路中无实用价值.当R时，100%，但此时P出0，无实际意义. (2)对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.,即时应用 3.(2010高考课标全国卷)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图726所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为a、b.,图726,题型1 电路的动态分析问题 在如图727所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移 动,则三个电表示数的变化情况是( ) 图727,A.I1增大,I2不变,U增大 B.I1减小,I2增大,U减小 C.I1增大,I2减小,U增大 D.I1减小,I2不变,U减小,【思路点拨】 直流电路的动态分析的一般思路为：先由局部电阻的变化到全电路的电阻变化;再由全电路到部分电路;先内路再外路;利用规律分析电流、电压等物理量的变化.,【解析】 R2的滑动触点向b端移动,R2的接入电路中的电阻减小,总电阻减小;由闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大,内电压U内Ir增大,外电压U外EU内减小,即电压表的读数减小;R3的电压增大,并联电压减小;R1的电流减小,R2的电流增大,故选项B正确. 【答案】 B,【规律总结】 分析电路的动态变化的要点是：明确变化的原因,明确电路结构(有时需要对电路进行简化),遵循由部分到整体再回到部分的基本思路,灵活使用闭合电路、部分电路欧姆定律,注意各部分电路和电流、电压关系.,题型2 含容电路的分析与计算 (2012山东济南质检)如图728所示的电路中,电源电动势E6 V,内阻r1 ,电阻R16 、R25 、R33 ,电容器的电容C2105 F,若将开关S闭合,电路稳定时通过R2的电流为I2,开关断开瞬间流过R1的电流为I1;,断开开关S后,通过R1的电荷量为q1,通过R2的电荷量为q2.则( ) 图728 I10.5 A I20.75 A q11105 C q22105 C A. B. C. D.,错误,正确;开关S瞬间断开后R2中的电流立即消失,所以q20;对R1、R3而言任一时刻有i1R1i3R3,所以q1R1q3R3,又q1q3CU并,解得q11105C,所以正确,错误.故选项D正确. 【答案】 D,【规律总结】 (1)在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流,一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,在电容器处电路看成是断路,简化电路时可去掉它.,(2)在分析含电容器的电路的串并联关系时,可以把电容器直接去掉;判断电容器两端的电压时,可以把电容器看成理想电压表来分析.,题型3 闭合电路的功率计算 图729 (满分样板 9分)如图729所示,已知电源内阻r2 ,定值电阻R10.5 . 求：,(1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时,电阻R1消耗的功率最大？ (2)当滑动变阻器的阻值为多大时,变阻器消耗的功率最大？ (3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源输出功率最大？,(2)将电阻R1等效到电源内部,则当变阻器阻值R2R1r(0.52)2.5 时,变