高考物理总复习 第九章 第2课 闭合电路欧姆定律及其应用课件 (2).ppt

第一单元电路基础第2课闭合电路欧姆定律及其应用 第九章电路 知能要求与高考展望 1 掌握电源电动势及路端电压的概念 掌握闭合电路欧姆定律 并能运用该定律熟练进行电路分析和电路计算 2 直接考查主要为选择题 课前自修 1 电路的组成闭合电路是由两部分组成的 一部分是电源外部的电路 叫 主要器件有 开关等 一部分是电源内部的电路 叫 主要器件是能持续供电的电源设备 2 电动势 1 定义 非静电力对电荷做的功与移送电荷的电量的比值 即e 在数值上等于电源没有接入电路时电源两端的电压 方向规定由负极经电源内部指向正极 外电路 用电器 内电路 2 物理意义 用来描述电源将 本领大小的物理量 是反映能量转化的物理量 大小是由电源本身的物质构成决定的 跟 无关 3 闭合电路的欧姆定律 1 内容 闭合电路中的电流跟 成正比 跟 成反比 2 公式 i 3 意义 描述了包含电源在内的全电路中 电流与电动势以及电路总电阻之间的关系 它适用于纯电阻电路 其他形式的能转化为电能 外电路 电源的电动势 闭合电路的总电阻 重难突破 1 电阻串 并联的特点 2 路端电压u随外电阻r变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的 不随外电路电阻的变化而改变 而电流 路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的 1 外电路的电阻增大时 i减小 路端电压升高 2 外电路断开时 r 路端电压u e 3 外电路短路时 r 0 u 0 i e r 短路电流 短路电流由电源电动势和内阻共同决定 由于r一般很小 短路电流往往很大 极易烧坏电源或线路而引起火灾 3 路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为u e ir e和r可认为是不变的 由此可以作出电源的路端电压u与总电流i的关系图线 如图所示 依据公式和图线可知 1 路端电压随总电流的增大而减小 2 电流为零时 即外电路断路时的路端电压等于电源电动势e 在图象中 u i图象在纵轴上的截距表示电源的电动势 3 路端电压为零时 即外电路短路时的电流im e r 图线斜率绝对值在数值上等于内电阻 题型探究 题型一 理解概念 推理判断 例1 下列关于电动势的说法中正确的是 a 电源是通过静电力把其他形式的能转化为电能的装置b 在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动c 电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领d 把同一电源接在不同的电路中 电源的电动势也将发生变化 解析 在电源内部 存在由正极指向负极的电场 正电荷受静电力的阻碍不能向正极移动 正是电源内部的化学作用或电磁作用等提供了非静电力才使正电荷从低电势的负极向高电势的正极移动 正是通过非静电力做功 实现了其他形式的能向电能的转化 选项a错误 选项b c正确 电动势由电源内部的非静电力决定 与外电路无关 选项d错误 答案 bc 方法点窍 电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领 它由电源内部的非静电力决定 与外电路无关 这是判断电动势概念的重要依据 题型二 闭合电路的电流 电压动态变化的判断 例2 2011 北京理综 如图所示电路 电源内阻不可忽略 开关s闭合后 在变阻器r0的滑动端向下滑动的过程中 a 电压表与电流表的示数都减小b 电压表与电流表的示数都增大c 电压表的示数增大 电流表的示数减小d 电压表的示数减小 电流表的示数增大 解析 在电路中 变阻器r0的滑动端向下滑动时 变阻器r0接入电路中的电阻变小 从而使整个电路中的外电阻变小 干路电流变大 内阻r分得的电压u内 ir变大 u外变小 电压表示数变小 由u1 ir1知u1变大 因u外 u1 u2 故u2变小 由i2 知流过r2的电流变小 电流表示数变小 选项a正确 答案 a 方法点窍 闭合电路的动态变化的一般思路为 1 确定电路的外电阻r外总如何变化 1 当外电路的任何一个电阻增大 或减小 时 电路的总电阻一定增大 或减小 2 若电键的闭合使并联的支路增多 总电阻减小 2 根据闭合电路欧姆定律i总 定电路的总电流i总如何变化 3 由u内 i总r确定电源内电压u内如何变化 4 由u外 e u内确定电源的外电压u外如何变化 5 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 6 确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化 可利用串联电路的电压关系 并联电路的电流关系 题型三 电源输出功率的计算 例3 如图所示 r为电阻箱 为理想电压表 当电阻箱读数为r1 2 时 电压表读数为u1 4v 当电阻箱读数为r2 5 时 电压表读数为u2 5v 求 1 电源的电动势e和内阻r 2 当r读数为多少时 电源的输出功率最大 最大值pm为多少 3 若电源的输出功率p 6w 则r的值可能为多少 审题突破 第 1 问要计算电源的电动势和内电阻 只要有两组路端电压及电流的数据 通过列两个方程 解方程组即可 第 2 3 问探究电源输出功率与外电路电阻的关系是电学中的一个重要规律 要从概念入手 再利用数学知识讨论便能得到 方法点窍 电源的功率有三种情况 p ie是电源非静电力做功的功率 简称电源功率 p出 iu是电源的输出功率 p内 i2r是电源内部消耗的热功率 三者满足 p p出 p内 对于电源的输出功率 当r r时 p出有最大值pm p出与外电阻r的函数关系可用如图图线定性表示 对于电源的某一个p0值 非最大值 有两个外电阻r1和r2与之对应 不难证明r 题型四 电源的功率及u i图象的应用 例4 用标有 6v 3w 的灯泡l1 6v 6w 的灯泡l2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路 其中电源电动势e 9v 图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线 当其中一个灯泡正常发光时 a 电流表的示数为1ab 电压表的示数约为6vc 电路输出功率为4wd 电源内阻为2 解析 两个灯泡串联 所以电流相等 l1的额定电流为i1 0 5a l2的额定电流为i2 1a 所以只有l1正常发光 电路中电流为0 5a a项错误 从图象中可以看出 电流为0 5a时 两灯的电压分别为6v和2v 由串联分压原理知 l1两端电压为6v l2两端电压为2v 电压表示数为2v b项错误 电路中输出功率为p ui 2 6 0 5 4 w c项正确 电源内阻r 2 d项正确 答案 cd 方法点窍 1 分析图象问题时 一定要明确图线的含义 即要确定两坐标轴表示的物理意义 2 对闭合电路的u i图象 图线上每一点纵横坐标的乘积为电源的输出功率 图线上每一点纵横坐标的比值为此时外电路的电阻 随堂训练 有四个电源 电动势均为8v 内阻分别为1 2 4 8 今要对r 2 的电阻供电 问选择内阻为多大的电源才能使r上获得的功率最大 a 1 b 2 c 4 d 8 错解 错选b 依据 外电阻等于内电阻 r r 时 外电路的电功率