浙江省严州中学新安江校区高考物理 闭合电路的欧姆定律复习课件.ppt

2014高三物理新课标 严州中学新校区 35闭合电路的欧姆定律 一 电动势1 概念 电动势是电源把正电荷从负极送到正极非静电力所做的功和移送电荷量的比值 e 表征的是 做功的本领 2 物理意义 反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小 在数值上等于非静电力把1c的正电荷在电源内从负极送到正极 w q 非静电力 所做的功 特别提醒 电动势由电源中非静电力的特性决定 跟电源的体积无关 也跟外电路无关 电动势 内外电路的电阻之和 ir ir u外 u内 0 e 0 e ir 4 路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系是u 用图象表示如图所示 此图象的物理意义是 1 图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的 2 图线斜率的绝对值代表电源的 路端电压u随电流i变化的本质原因是由于电源内阻的存在 电动势 内阻 3 图中u与u 分别表示电流为i1时的外电压和内电压 从图象可以看出 i增大时 外电压u 内电压u 但二者之和保持不变 4 图中im代表短路电流 im 减小 增大 e r 三 电源的功率和效率闭合电路中 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功率p ei ui i2r iu内 直流电路的动态分析对电路动态分析问题 首先要弄清一点 不论电路如何变化 电源的电动势 电源的内阻不变 处理这类型题目时 必须认清外电路电阻是自变量 根据闭合电路欧姆定律 判断电压 电流的变化 常见的方法如下 判定总电阻变化情况的规律a 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 b 若开关的通 断使串联的用电器增多时 电路的总电阻增大 若开关的通 断使并联的支路增多时 电路的总电阻减小 c 在如图所示分压电路中 滑动变阻器可视为由两段电阻构成 其中一段与用电器并联 另一段与并联部分串联 设滑动变阻器的总电阻为r0 灯泡的电阻为r灯 与灯泡并联的那一段电阻为r 则分压器的总电阻为 2 串反并同 规律 所谓 并同 即某一电阻增大时 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 反之则减小 所谓 串反 即某一电阻增大时 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 反之则增大 3 极限法 即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论 1 如图所示 电路两端的电压保持不变 当滑动变阻器的滑动触头p向右移动时 三个灯泡的亮度变化情况是 a l1变亮 l2和l3均变暗b l1变暗 l2不能确定 l3变暗c l1变暗 l2和l3均变亮d l1和l2均变亮 l3变暗 d 闭合电路的几个功率1 电源的总功率p总 ei u外i u内i p出 p内若外电路是纯电阻电路 则有p总 i2 r r 2 电源内部消耗的功率p内 i2r u内i p总 p出 2 在如图所示图象中 直线 为某电源的路端电压与电流的关系图象 直线 为某电阻r的伏安特性曲线 用该电源直接与电阻r相连组成闭合电路 由图象可知 a 电源的电动势为3v 内阻为0 5 b 电阻r的阻值为1 c 电源的输出功率为2wd 电源的效率为66 7 abd 题型一 闭合电路的动态变化分析 在如图所示的电路中 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 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减不 u增大d i1减小 i2不变 u减小 b 规律小结在由 整体 返 局部 时 先返回阻值不变的部分 如本题中先看r3再分析并联部分 在并联部分分析时 先分析i1 最后分析i2 1 如图所示是一实验电路图 在滑动触头由a端滑向b端的过程中 下列表述正确的是 a 路端电压变小b 电流表的示数变大c 电源内阻消耗的功率变小d 电路的总电阻变大 a 题型二 闭合电路中的能量问题 在如图所示电路中 已知电源电动势e 3v 内电阻r 1 r1 2 滑动变阻器r的阻值可连续增大 求 1 当r多大时 r消耗的功率最大 最大值为多少 2 当r多大时 r1消耗的功率最大 最大值为多少 1 3 0 75w 2 02w 2 汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗 如图所示 在打开车灯的情况下 电动机未启动时电流表读数为10a 电动机启动时电流表读数为58a 若电源电动势为12 5v 内阻为0 05 电流表内阻不计 则因电动机启动 车灯的电功率降低了多少 43 2w 题型三 含电容器电路的分析与计算 如图所示 电源电动势e 6v 内阻r 1 外电路中电阻r1 2 r2 3 r3 7 5 电容器的电容c 4pf 开始时开关s断开 从开关合上到电路稳定的过程中 通过电流表的电荷量是多少 q 1 92 10 11c 规律小结含电容器电路的分析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 q c u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 3 在如图所示的闪光灯电路中 电源的电动势为e 电容器的电容为c 当闪光灯两端电压达到击穿电压u时 闪光灯才有电流通过并发光 正常工作时 闪光灯周期性短暂闪光 则可以判定 a 电源的电动势e一定小于击穿电压ub 电容器所带的最大电荷量一定为cec 闪光灯闪光时 电容器所带的电荷量一定增大d 在一个闪光周期内 通过电阻r的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等 d 7 3闭合电路欧姆定律 15 设电子元件两端电压为u 通过的电流为i 对整个闭合电路 i 130ma 91 3 图中两线的交点 例 如图所示电路 已知电源电动势 6 3v 内电阻r 0 5 固定电阻r1 2 r2 3 r3是阻值为5 的滑动变阻器 按下电键k 调节滑动变阻器的触点 求通过电源的电流范围 cd 4 如图所示 电源电动势为e 内电阻为r 两电压表可看作是理想电表 当闭合开关 将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时 下列说法中正确的是 a 小灯泡l1 l2均变暗b 小灯泡l1变亮 v1表的读数变大c 小灯泡l2变亮 v2表的读数变大d 小灯泡l1变暗 v1表的读数变小 例 如图甲为某一小灯泡的u i图线 现将这样的小灯泡与一个4 的定值电阻r串联 接在内阻r 1 电动势e 5v的电源两端 如图乙所示 求 1 通过小灯泡的电流和小灯泡的实际电功率是多少 2 电源的效率是多少 b 电源的效率是多少 4 如图甲为某一小灯泡的u i图线 现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 的定值电阻r串联 接在内阻r 1 电动势e 5v的电源两端 如图乙所示 则 a 通过每盏小灯泡的电流为0 2a 此时每盏小灯泡的电功率为0 6wb 通过每盏小灯泡的电流为0 3a 此时每盏小灯泡的电功率为0 6wc 通过每盏小灯泡的电流为0 2a 此时每盏小灯泡的电功率为0 26wd 通过每盏小灯泡的电流为0 3a 此时每盏小灯泡的电功率为0 4w 如图甲为某一小灯泡的u i图线 现将两个这样的小灯泡并联后再与一个18 的定值电阻r串联 接在内阻r 2 电动势e 10v的电源两端 如图乙所示 1 通过小灯泡的电流和小灯泡的实际电功率是多少 2 电源的效率是多少 在如图甲所示的电路中 电源电动势为3 0v 内阻不计 l1 l2 l3为3个相同规格的小灯泡 这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示 当开关s闭合后l1消耗的电功率为 w l2的电阻为 0 75 7 5 已知如图 e 6v r 4 r1 2 r2的变化范围是0 10 求 电源的最大输出功率 r2上消耗的最大功率 r1上消耗的最大功率 当r2 2 时 电源输出功率最大 当r2 6 时 r2上消耗的功率最大 当r2 0 时 r1上消耗的功率最大 d 7 4全电路欧姆定律的应用 7 1 向下加速a 6 875m s2 2 2 75 10 9c8 1 u 4v i 1a 2 6v r 2 3 i 0 5a9 r2 50 10 1 q c u 6 10 12c 2 微粒不能从右端飞出 如图所示 图中的四个电表均为理想电表 当滑动变阻器滑片p向右端移动时 下面说法中正确