江苏省高考物理大一轮复习 第八章 恒定电流 2 闭合电路欧姆定律 焦耳定律课件.pptVIP

第八章恒定电流 第2讲闭合电路欧姆定律焦耳定律 1 理解闭合电路欧姆定律的内容 并能进行电路动态分析及电路的相关计算 2 能利用u i图象进行分析并计算 3 能计算纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功 电功率 1 闭合电路的组成 1 内电路 电源内部的电路 其电阻称为 内阻所降落的电压称为内电压 2 外电路 电源外部的电路 其两端电压称为 或 3 内 外电压的关系 e u外 u内 内阻 外电压 路端电压 正比 反比 3 路端电压与外电阻的关系 1 负载r增大 i减小 u内 u外 外电路断路时 r i 0 u外 e 2 负载r减小 i增大 u内 u外 外电路短路时 r 0 i u内 e 减小 增大 增大 减小 4 u i关系图 由u e ir可知 路端电压随着电路中电流的增大而 u i关系图线如图所示 减小 1 当电路断路即i 0时 纵坐标的截距为 2 当外电路电压为u 0时 横坐标的截距为 3 图线斜率的绝对值为电源的 5 焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 跟导体的电阻及通电时间成 公式为q 电动势e 短路电流im 内阻r 正比 正比 i2rt 直流电路的动态分析 2 判定总电阻变化情况的规律 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 若开关的通 断使串联的用电器增多 电路的总电阻增大 若开关的通 断使并联的支路增多 电路的总电阻减小 2 直观法任一电阻阻值增大 必引起通过该电阻的电流的减小和该电阻两端电压的增大 3 并同串反 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 两端的电压 电功率都将减小 反之则增大 即 u串 i串 p串 r u并 i并 p并 4 极限法即因滑动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 典题演示1 多选 2016 泰州一模 如图所示电路 已知电源电动势为e 内阻为r r0为固定电阻 当滑动变阻器r的触头向下移动时 下列说法中错误的是 a 灯泡l一定变亮b 电压表的示数变小c 电流表的示数变小d r0消耗的功率变小 b 解析 滑片下移时 滑动变阻器接入电路中的电阻变大 总电阻变大 总电流变小 内电压变小 路端电压变大 灯泡变亮 a项正确 b项错误 流过灯泡的电流变大 总电流变小 则流过r0的电流变小 c d选项正确 acd 电路中的有关功率及效率 特别提醒 1 当电源的输出功率最大时 效率并不是最大 只有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p i2r来判断 与输出功率大小的判断方法不同 bc 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 电路故障的分析方法 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 典题演示4 2015 湖北八校联考 在如图所示的电路中 开关s闭合后 由于电阻元件发生短路或断路故障 某时刻电压表和电流表的读数都增大 则可能出现了下列哪种故障 a r1短路b r2短路c r3短路d r1断路 a 解析 若电路正常 则电流表测量流过r1的支路电流 电压表测量r3两端的电压 若r1短路 则r2被短路 外电路只有电阻r3接在电源两端 电流表测量干路电流 电压表测量路端电压 两表示数均增大 a正确 若r2短路 则r1被短路 电流表示数为零 b错误 若r3短路 则电压表示数为零 c错误 若r1断路 则电流表示数为零 d错误 对电路中电功 电热 电功率的理解 2 非纯电阻电路 如含有电动机 电解槽等的电路 电流做功除将电能转化为内能外 还转化为机械能 化学能等 此时有w q 电功只能用公式w uit来计算 电热只能用公式q i2rt来进行计算 对于非纯电阻电路 欧姆定律不再适用 典题演示5 多选 2014 南师附中 如图所示 电源电动势均为e 12v 内阻均为r 3 r0 1 直流电动机内阻r0 1 当调节滑动变阻器使r1 2 时 图甲电路输出功率最大 调节r2使图乙电路输出功率最大 且此时电动机刚好正常工作 额定功率为6w 则此时r2的阻值和电动机的热功率p为 a r2 2 b r2 1 5 c p 6wd p 4w 甲 乙 bd 微模型8电容器模型解决含电容器的直流电路问题的一般方法 1 不分析电容器的充 放电过程时 把电容器处的电路视为断路 简化电路时可以去掉 求电荷量时再在相应位置补上 2 电路稳定后 与电容器串联的电路中没有电流 同支路的电阻相当于导线 即电阻不起降压的作用 但电容器两端可能出现电势差 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 4 如果电容器与电源并联 且电路中有电流通过 则电容器两端的电压不是电源电动势e 而是路端电压u 5 如果变化前后极板带电的电性相同 那么通过每根引线的电荷量等于始 末状态电容器带电荷量之差 如果变化前后极板带电的电性改变 那么通过每根引线的电荷量等于始 末状态电容器带电荷量之和 典题演示如图所示的电路中 电源电动势e 6v 内阻r 1 电阻r1 3 r2 6 电容器的电容c 3 6 f 二极管d具有单向导电性 开始时 开关s1闭合 s2断开 1 合上s2 待电路稳定以后 求电容器上电荷量变化了多少 答案 减少1 8 10 6c 2 合上s2 待电路稳定以后再断开s1 求断开s1后流过r1的电荷量是多少 答案 9 6 10 6c 思维轨迹 2 合上s2后 电容器上电荷量为q cu2 1 44 10 5c 断开s1后 r1和r2的电流与阻值成反比 故流过电阻的电荷量与阻值成反比 流过电阻r1的电荷量为q1 q 9 6 10 6c c 甲 乙 1 2016 南通 泰州 扬州 淮安二模 如图所示电路中 r为某种半导体气敏元件 其阻值随周围环境一氧化碳气体浓度的增大而减小 当一氧化碳气体浓度增大时 下列说法中正确的是 a 电压表v示数增大b 电流表a示数减小c 电路的总功率减小d 变阻器r1的取值越大 电表示数变化越明显 d 解析 当一氧化碳气体浓度增大时 r的阻值减小 外电路总阻值减小 干路电流i增大 则内电压增大 外电压减小 即电压表的示数减小 a项错误 流过r1的电流ir1减小 干路电流i ir1 ir 则流过r的电流增大 即电流表的示数增大 b项错误 电路的总功率p ei i增大 则p增大 c项错误 当变阻器r1的取值越大时 r与r1并联的阻值越接近r的阻值 则电表示数变化越明显 d项正确 2 某同学将一直流电源的总功率pe 输出功率pr和电源内部的发热功率pr随电流i变化的图线画在了同一坐标系中 如图中的a b c所示 下列说法中错误的是 a 直线a表示电源的总功率b 曲线c表示电源的输出功率c 电源的电动势e 3v 内阻r 1 d 电源的最大输出功率pm 9w d 3 2016 南通一模 如图所示的电路中 e为电池 r1 r2为可变电阻 r为定值电阻 c为平行板电容器 闭合开关s后 能使电容器带电荷量增加的方法是 a 增大r1的阻值b 增大电容器两极板间的距离c 减小r2的阻值d 将电容器的两极板错开些 c 解析 电容器与r1串联 改变r1的阻值对电容器两端电压无影响 a项错误 增大电容器两极板的距离和将电容器的两极板错开些 电容c减小 电压不变 带电荷量减小 b d选项错误 减小r2可以增大r两端电压 c项正确 4 多选 2016 江苏卷 如图所示的电路中 电源电动势为12v 内阻为2 四个电阻的阻值已在图中标出 闭合开关s 下列说法中正确的有 a 路端电压为10vb 电源的总功率为10wc a b间电压的大小为5vd a b间用导线连接后 电路的总电流为1a ac 5 多选 2015 苏州一模 在如图 a 所示的电路中 r1为定值电阻 r2为滑动变阻器 电表均为理想电表 闭合开关s 将滑动变阻器的滑片p从最右端滑到最左端 两个电压表读数随电流表读数变化的图线如图 b 所示 则 bcd 图 a 图 b a 电源内阻的阻值为10 b 电源的最大输出功率为1 8wc 滑动变阻器r2的最大功率为0 9wd 图线