高中物理 第二章 电路 第3节 研究闭合电路课件 粤教版选修31.ppt

第三节研究闭合电路 1 闭合电路 由内电路和外电路组成 1 内电路 电源 的电路 其电阻称为 内电阻所降落的电压称为 在内电路里电流从 极流向 极 2 外电路 电源 的电路 其两端电压称为 在外电路中电流方向为从 极流向 极 3 内 外电压的关系 内部 内电阻 内电压 负 正 外部 路端电压 正 负 内 外电压之和等于电源电动势 2 闭合电路的欧姆定律 1 内容 闭合电路中的电流跟电源的电动势成 跟内 外电路的电阻之和成 2 公式 3 适用条件 外电路为 电路 4 常用的变形公式 e e 正比 反比 纯电阻 u外 u内 u外 ir 3 关于闭合电路 以下说法正确的是 d a 电流总是从电势高的地方流向电势低的地方b 闭合电路中 路端电压越大 内电压也越大c 闭合电路中 电源的电动势等于外电路的路端电压d 当外电路断开时 路端电压的大小等于电动势 4 电动势为3v的电池 输出电流为3a 由此可知 a 内 外电阻相差1 b 内 外电阻之和为1 c 外电阻为1 d 内电阻为1 b 知识点1闭合电路欧姆定律的理解与应用 1 闭合电路欧姆定律的公式 i 在闭合电路中同一个电源的 和 一般是不变的 但电源产生的 则会随外电路电阻的变化而变化 外电路电阻变大 电源产生的电流会 外电路电阻变小 电源产生的电流会 电动势 内阻 电流 减小 增大 2 如图2 3 1所示的电路 当开关s断开时 理想电压表的读数为3 0v 当开关s闭合且变阻器电阻调到4 时 电压表的读数为2 4v 则电源的电动势e 内阻r 图2 3 1 答案 3v1 1 闭合电路欧姆定律 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比 跟内 外电路的电阻之和成反比 2 表达式 i er r 其中r为外电路的等效电阻 r为内 电阻 e为电源的电动势 e表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量 数值上等于不接用电器时电源两极间的电压 e r大小由电源确定 3 变形式 e u外 u内 e u外 ir 4 公式的适用范围 1 i er r 只适用于外电路为纯电阻的闭合回路 2 e u外 u内与e u外 ir适用于任何闭合电路 例1 下列关于电源的说法 正确的是 a 电源向外提供的电能越多 表示电动势越大b 电动势就是电源两端的电压c 电源的电动势与外电路有关 外电路电阻越大 电动势就越大d 电动势越大的电源 将其他形式的能转化为电能的本领越大 解析 电源向外提供的电能除与电动势有关之外 还与输出的电流 通电时间有关 故a错误 只有当外电路断路时 电动势才等于电源两端的电压 故b错误 电源的电动势由电源自身的性质决定 与有无外电路无关 故选项c错误 电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领的物理量 故选项d正确 答案 d 题外拓展 1 电动势和电压在数值上有时相等 但两者是不同的概念 2 当电路开路时 可以直接用电压表粗略地测出电源的电动势 触类旁通 1 关于闭合电路与电动势 下列说法正确的是 a 电源短路时 闭合电路电流为无限大b 电源短路时 电源内电压等于电源电动势c 电动势e的单位与电势 电势差的单位都是伏特 故三者本质上一样d 把电压表直接和电源连接时 电压表的示数总是等于电源电动势 数值上才等于电源的电动势 d错 电源短路时电流为 a错 解析 电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量 而电压是电场中两点间的电势差 电动势与电压有着本质的区别 c错 当电源开路时 两极间的电压在 e r 答案 b 例2 如图2 3 2所示电路中 r1 r2 r3 1 电压表内阻很大 当s断开时 电压表示数为0 8v 当s闭合时 电压表示数为1v 求电源的电动势与内阻 图2 3 2 触类旁通 2 某电池当外电路断开时的路端电压为3v 接上8 的负载电阻后其路端电压变为为2 4v 则可以判定该电池的电动 势e和内电阻r为 a e 2 4v r 1 c e 2 4v r 2 b e 3 0v r 2 d e 3 0v r 1 解析 当电路断开时的路端电压等于电源电动势大小 即e 3v 再由题意知 当r 8 时 u外 2 4v 即回路电流 为i 2 48 a 0 3a e u内 u外 u外 ir 解得r 2 b 知识点2路端电压的变化规律1 闭合电路中外电路两端的电压叫 或 根据u e ir e err r 可知 当外电阻r增大时 u 当外电阻r减小时 u 外电压 路端电压 增大 减小 2 当外电路是纯电阻时 根据外电压u ir r为外电路的等效电阻 得出电流i越大 外电压u也越大 根据u e ir得出电流i越大 外电压u越小 为什么得出的结论不同 究竟应如何理解外电压u与电流i的关系 答案 当外电路是纯电阻时 外电压u ir 但当r变化时 i也变化 且r增大 i减小 所以不能用u ir来判断u的变化 而应根据u ir e ir来分析 即r增大 i减小 u增大 例3 双选 如图2 3 4所示的是两个闭合电路中两个 电源的u i图象 下列说法正确的是 a 电动势e1 e2 内阻r1 r2b 电动势e1 e2 内阻r1 r2c 电动势e1 e2 发生短路时的电流 i1 i2 d 当两电源的工作电流变化相同时 电源1的路端电压变化较大 图2 3 4 答案 ac 触类旁通 3 对闭合电路的说法中 错误的是 a 电源短路时 路端电压等于电动势b 电源短路时 路端电压为零c 电源断路时 路端电压最大d 外电路的电阻增大时 路端电压也增大 a 例4 双选 如图2 3 6所示 r1为定值电阻 r2为可变电阻 e为电源电动势 r为电源内阻 下列说法正确的是 a 当r2 r1 r时 r2上获得最大功率b 当r2 r1 r时 r1上获得最大功率c 当r2 0时 r1上获得最大功率 d 当r2 0时 电源的输出功率最大 图2 3 6 解析 求r2的电功率时 可将r1视为电源内阻的一部分 如图2 3 7所示 r2的电功率是等效电源的输出功率 当r2 r1 r时 r2获得的电功率最大 a正确 而r1的电功率 p1 i2r1 且 i er1 r2 r 可知 r2 0时 r1获得的电功率 最大 故b错误 c正确 在讨论电源的输出功率时 r1 r2 为外电阻 内电阻r恒定 由于题目中没有给出r1和r的具体数值 所以当r2 0时 电源的输出功率并不一定最大 d错误 答案 ac 图2 3 7 触类旁通 4 如图2 3 8所示的闭合电路 电源内阻不为零 闭合 开关调节滑动变阻器的阻值 以下分析正确的是 a 滑动变阻器的阻值越大 电源的输出功率越大b 滑动变阻器的阻值越大 电源的总功率越大c 滑动变阻器的阻值越小 电源的输出功率越大d 滑动变阻器的阻值越小 电源内阻消 耗的功率也越大 图2 3 8 解析 当滑动变阻器的阻值r与内阻r相等时 输出功率最大 ac错 滑动变阻器的阻值越大 i越小 电源的总功率p总 ei越小 b错 由p内 i2r知 p内随i增大而增大 d对 答案 d 判断总电流的变化 2 闭合电路的动态问题分析 1 闭合电路的动态分析步骤 认识电路 明确各部分电路的串 并联关系及电流表或电压表的测量对象 由局部电阻变化判断总电阻的变化 由i er r 据u e ir判断路端电压的变化 由欧姆定律及串 并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化 姆定律i 分析 讨论变化电阻r上的电压或电流变化时 不 能用i 进行分析 这时应根据总电压和部分电压的关系或干 2 闭合电路的动态分析方法 任一电阻增大 减小 则电路的总电阻增大 减小 任一电阻增大 减小 则该电阻两端的电压一定会增大 减小 而通过该电阻的电流会减小 增大 讨论定值电阻上的电压或电流变化时 可用部分电路欧 u r u r 路电流与各支路电流的关系进行判断 例5 在如图2 3 9所示电路中 当变阻器r3的滑片 p向b端移动时 a 电压表示数变大 电流表示数变小b 电压表示数变小 电流表示数变大c 电压表示数变大 电流表示数变大d 电压表示数变小 电流表示数变小图2 3 9 解析 当r3的滑片p向b端移动时 r外 i u外 e ir 故电压表示数减小 r1两端的电压u1 ir1 r2两 端的电压u2 u外 u1 减小 通过r2的电流i2 u2r2 减小 通 答案 b总结 电路的动态分析应该先局部后整体 整体后再局部 先局部是看由于局部的电阻变化而引起的总电阻的变化 然后看整体的干路电流和路端电压的变化情况 结合它们的变化情况再分析需要求解的物理量的变化 过r3的电流i3 i i2 增大 故电流表示数增大 故b正确 触类旁通 5 如图2 3