高中物理 2.7 闭合电路的欧姆定律课件 新人教版选修31.ppt

恒定电流 第二章 7闭合电路的欧姆定律 第二章 如图是闭合电路中电势升降的一个比喻 图中儿童滑梯两端的高度差相当于内 外电阻两端的电势差 电源就像升降机 升降机举起的高度相当于电源的电动势 根据此比喻请探究一下 闭合电路中电流与电动势 电阻有什么关系 闭合电路的欧姆定律 1 闭合电路组成 1 外电路 电源 部由用电器和导线组成的电路 在外电路中 沿电流方向电势 2 内电路 电源 部的电路 在内电路中 沿电流方向电势 外 降低 内 升高 2 闭合电路中的能量转化如下图所示 电路中电流为i 在时间t内 等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和 即eit 非静电力做功 i2rt i2rt 3 闭合电路欧姆定律 1 概念 闭合电路中的电流与 成正比 与内 外电路中的 成反比 2 表达式 i 公式中 r表示外电路的总电阻 e表示电源的电动势 r是电源内阻 3 适用范围 电路 电源的电动势 电阻之和 纯电阻 路端电压与负载的关系 1 路端电压与电流的关系 1 公式 u 2 图象 u i 如图所示是一条倾斜的直线 该直线与纵轴交点的纵坐标表示 斜率的绝对值表示电源的 e ir 电动势 内阻 增大 e 减小 0 一 对闭合电路的欧姆定律的理解1 闭合电路的欧姆定律的表达形式 2 对一定电源 电流 路端电压 内电压随外电路电阻的改变而改变 变化情况如下 表示增加 表示减少 手电筒中的电池用久了 虽然电动势没减小多少 但小灯泡却明显变暗了 这是为什么 答案 电池用久了 电动势并没明显减小 但内阻却明显变大 因而使路端电压明显变小 导致灯泡很暗 2 结论法 并同串反 并同 指某一电阻增大时 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 某一电阻减小时 与它并联或间接并联的电阻中的电流 两端电压 电功率都将减小 串反 指某一电阻增大时 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 某一电阻减小时 与它串联或间接串联的电阻中的电流 两端电压 电功率都将增大 3 特殊值法与极限法 指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论 一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论 特别提醒 1 在闭合电路中 任何一个电阻的增大 或减小 都将引起电路总电阻的增大 或减小 该电阻两端的电压一定会增大 或减小 2 理想电压表可认为是断路 理想电流表可认为是短路 济南一中2013 2014学年高二上学期期中 如图所示的电路中 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 则有 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 电流表的示数增大答案 a 特别提醒 1 当电源输出功率最大时 机械效率 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 如图所示为汽车蓄电池与车灯 电阻不变 启动电动机组成的电路 蓄电池内阻为0 05 电流表和电压表均为理想电表 只接通s1时 电流表示数为10a 电压表示数为12v 再接通s2 启动电动机工作时 电流表示数变为8a 则此时通过启动电动机的电流是 a 2ab 8ac 50ad 58a 闭合电路欧姆定律的应用 答案 c 常德市一中2013 2014学年高二上学期期中 如图所示 定值电阻r1 9 r2 7 当开关s接到位置1时 电压表v的示数为3 6v 当开关s接到位置2时 电压表v的示数为3 5v 求电源电动势和内阻 答案 e 4v r 1 吉林一中2013 2014学年高二期末 如图所示电路 当r2的滑动片向右移动时 各表的变化情况是 闭合电路的动态分析问题 a a1 a2读数均变大 v1 v2读数均变小b a1读数变大 a2读数变小 v1读数变大 v2读数变小c a1读数变大 a2读数变小 v1读数变小 v2读数变大d a1 a2读数均变小 v1 v2读数均变大 解析 方法 程序法 当r2的滑动片向右移动时 变阻器有效电阻减小 则总电阻减小 总电流增大 故a1读数变大 v2测r3两端电压 因为电流增大 所以r3两端电压也增大 即v2读数变大 电流增大 会使内电压增大 所以路端电压减小 即v1读数变小 路端电压减小 而v2增大 则r1和r2的并联电压减小 故通过r1的电流减小 即a2读数变小 所以选项c正确 方法 结论法 并同 变阻器r2减小 与r2有并联关系的v1 a2示数变小 串反 变阻器r2减小 与r2有串联关系的v2 a1示数变大 所以选项c正确 答案 c 如图所示的电路中 a b c d是四只相同的灯泡 当滑动变阻器的滑动片向下滑动时 下列说法正确的是 a a灯变亮b b灯变暗c c灯变亮d d灯变亮答案 d解析 r减小 id增大 d灯变亮 uc减小 c灯变暗 ib增大 b灯变亮 ua减小 a灯变暗 在如图所示的电路中 已知电源电动势e 3v 内电阻r 1 电阻r1 2 滑动变阻器r的阻值可连续增大 问 闭合电路中的功率问题 点拨 求解本题应把握以下三点 1 定值电阻消耗功率最大时通过的电流最大 2 求可变电阻消耗的功率时可将其他电阻等效为电源内阻 3 结合p出与外电阻间的函数关系分析 求解 答案 1 0 75w 2 2w 3 2w点评 在解答最大功率问题时 理解好功率最大的条件是关键 若求解部分电阻不变时 只要满足电流最大则功率就最大 若求解部分电阻改变时 需要计算出功率的表达形式 利用数学知识求极值 如图所示的u i图象中 直线i为某电源的路端电压与电流的关系 直线 为某一电阻r的u i图线 用该电源直接与电阻r连接成闭合电路 由图象可知 a r的阻值为1 5 b 电源电动势为3v 内阻为0 5 c 电源的输出功率为3 0wd 电源内部消耗的功率为1 5w答案 ad 如图所示 e 10v r 1 r1 r3 5 r2 4 c 100 f 当s断开时 电容器中带电粒子恰好处于静止状态 求 1 s闭合后 带电粒子加速度的大小和方向 2 s闭合后流过r3的总电荷量 含电容电路的分析与计算 点评 电路稳定时r3中没有电流 只有电容器充电 或放电 时r3中才有变化的电流通过 故不能用q i t求电量 只能通过电容器极板上的电量变化来求解 但要注意分析极板上电性是否改变 若不变 用两个状态的电量求差 若变化了 用两个状态的电量求和 潍坊一中2013 2014学年高二上学期检测 如图所示 已知c 6 f r1 5 r2 6 e 6v r 1 开关s原来处于断开状态 下列说法正确的是 a 开关s闭合瞬间 电流表的读数为0 5ab 开关s闭合瞬间 电压表的读数为5 5vc 先将开关s闭合一段时间后 再将开关s迅速断开 则通过r2的电荷量为1 8 10 5cd 以上答案都不对答案 c 易错点 对电路动态变化分析不清导致错误案例 闭合电路的电源电动势为e 内阻为r 如图所示 闭合电键s 当滑动变阻器的滑片p从右端滑到左端时 下列说法中正确的是 a 小灯泡l1 l3变亮 l2变暗b 小灯泡l3变暗 l1 l2变亮c 电压表v1示数变化量较小d 电压表v2示数变化量较小 易错分析 本题易错选项及错误原因分析如下 正确解答 当滑动变阻器的滑片p从右端滑到左端时 并联电路总电阻减小