高考物理复习 第7章第二节电路的基本规律及应用课件 沪科版.ppt

第二节电路的基本规律及应用 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第二节电路的基本规律及应用 基础知识梳理 基础知识梳理 一 电源的电动势1 电源 1 定义 电源是通过 做功把其他形式的能转化为 的装置 2 作用 使导体 或电路 两端保持一定的 2 电动势 1 定义 非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的 跟被移送的 的比值 非静电力 电能 电压 功 电量 2 公式 e 3 物理意义 反映电源把 的能转化为电能本领的大小 在数值上等于 把1c的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功 4 方向 电动势是 规定其方向为电源内部 方向 即由电源负极指向正极方向 其他形式 非静电力 标量 电流 二 闭合电路欧姆定律1 闭合电路的组成 1 内电路 电源内部的电路 内电阻所降落的电压称为 2 外电路 电源外部的电路 其两端电压称为 或路端电压 内电压 外电压 2 内外电压的关系 e 3 闭合电路的欧姆定律 1 内容 闭合电路里的电流跟电源的电动势成 跟整个电路的电阻成 u外 u内 正比 反比 增大 减小 2 外电路断开时 r为无限大 i变为0 路端电压u 3 外电路短路时 r 0 u i 短路电流 e 0 思考感悟若u i图像中的纵坐标 u 不是从零开始时 此时图线与横坐标的交点的横坐标是否仍为短路电流 图线的斜率是否仍然等于电源的内阻 提示 若u i图像中的纵坐标不是从零开始时 说明路端电压不为零 外电路没有短路 此时 交点的横坐标小于短路电流 但图线的斜率不变 仍为电源的内阻 5 路端电压跟电流的关系 1 关系式 u 2 用图像表示如图7 2 1所示 图7 2 1 e ir 电动势 内电阻 e 短路电流 输出功率 外电阻 三 电流表和电压表的改装1 小量程电流表 表头 1 工作原理 主要由磁场和放入其中可转动的 组成 当线圈中有电流通过时 线圈在 作用下带动指针一起偏转 电流越大 指针偏转的角度越大 从表盘上可直接读出电流值 2 三个参数 满偏电流ig 表头内阻rg 满偏电压ug 它们的关系 ug 2 电压表 电流表的改装 线圈 安培力 igrg 串联 并联 ig r rg i ig r rg r 课堂互动讲练 1 电源的输出功率与电路中电流的关系如图7 2 2所示 图7 2 2 图7 2 3 名师点睛 1 当电源的输出功率最大时 机械效率 50 在实际电路中无实用价值 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 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 2010年高考课标全国卷 电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比 在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图7 2 4所示 图中u为路端电压 i为干路电流 a b为图线上的两点 相应状态下电源的效率分别为 a b 由图可知 a b的值分别为 图7 2 4 电源的效率既是输出功率与总功率之比 也是外电压与电动势之比 也等于外电阻与总电阻之比 图中每一小格数值为k 由图像知 电源的电动势为6kv a和b对应的外电压分别是4kv和2kv 由此知d项正确 二 电路的动态分析问题1 电路的动态分析类问题是指由于断开或闭合开关 滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化 一处变化又引起了一系列的变化 对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律 部分电路欧姆定律 串 并联电路的电压 电流关系 2 分析这类问题的一般步骤是 1 明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化 2 根据局部电阻的变化 确定电路的外电阻r外总如何变化 7 确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化 由以上步骤可以看出 解决此类问题的基本思路是 局部 整体 局部 同时要灵活地选用公式 每一步推导都要有确切的依据 名师点睛 电路的动态分析问题还可以用极限法来分析 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 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2010年高考上海卷 在如图7 2 5的闭合电路中 当滑片p向右移动时 两电表读数的变化是 图7 2 5 a a变大 v变大b a变小 v变大c a变大 v变小d a变小 v变小解析 选b 当滑片p向右移动时 变阻器接入电路中的电阻变大 电路总电阻变大 由全电路欧姆定律 电路的总i变小 故电流表读数变小 r0和内电路的电压u i r0 r 变小 滑动变阻器两端电压u e u变大 电压表读数变大 故b项正确 三 电路故障分析 一 故障类型及分析思路1 故障类型 1 短路 电路被短路部分有电流通过 电流表有示数 被短路两点之间没有电压 电压表无示数 2 断路 电路断路部分没有电流通过 电流表无示数 断路两点之间有电压 断路同侧导线两点无电压 2 电路故障分析思路 1 认真审题 判断电路各元件的连接方式 明确电流表 电压表测量的元件 各开关控制的元件 2 根据故障现象分析有无电流 得出电路是短路还是断路 3 根据电表示数变化分析找出故障位置 二 判断电路故障的方法1 利用电流表 电压表判断电路故障的方法 1 电流表示数正常而电压表无示数 电流表示数正常 表明电流表所在电路为通路 电压表无示数 表明无电流通过电压表 故障原因可能是 电压表损坏 电压表接触不良 与电压表并联的用电器短路 2 电压表有示数而电流表无示数 电压表有示数 表明电路中有电流通过 电流表无示数 说明没有或几乎没有电流流过电流表 故障原因可能是 电流表短路 和电压表并联的用电器断路 3 电流表电压表均无示数 两表均无示数 表明无电流通过两表 除了两表同时短路外 可能是干路断路导致无电流 2 利用导线判断电路故障 主要判断断路故障 电路中无电流或灯泡不发光 将导线接在两点间 如果电路中有电流 或电路中灯泡发光了 说明此两点间有断路 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 如图7 2 6所示 电源电动势为6v 当开关接通时 灯泡l1和l2都不亮 用电压表测得各部分电压是uad 0 ucd 6v uab 6v 由此可判定 图7 2 6 a l1和l2的灯丝都断了b l1的灯丝断了c l2的灯丝断了d 变阻器r断路解析 选c 由题给条件知 电路中有的地方没有电压 由uad 0 ucd 6v可知电路是断路 由uab 6v ucd 6v可知 内电路a b之间没有断点 外电路中的a b和c d之间有断点 取其公共部分可知灯l2断路 由电灯l2两端电压不为零 可知灯l1与变阻器r是导通的 c正确 经典题型探究 三只灯泡l1 l2和l3的额定电压分别为1 5v 1 5v和3 0v 它们的额定电流都为0 5a 若将它们连接成图7 2 7甲 乙所示电路 闭合电键s后灯泡都能正常发光 且图甲中电压表示数为15 0v 图乙中总阻值为8 的滑动变阻器r3的滑片p恰滑至中点 电路中电源电动势e和内阻r未知 图7 2 7 1 计算图甲电路中的总电流和电阻r2消耗的电功率 2 分析比较图甲与图乙电路哪个更节能 思路点拨 由灯泡的额定电流即可求出总电流 由路端电压与l3两端电压相减即可得出r2两端电压 从而求出r2消耗的功率 电源提供的电功率由公式p总 ie可比较得出 解析 1 由题意 在图甲所示电路中 电路的总电流i总 il1 il2 il3 1 5aur2 u端 ul3 12v电阻r2消耗功率pr2 ir2ur2 18w 2 图甲电源提供的电功率为p总 ie图乙电源提供的电功率为p i e 由于灯泡都正常发光 两电路有用功率相等 计算得到i 1 5a i 2a则p总 p总 所以 图甲电路比图乙电路节能 答案 1 1 5a18w 2 图甲电路 方法总结 涉及到闭合回路的功率问题 首先要从概念上区分电源总功率p ei 电源输出功率p出 u路i及电源内阻热功率p内 i2r 其次要注意它们的联系ei u路i i2r 互动探究计算电路中电源电动势e和电源内阻r 解析 由图7 2 7知 e u ire i r外 r 其中r外 7 两式联立求解 得e 18v r 2 答案 18v2 满分样板12分 如图7 2 8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 图7 2 8 思路点拨 开关s断开或合上时 电容器c两端的电压与哪个电阻两端的电压相同 通过电流表的电荷量等于开关合上前后电容器带电荷量的变化 但要注意极板电势的高低 故开关断开到合上后电路稳定的过程中 通过电流表的电荷量为 q q1 q2 1 92 10 11c 2分 答案 1 92 10 11c 反思领悟 1 电路稳定后 由于电容器所在支路无电流通过 所以在此支路中的电阻上无电压降 因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压 2 电路的电流 电压变化时 将会引起电容器的充 放电 如果电容器两端电压升高 电容器将充电 如果电压降低 电容器将通过与它连接的电路放电 有一电流表g 内阻rg 10 满偏电流ig 3ma 1 要把它改装为量程为0 3v的电压表 要串联多大的电阻 改装后电压表的内阻rv是多大 2 要把它改装为量程为0 15v的电压表 改装后电压表的内阻r v是rv的多少倍 思路点拨 把电流表改装为电压表应串联一个分压电阻 由串联