高考物理一轮复习 第7章 恒定电流 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用课件 新人教版选修

第七章恒定电流 选修3 1 第2讲闭合电路欧姆定律及其应用 知识梳理自测 1 电动势 1 电源 电源是通过非静电力做功把 的能转化成 的装置 2 电动势 非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值 E 单位 V 3 电动势的物理含义 电动势表示电源 本领的大小 在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压 2 内阻 电源内部也是由导体组成的 也有电阻r 叫做电源的 它是电源的另一重要参数 电源的电动势和内阻 其他形式 电势能 其他形式的能转化成电势能 内阻 1 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 跟内 外电阻之和成 2 公式 I 只适用于纯电阻电路 E 适用于所有电路 闭合电路的欧姆定律 正比 反比 U外 Ir 2 路端电压与外电阻的关系 增大 E 思考 1 根据E U Ir画出电源的U I图象 根据图线如何求电源的电动势和内阻 2 最简单的闭合回路如图所示 推导出电源的输出功率的表达式 并求出电源的最大输出功率 思维辨析 1 电动势的方向即为电源内部电流的方向 由电源负极指向正极 电动势为矢量 2 电源的重要参数是电动势和内阻 电动势由电源中非静电力的特性决定 与电源的体积无关 与外电路无关 3 闭合电路中外电阻越大 路端电压越大 4 外电阻越大 电源的输出功率越大 5 电源的输出功率越大 电源的效率越高 答案 1 电动势有方向 但为标量 2 3 4 当外电阻与内阻相等时 电源的输出功率最大 外电阻与内阻相差越大 电源的输出功率越小 5 纯电阻电路中 外阻越大 电源的效率越高 而外阻与内阻相等时 输出功率最大 D AB A ABD 核心考点突破 1 动态分析特点断开或闭合开关 滑动变阻器的滑片移动 电阻增大或减小导致电路电压 电流 功率等的变化 2 电路动态分析的方法 1 程序法电路结构的变化 R的变化 R总的变化 I总的变化 U端的变化 2 极限法对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题 可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论 此时要注意是否出现极值情况 即变化是否是单调变化 电路的动态分析 3 特殊值法对于某些电路问题 可以代入特殊值进行判定 从而得出结论 4 串反并同 结论法 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 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 BD 解题探究 1 当R3的滑片P自a端向b端滑动时 R3接入电路的电阻将 2 电路图中电压表和电流表的作用是什么 3 电源的负极接地说明b点电势 答案 2 电压表测的是R1两端的电压 电流表测的是R3所在支路的电流 减小 为零 方法二结论法 滑片P自a端向b端滑动 R3电阻减小 与之串联的R1的两端的电压增大 电流表示数增大 所以a点的电势降低 A错误 B D正确 R3电阻减小 与之并联的R2两端电压减小 C错误 类题演练1 D 电路中的功率及效率问题 3 当R r时 随着R的增大 输出功率越来越大 4 当P出 Pmax时 每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2 且R1 R2 r2 5 P出与R的关系如图所示 类题演练2 答案 9W 电源的U I图象的理解 AC 解题探究 1 电源的U I图线物理意义如何 解析式如何 2 灯泡的U I图线物理意义如何 两图线交点含义如何 答案 1 电源的U I图线表示电路的路端电压U随总电流 的变化规律 其解析式为U E Ir 2 灯泡的U I图线表示灯泡的电压U随电流I的变化规律 两图线交点为 工作点 表示该电源与该灯泡构成回路时灯泡的工作电压和工作电流 类题演练3 D 1 电路的简化 不分析电容器的充 放电过程时 把电容器所处的支路视为断路 简化电路时可以去掉 求电荷量时再在相应位置补上 2 电路稳定时电容器的处理方法 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 即电阻不起降低电压的作用 与电容器串联的电阻视为等势体 电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压 3 电容器所带电荷量的变化的计算 1 如果变化前后极板带电的电性相同 那么通过所连导线的电荷量等于初 末状态电容器所带电荷量之差 2 如果变化前后极板带电的电性相反 那么通过所连导线的电荷量等于初 末状态电容器所带电荷量之和 含电容器电路的分析 BC 解题探究 1 请画出S断开时的简化电路 并说明电容器C1 C2两端的电压是怎样的 2 请画出S闭合时的简化电路 并说明电容器C1 C2两端的电压是怎样的 1 闭合开关S 求稳定后通过R1的电流 2 然后将开关S断开 求这以后流过R1的总电荷量 答案 1 1A 2 1 2 10 4C 类题演练4 阶段培优微专题 电路故障分析问题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 电阻器内部断路 接触不良等现象 检查故障的基本方法有两种 1 仪表检测法 1 电压表检测 如果电压表示数为零 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 电流表检测 当电路中接有电源时 可用电流表测量各部分电路上的电流 通过对电流值的分析 可以确定故障的位置 在运用电流表检测时 一定要注意电流表的极性和量程 3 欧姆表检测 当测量值很大时 表示该处断路 当测量值很小或为零时 表示该处短路 在运用欧姆表检测时 电路一定要切断电源 2 假设法已知电路发生某种故障 寻找故障发生在何处时 可将整个电路划分为若干部分 然后逐一假设某部分电路发生故障 运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理 推理结果若与题述物理现象不符合 则故障不是发生在这部分电路 若推理结果与题述物理现象符合 则故障可能发生在这部分电路 直到找出发生故障的全部可能为止 此方法亦称排除法 CD 解析 电压表的示数变小 说明电源的内电压增大 电流增大 总电阻减小 选项B错误 若R2短路 则电流表无示数 选项A错误 若R1短路 总电阻减小 总电流增大 内电压增大 路端电压减小 R2 R3中的电流增大 选项C正确 若R3短路 总电阻减小 总电流增大 内电压增大 路端电压减小 电流表示数增大 选项D正确 类题演练5 选用量程为10V的已校准的电压表进行检查 测试结果如表所示 根据测试结果 可判定故障是 A 灯A短路B 灯B短路C cd段断路D