高中物理 闭合电路的欧姆定律1精品课件 新人教版选修3.ppt

一个概念 电动势四个定律 电阻定律 电功定律 电热定律 欧姆定律 几个思想 串联分压思想 包括内 外电路的分压 并联分流思想 能量分配与守恒思想 理想测量与实际误差的关系等 一种重要方法 电势分析电路的方法 概念和规律的理解和基本方法的运用 在课堂上应具体落实 问题1 欧姆定律条件是什么 电阻的计算式 决定式分别是什么 一 电流 电阻定律 问题2 如何描绘伏安特性曲线 问题3 纯电阻的伏安特性曲线一定是曲线吗 什么时候是直线 为什么金属t增大 增大 问题4 如何利用纯电阻的伏安特性曲线求电阻 问题5 电子绕原子核运动可等效于一环形电流 电子的电量为e 在半径为r的轨道上以速率v运动 求 电流的大小 问题6 一根导线的两端加电压u时 导线中自由电子定向移动的平均速率v 若将导线均匀拉长使横截面积为原来的一半 然后在它的两端加上2u 这时导线中自由电子定向移动的平均速率是多少 ev 2 r v 二 电阻的串并联串u1 u2 un r1 r2 rn并p1 p2 pn r1 r2 rn串并联中都有p p1 p2 p3 pn 问题1 供电电路中电源的输出电压为u1 线路上损失的电压为u2 用电器得到的电压为u3 总电流为i 输电线路总电阻为r 若计算线路的损失功率 可用的公式有 a i2rb u22 rc u1 u3 2 rd i u1 u3 abcd u i图象及其比较图象 两坐标轴的意义 截距的意义 斜率的意义 坐标原点的含义 注意轴的起点是否过坐标原点 u i 1 导线的处理 电阻不计的导线可以伸长 缩短或者弯曲 电路中同一条导线的两端可以看成是一点 2 等势点间的电阻可以从电路中去掉 等势点也可以合并成一点 电路的分析 电势高低的分析等效电路 3 电流表和电压表的处理 通常都忽略 理想化 把它们接入电路后对原电路的影响 即把电流表的内阻视为ra 0 把电压表的内阻视为rv 另外有些情况下 则又要考虑它们对电路的影响 这时则应把它们当成接在电路中的能读出电流或电压值的电阻来看 例 有两个电压表 把它们串联起来接到一个高内阻电源两极上时 电压表v1和v2的读数分别是12v和6v 若单独将第二个电压表v2接到该电源两极上时 它的读数为12v 则下列说法正确的是 a 第一个电压表内阻是第二个电压表内阻的2倍b 电源电动势为24vc 若单独将第一个电压表v1并接到该电源上时 它的读数为18vd 若第二个电压表内阻是rv 则电源内阻也等于rv 解 设两表内阻分别为r1 r2 三种情况的电流分别为i1 i2 i3 对甲图u1 i1r1 12vu2 i1r2 6v r1 2r2i1 e r1 r2 r e 3r2 r u2 i1r2 6v 对乙图i2 e r2 r u2 i2r2 12v i2 2i1 3r2 r 2 r2 r r r2e i2 r2 r 2i2r2 24v 对丙图i3 e 2r2 r e 3r2 2i2 3 u3 2i3r2 4i2r2 3 16v c错 4 电容器的处理 在直流电路中起隔直流作用 所以含有电容器的支路不构成直流电的通路 而电容器却可以带电使两板间有某一电势差 断开开关s后 c2与r2的关系闭合开关s后 c1与r2的关系 问题1 在图3的电路中 当滑动变阻器的滑动头向下滑动时 a b两灯亮度的变化情况为 a a灯和b灯都变亮b a灯 b灯都变暗c a灯变亮 b灯变暗d a灯变暗 b灯变亮 解 r减小 r总减小 i增大 u减小 pa u2 ra减小 a灯变暗 ia u ra减小 i1 i ia增大 u1 i1r1增大 ub u u1减小 pb ub2 rb减小 b灯变暗 总结规律如下 变化电阻本身的电阻 电流 电压和总电路的电阻 电流 电压变化规律相同 和变化电阻有串联关系的 看电流 即总电流减小时 该电阻的电流 电压都减小 和变化电阻有并联关系的 看电压 即路端电压增大时 该电阻的电流 电压都增大 局部电路r增大时 局部电压u增大 三 闭合电路中电路问题的讨论 1 一般的功率问题的讨论 外电阻得到最大功率的条件 问题1 已知如图 e 6v r 4 r1 2 r2的阻值变化范围是0 10 求 电源的最大输出功率 r1上消耗的最大功率 r2上消耗的最大功率 解 r2 2 时 外电阻等于内电阻 电源输出功率最大为p e2 4r 36 16 2 25w r1是定值电阻 电流越大功率越大 所以r2 0时 r1上消耗的功率最大为p e r1 r 2r1 1 2 2w 把r1也看成电源的一部分 等效电源的内阻为r1 r 6 所以 当r2 6 时 r2上消耗的功率最大为p e2 4r 36 4 6 1 5w 2 闭合电路的u i图象 右图中a为电源的u i图象 b为外电阻的u i图象 a的斜率的绝对值表示内阻大小 a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势 b的斜率的绝对值表示外电阻的大小 两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压 该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率 当两个斜率相等时 即内 外电阻相等时 图中矩形面积最大 即输出功率最大 可以看出当时路端电压是电动势的一半 电流是最大电流的一半 问题1 图1为两个不同闭合电路中两个不同电源的u i图像 下列判断正确的是a 电动势e1 e2 发生短路时的电流i1 i2b 电动势e1 e2 内阻r1 r2c 电动势e1 e2 内阻r1 r2d 当两电源的工作电流变化量相同时 电源2的路端电压变化大 解 容易看出 电动势e1 e2 发生短路时的电流i1 i2选a直线2的斜率大 r2 r1 bc错 对选项d 分析如下 可见d正确 i u 2 1 问题2 如图所示直线a为电源的u i图线 直线b为电阻的u i图线 用该电源和该电阻组成闭合电路 则电源的输出功率和电源的效率分别是 a 4w 33 b 2w 33 3 c 2w 67 d 4w 67 解 由图线可知r 1 e 3vr 0 5 虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率 p出 4w p总 ei 6w p出 p总 4 6 67 d 问题1某一用直流电动机提升重物的装置 如上右图所示 重物的质量m 50kg 电源的电动势e 110v 不计电源内阻及各处的摩擦 当电动机以v 0 90m s的恒定速度向上提升重物时 电路中的电流强度i 5a 由此可见电动机线圈的电阻等于多少 解 由能量守恒定律 p电 p机 pr ie mgv i2r 5 110 500 0 90 25r r 4 3 全电路中的电动机问题 问题2 如图所示 电阻r1 8 电动机绕组电阻r0 2 当电键k断开时 电阻r1消耗的电功率是2 88w 当电键闭合时 电阻r1消耗的电功率是2w 若电源的电动势为6v 求 电键闭合时 电动机输出的机械功率 4 直流电路中的电容 方法指导 在直流电路的稳定状态下 电容器是不导通的 所以 可以根据问题中提供的初状态和末状态的情况 1 先找到通路 2 看电容器两端的电压 可得到电容器极板上的电量 3 根据题意 求出电容器极板上的电量变化 问题1电容器c1 c2和可变电阻器r1 r2以及电源 连接成如图所示的电路 当r1的滑动触头在图示位置时 c1 c2的电量相等 要使c1的电量大于c2的电量 应 a 增大r2 b 减小r2 c 将r1的滑动触头向a端移动 d 将r1的滑动触头向b端移动 解 增大或减小r2 r1左右两侧的电压等比例变化 不合题意 将r1的滑动触头向a端移动 左侧的电压减小 右侧的电压增大 也不合题意 只有将r1的滑动触头向b端移动 左侧的电压增大 右侧的电压减小 才能使c1的电量大于c2的电量 问题2 如图示 e 10v 内阻不计 c1 c2 30 f r1 4 r2 6 先闭合开关s 待电路稳定后 再将开关断开 则断开s后流过r1的电量为多少 解 闭合s后 i 1a ur1 4vur2 6v uc1 6vuc2 0v q1 c1uc1 1 8 10 4c 断开s后 两电容器的电压均升高为10v 带电量q1 q2 3 10 4c 流过r1的电量为 q