闭合电路欧姆定律PPT课件.ppt

闭合电路欧姆定律 1 一 闭合电路的欧姆定律的内容讨论二 闭合电路的U I图象三 电源的功率和效率06年12月广州市X科统考卷507年上海虹口区教学质量检测三1107年1月北京市崇文区期末统一练习606年12月广州市X科统考卷1507学年南京市期末质量调研1607届广东惠州市第二次调研考试14江苏省如东高级中学07年2月期末试卷1007届南京市第一次调研测试152007年重庆卷1507届12月江苏省丹阳中学试卷142007年上海卷1607年苏锡常镇四市二模10南京市07届二模试卷15 闭合电路欧姆定律 2 一 闭合电路的欧姆定律的内容 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比 跟内 外电路中的电阻之和成反比 这个结论通常叫做闭合电路的欧姆定律 闭合电路欧姆定律的表达形式有 E U外 U内 I R间关系 U E Ir U I间关系 U R间关系 3 3 讨论 U E Ir 从上式可以看出 E r是常量 R I U是变量 a 当外电阻R减小时 可知I增大 内电压U Ir增大 路端电压U减小 b 当外电路短路时 R趋近于零 I趋近于E r 路端电压U趋近于零 电源的内阻一般都很小 所以短路时电流很大为Im E r c 当外电阻R增大时 则I减小 内电压U Ir减小 路端电压U增大 当外电路断开时 R变为无限大 I变为零 Ir也变为零 U E 这就是说 开路时的路端电压等于电源的电动势 而这时用电压表去测量时 读数却应该略小于电动势 还有微弱电流通过电源 4 二 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 5 三 电源的功率和效率 电功率 电源的输出功率P出 UI 电源内部消耗的功率Pr I2r 电源的总功率PE EI 电源的输出功率 可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示 而当内外电阻相等时 电源的输出功率最大为 电源的效率 最后一个等号只适用于纯电阻电路 6 06年12月广州市X科统考卷5 5 如图5所示的是甲 乙 丙三个电源的U I图线 甲和丙两图线平行 下列判断正确的是 A 甲电源的电动势比乙大B 乙电源的电动势和内阻都比丙电源大C 甲和丙电源的内阻相等D 甲电源内阻最大 丙电源内阻最小 BC 7 07年上海虹口区教学质量检测三11 11 如图所示电路 R1为变阻器 R2为定值电阻 r为电源内阻 且r R2 若R1上的电功率为P1 R2上的电功率为P2 以下叙述中正确的是 A 要使P1与P2的和最大 必须使R1 r R2 B 要使P1最大 必须使R1 R2 r C 要使P2最大 必须使R2 R1 r D P1 P2 的最大值 由 和r决定 ABD 8 07年1月北京市崇文区期末统一练习6 6 如图所示电路 电源电动势E为6V 内阻r为2 电阻R为8 电动机M线圈电阻RM为2 当开关S闭合时 电阻R消耗的电功率为2W 则电动机输出的机械功率是 A 0 5WB 1 5WC 2WD 3 56W B 解 IR2 P R 1 4 IR 0 5A UR IRR 4V Ur E UR 2V I总 Ur r 1A IM I总 IR 0 5A PM IMUR 2W PMr IM2RM 0 5W P机 PM PMr 1 5W 电动机消耗的总功率 电动机线圈的热功率 电动机输出的机械功率 9 06年12月广州市X科统考卷15 15 13分 如图15所示 电源的电动势E 7 5V 内阻r 1 0 定值电阻R2 12 电动机M的线圈的电阻R 0 50 闭合开关S 电动机转动稳定后 电压表的示数U1 4V 电阻R2消耗的电功率P2 3 0W 求电动机转动稳定后 1 电路的路端电压 2 通过电动机的电流 10 解答 1 路端电压等于R2两端的电压 2 电源的电动势E U2 Ir 由此得干路电流 通过R2的电流 通过电动机的电流I1 I I2 1 5 0 5 A 1 0A 11 07学年南京市期末质量调研16 16 15分 如图所示 电解槽A和电炉B并联后接到电源上 电源内阻r 1 电炉电阻R 19 电解槽电阻 r 0 5 当S1闭合 S2断开时 电炉消耗功率684W S1 S2都闭合时电炉消耗功率475W 电炉电阻可看作不变 试求 1 电源的电动势 2 S1 S2都闭合时 流过电解槽的电流大小 3 S1 S2都闭合时 电解槽中电能转化成化学能的功率 解 1 当S1闭合S2断开时电炉功率为P1 电炉中电流 电源电动势E I R r 120V 12 2 当S1 S2都闭合时电炉功率为P2 电炉中电流 电源路端电压为U IRR 5 19 95V 通过电源的电流为 通过电解槽的电流为 IA I IR 20A 3 电解槽消耗的电功率 PA IAU 20 95 1900W 电解槽内热损耗功率 P热 IA2r 202 0 5 200W 电解槽转化成化学能的功率 P化 PA P热 1700W 13 07届广东惠州市第二次调研考试14 14 辩析改错 如图所示电源电动势E 10V 内阻r 0 5 电动机的电阻R0 1 0 定值电阻R 1 5 电动机正常工作时电压表的示数为3 0V 求电源释放的电功率为多少 电动机消耗的电功率为多少 某同学求解如下 整个回路的电流是 经检查 数值计算无误 该同学求解过程是否有不当之处 若有请予以改正 电动机消耗功率 电源释放的电功率 P EI 10 3 33 33 3W P I2R0 3 332 10 11 1W 14 答 此解法不当 整个回路的电流是 电源释放的电功率 电动机消耗功率 15 江苏省如东高级中学07年2月期末试卷10 10 高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成 如图 超导部件有一个超导临界电流Ic 当通过限流器的电流I Ic时 将造成超导体失超 从超导态 电阻为零 转变为正常态 一个纯电阻 以此来限制电力系统的故障电流 已知超导部件的正常态电阻为R1 3 超导临界电流Ic 1 2A 限流电阻R2 6 小灯泡L上标有 6V 6W 的字样 电源电动势E 8V 内阻r 2 原来电路正常工作 现L突然发生短路 则 A 短路前通过R1的电流为2 3AB 短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C 短路后通过R1的电流为4 3AD 短路后通过R1的电流为2A BC 解见下页 16 解 小灯泡L上额定电流 电阻分别为1A 6 L短路前超导部件的电阻为0 由欧姆定律 L短路前通过R1的电流为I E RL r 1AA错 容易看出 L短路后通过限流器的电流I Ic 超导部件将由超导状态转化为正常态 L短路后超导体失超 R1 3 通过电源的总电流和路端电压为 I总 E R12并 r 2A U E I总r 4V 通过R1的电流为 I1 U R1 4 3AC对D错 17 07届南京市第一次调研测试15 15 如图所示的电路中 电源的电动势E 3 0V 内阻r 1 0 电阻R1 10 R2 10 R3 30 R4 35 电容器的电容C 10 F 电容器原来不带电 求接通电键K并达到稳定这一过程中流过R4的总电量 解 由电阻的串并联公式 得闭合电路的总电阻为 由欧姆定律得 通过电源的电流 I E R 1 3A 电源的端电压 U E Ir 8 3V 电阻R3两端的电压 通过R4的总电量就是电容器的电量 Q CU 2 0 10 5C 18 2007年重庆卷15 15 汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗 如图15图 在打开车灯的情况下 电动机未启动时电流表读数为10A 电动机启动时电流表读数为58A 若电源电动势为12 5V 内阻为0 05 电流表内阻不计 则因电动机启动 车灯的电功率降低了 A 35 8WB 43 2WC 48 2WD 76 8W 解 车灯的电阻R 12 5 10 0 05 1 2 车灯原来的功率P1 I12R 120W 电动机启动后 车灯的电压 U2 E Ir 12 5 58 0 05 9 6V 车灯后来的功率P2 U22 R 76 8W 车灯的电功率降低了P1 P2 43 2W B 19 07届12月江苏省丹阳中学试卷14 14 14分 如图所示的电路中 电源电动势E 6V 内阻r 1 电阻R1 3 R2 6 电容器的电容C 3 6 F 二极管D具有单向导电性 开始时 开关S 闭合 S2断开 1 合上S2 待电路稳定以后 求电容器上电量变化了多少 2 合上S2 待电路稳定以后再断开S1 求断开S1后流过R1的电量是多少 20 解 1 设开关S1闭合 S2断开时 电容两端的电压为U1 干路电流为I1 根据闭合电路欧姆定律有 U1 I1R1 4 5V 合上开关S2后 电容电压为U2 干路电流为I2 根据闭合电路欧姆定律有 21 所以电容器上电量变化了 或电容器上电量减少了 2 合上S2后 电容上电量为Q 断开S1后 R1和R2的电流与阻值成反比 故流过电阻的电量与阻值成反比 故流过电阻R1的电量为 题目 22 2007年上海卷16 16 5分 某同学设计了如图 a 所示电路研究电源输出功率变化情况 电源E电动势 内电阻恒定 R1为滑动变阻器 R2 R3为定值电阻 A V为理想电表 1 若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小 则R1和R2必须满足的关系是 R1 R2 23 2 若R1 6 R2 12 电源内电阻r 6 当滑动片P由a滑至b时 电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图 b 所示 则R3的阻值应该选择 A 2 B 4 C 6 D 8 解 滑动片P由a滑至b的过程中 R1和R2并联电阻R并一直变大 并联电阻R并的最大值为4 即R并 4 由P R图线知 外电路的最大总电阻R R3 R并 6 R3 2 B正确 B 24 07年苏锡常镇四市二模10 10 小张同学将一直流电源的总功率PE 输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标纸上 如右图中的a b c所示 则下列判断正确的是 A 直线a表示电源的总功率B 曲线b表示电源的输出功率C 电源的电动势E 3V 内电阻r 1 D 电源的最大输出功率Pmax 9W AC 解见下页 25 解 电源的总功率PE IE I 所以直线a表示电源的总功率 电源内部的发热功率Pr I2r I2 所以曲线b表示电源内部的发热功率 输出功率 由直线a E P I 9 3 3V 由曲线