闭合电路欧姆定律

第二节电动势闭合电路欧姆定律 一定有静电场力之外的力作用在正电荷上 使正电荷从负极到正极移动 电源中 把正电荷从负极搬运到正极的过程中 静电场力是阻力 非静电力 一 电动势E 1 物理意义 反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量 3 大小 等于电源没有接入电路时两极间的电压 在闭合电路中等于内外电路电势降落之和 1 电动势由电源本身决定 与外电路无关 注 2 E是标量 但有方向 电源内部从负极到正极 3 电动势不是电压 4 电动势E与电压U的比较 物理意义 定义式 单位 量度式 电动势E 电压UAB 表示电源内部非静电力做功 将其它形式能转化为电能的本领的物理量 表示电场通过电场力做功 将电能转化为其它形式能的物理量 V 伏特 1V 1J CV 通路 断路 二 闭合电路欧姆定律 定律内容 数学表达式 其它表达形式 功率分配 适用条件 闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比 跟内 外电路的电阻之和成反比 金属导电和电解液导电 内 外电路的关系 I相同 注 一般 E r不变 R外为自变量 I干 U端 U内为因变量 1 电流与外电路电阻 七 电源的工作特性 2 路端电压与外电路电阻 3 电源的路端电压与输出电流 I 斜率 U轴截距 图线与两轴所围面积表示功率 I轴截距为 4 电源的输出功率与外电路电阻 当断路时 当短路时 当R外 R内时 5 电源的几种功率与输出电流 6 电源效率与外电阻 当R增加时 增大 例 如图所示 直线A为电源的U I图线 直线B为电阻R的U I图线 用该电源和电阻组成闭合电路时 电源的输出功率和电路的总功率分别是 A 4W 8WB 2W 4WC 4W 6WD 2W 3W C C 分析 1 将R1视作电源的一部分 则当R R1 r时 R上有最大消耗功率 3 0 75W 2 对固定电阻R1来说 电流最大时有最大消耗功率 即R 0时 R1上有最大消耗功率 02W 3 2 4 1 电路分析 关键 判断C两端的电压情况 一 有关含容电路分析 1 电路稳定后 电容器上无电流通过 电容器两端电压等于该支路两端的电压 2 当电容器和电阻并联接入电路时 电容器两端电压与并联电阻两端的电压相等 题型 1 电容器的充放电 2 电容器间存在匀强电场 C 例 如图所示 已知E 10V 内阻不计 R1 3 R2 3 R3 5 R4 10 C 4 F 开始时电键S断开 1 闭合S时 流过R4的电流方向 2 闭合S后 流过R4的电量 例 如图所示是一测速计原理图 滑动触头P与某运动的物体相连 当P匀速滑动时 灵敏电流计中有一定的电流通过 从灵敏电流计示数可得运动物体的速度 已知电源的电动势E 4V 内阻r 10 AB为粗细均匀的电阻丝 阻值R 30 长度L 30cm 电容器的电容C 50 F 测得灵敏电流计的示数为IC 0 05mA 方向由N流向M 试求运动物体的速度大小和方向 二 电路变化 动态分析和极值问题 1 抓住不变量 E r及R定电阻变化原因 电键的启闭 滑片的移动 2 思路 部分 整体 部分原则 先不变再变 3 方法 程序法 极限法 特殊值法 基本电路 例 当k由闭 开时 各灯亮度怎样变 注 灯的亮度由功率决定 例 如图所示 电源电动势E 内阻为r 所有电表都为理想电表 判断各表变化情况 例 如图所示 当R1的触头向右移动时 电压表V1和电压表V2的示数的变化为 U1和 U2 均取绝对值 则 U1和 U2的大小关系A U1 U2B U1 U2C U1 U2D 条件不足 无法判断 U1和 U2的大小关系 例 如图所示 闭合电键S 当滑地动变阻器的滑动触头P向下滑动时 四个理想电表的示数都发生变化 电表的示数分别用I U1 U2和U3表示 电表示变化量的大小分别用 I U1 U2和 U3表示 下列比值正确的是A B C D 三 电路故障分析 分析方法 仪表检测法 电压表或欧姆表 U 0 则与电压表并联路段之外断路 或并联路段内短路 U 0 则与电压表并联路段之外无断路将电路分为若干部分 用欧姆表测各部分电阻 电阻为无穷大 则该处断路 电阻为零 则该处短路 假设法 故障情况 短路 断路 测试点电压示数 a b有示数 c b有示数 c d无示数 d f有示数 表1 例1 如图所示是某同学连接的实验实物图 A B灯都不亮 他采用下列两种方法进行故障检查 应用多用电表的直流电压进行检查 该同学测试结果如表1所示 根据测试结果 可以判定故障是 A 灯A短路B 灯B短路 C c d段断路D d f段断路 AD D 例2 如图14 15 5所示的电路中 闭合开关S 灯L1 L2正常发光 由于电路出现故障 突然发现L1变亮 灯L2变暗 电流表读数变小 根据分析 发生的故障可能是 A R1断路B R2断路C R3短路D R4短路 析 当R1断路时 R总增加 电路I总减小 L1灯两端电压增加 L1变亮 L2变暗 A 例5 如图所示的电路 R1 R2为两个阻值很小的电阻 电路总电流恒为I 若电流表A与R2串联时 其读数为0 4I 则电流表A与R1串联时 A 电流表A读数为0 6I B 电流表A读数小于0 6I C R2中电流为0 4I D R2中电流大于0 4I 例6 如图所示电路中已知I 3A I1 2A R1 10 R2 5 R3 30 则通过电流表的电流方向及大小分别 A 电流方向向左 B 电流方向向右 C 电流大小为0 5A D 电流大小为1 5A AD BC 来自质子源的质子 初速度为零 经一加速电压为800kV的直线加速器加速 形成电流强度为1mA的细柱形质子流 已知质子电荷e 1 60 10 19C 这束质子流每秒打到靶上的