高中物理 第2章 恒定电流 7 闭合电路的欧姆定律课件 新人教版选修31.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 1 恒定电流 第二章 7闭合电路的欧姆定律 第二章 如图是闭合电路中电势升降的一个比喻 图中儿童滑梯两端的高度差相当于内 外电阻两端的电势差 电源就象升降机 升降机举起的高度相当于电源的电动势 根据此比喻请探究一下 闭合电路中电流与电动势 电阻有什么关系 闭合电路的欧姆定律 1 闭合电路组成 1 外电路 电源 部由用电器和导线组成的电路 在外电路中 沿电流方向电势 2 内电路 电源 部的电路 在内电路中 沿电流方向电势 外 降低 内 升高 2 闭合电路中的能量转化如图所示 电路中电流为i 在时间t内 等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和 即eit 非静电力做功 i2rt i2rt 3 闭合电路欧姆定律 1 概念 闭合电路中的电流与 成正比 与内 外电路中的 成反比 2 表达式 i 公式中 r表示外电路的总电阻 e表示电源的电动势 r是电源内阻 3 适用范围 电路 电源的电动势 电阻之和 纯电阻 路端电压与负载的关系 1 路端电压与电流的关系 1 公式 u 2 图象 u i 如图所示是一条倾斜的直线 该直线与纵轴交点的纵坐标表示 斜率的绝对值表示电源的 e ir 电动势 内阻 增大 e 减小 0 一 对闭合电路的欧姆定律的理解1 闭合电路的欧姆定律的表达形式 手电筒中的电池用久了 小灯泡发光明显变暗 但拆下电池 用电压表测量电池的电动势 发现电动势没有减小太多 这是怎么回事 答案 电池用久了 电动势并没明显减小 但内阻却明显变大 根据u e ir可知路端电压明显变小 导致灯泡明显变暗 串反 指某一电阻增大时 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 某一电阻减小时 与它串联或间接串联的电阻中的电流 两端电压 电功率都将增大 3 特殊值法与极限法 指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论 一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论 特别提醒 1 在闭合电路中 任何一个电阻的增大 或减小 都将引起电路总电阻的增大 或减小 该电阻两端的电压一定会增大 或减小 2 理想电压表可认为是断路 理想电流表可认为是短路 如图是一火警报警电路的示意图 其中r3为用某种材料制成的传感器 这种材料的电阻率随温度的升高而增大 值班室的显示器为电路中的电流表 电源两极之间接一报警器 当传感器r3所在处出现火情时 显示器的电流i 报警器两端的电压u的变化情况是 a i变大 u变大b i变小 u变小c i变大 u变小d i变小 u变大答案 a 特别提醒 1 当电源输出功率最大时 机械效率 50 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 重庆市主城区2014 2015学年高二上学期六校期末联考 如图所示 闭合开关s后 a灯与b灯均发光 当滑动变阻器的滑片p向右滑动时 以下说法中正确的是 a a灯变亮b b灯变亮c 电源的输出功率减小d 电源的总功率减小答案 b 解析 当滑动变阻器的滑片p向右滑动时 r减小 总电阻减小 则总电流增大 所以b灯变亮 根据串联电路分压规律知 a灯的电压减小 则知a灯变暗 故a错误 b正确 由于内外电阻的关系未知 所以当r减小时 不能判断电源输出功率的变化 故c错误 当电流增大 由p ei知 电源的总功率增大 故d错误 闭合电路欧姆定律的应用 1 发生故障是短路还是断路 发生在何处 2 发生故障前 滑动变阻器接入电路的阻值为多少 3 电源电动势和内电阻分别为多大 解析 1 电路发生故障后 电流表示数变大路端电压u u2 i2r2也增大 因此一定是外电路电阻增大所致 一定是外电路某处发生断路故障 由于电流表有示数 r2不可能断路 电压表有示数则变阻器不可能断路 据题意可知只可能灯l发生断路 3 根据闭合电路欧姆定律 e u ir故障前 e 9 0 45 0 25 r 故障后 e 10 0 5r 解得 r 5 e 12 5v答案 1 故障为断路 只可能灯l发生断路 2 发生故障前 滑动变阻器接入电路的阻值为20 3 电源的电动势为12 5v 内电阻为5 如图所示为汽车蓄电池与车灯 电阻不变 启动电动机组成的电路 蓄电池内阻为0 05 电流表和电压表均为理想电表 只接通s1时 电流表示数为10a 电压表示数为12v 再接通s2 启动电动机工作时 电流表示数变为8a 则此时通过启动电动机的电流是 a 2ab 8ac 50ad 58a答案 c 吉林一中2013 2014学年高二期末 如图所示电路 当r2的滑动片向右移动时 各表的变化情况是 闭合电路的动态分析问题 a a1 a2读数均变大 v1 v2读数均变小b a1读数变大 a2读数变小 v1读数变大 v2读数变小c a1读数变大 a2读数变小 v1读数变小 v2读数变大d a1 a2读数均变小 v1 v2读数均变大解析 方法 程序法 当r2的滑动片向右移动时 变阻器有效电阻减小 则总电阻减小 总电流增大 故a1读数变大 v2测r3两端电压 因为电流增大 所以r3两端电压也增大 即v2读数变大 电流增大 会使内电压增大 所以路端电压减小 即v1读数变小 路端电压减小 而v2增大 则r1和r2的并联电压减小 故通过r1的电流减小 即a2读数变小 所以选项c正确 方法 结论法 并同 变阻器r2减小 与r2有并联关系的v1 a2示数变小 串反 变阻器r2减小 与r2有串联关系的v2 a1示数变大 所以选项c正确 答案 c 上海理工大学附中2014 2015学年高二下学期开学检测 如图所示的电路中 灯泡a和b原来都是正常发光的 现在突然灯泡a比原来变暗了些 灯泡b比原来变亮了些 则电路中出现的故障可能是 a r3断路b r1短路c r2断路d r1 r2同时短路答案 c 解析 若r3断路 外电阻增大 路端电压u增大 a b两灯均变亮 不符合题意 故a错误 若r1短路 外电阻减小 路端电压u减小 干路电流i增大 r3电流i3减小 则通过a的电流ia i i3增大 ua增大 a灯变亮 不符合题意 故b错误 r2断路 外电阻增大 路端电压u增大 干路电流i减小 r3电流i3增大 则通过a的电流ia i i3减小 a灯变暗 b灯电压ub u ia ra r1 增大 b灯变亮 符合题意 故c正确 r2短路 b灯不亮 不符合题意 故d错误 在如图所示的电路中 已知电源电动势e 3v 内电阻r 1 电阻r1 2 滑动变阻器r的阻值可连续增大 问 闭合电路中的功率问题 点拨 求解本题应把握以下三点 1 定值电阻消耗功率最大时通过的电流最大 2 求可变电阻消耗的功率时可将其他电阻等效为电源内阻 3 结合p出与外电阻间的函数关系分析 求解 答案 1 0 75w 2 2w 3 2w点评 在解答最大功率问题时 理解好功率最大的条件是关键 若求解部分电阻不变时 只要满足电流最大则功率就最大 若求解部分电阻改变时 需要计算出功率的表达形式 利用数学知识求极值 合肥一中2013 2014学年高二上学期检测 如图所示 直线a是电源的路端电压和电流的关系图线 直线b c分别是电阻r1 r2的两端电压与电流的关系图线 若将这两个电阻分别接到该电源上 则 a r1接在电源上时 电源的效率高b r2接在电源上时 电源的效率高c r1接在电源上时 电源的输出功率大d 电源的输出功率一样大答案 a 如图所示 e 10v r 1 r1 r3 5 r2 4 c 100 f 当s断开时 电容器中带电粒子恰好处于静止状态 求 1 s闭合后 带电粒子加速度的大小和方向 2 s闭合后流过r3的总电荷量 含电容电路的分析与计算 点评 电路稳定时r3中没有电流 只有电容器充电 或放电 时r3中才有变化的电流通过 故不能用q i t求电量 只能通过电容器极板上的电量变化来求解 但要注意分析极板上电性是否改变 若不变 用两个状态的电量求差 若变化了 用两个状态的电量求和 沈阳市铁路中学2014 2015学年高二上学期检测 在下图电路中k1 k2 k3 k4均闭合 g是极板水平放置的平行板电容器 板间悬浮着一油滴p 断开哪一个开关后p会向下运动 a k1b k2c k3d k4答案 c 解析 油滴受重力g与电场力f平衡 断开k1或k4 电容器带电量不变 油滴不动 断开k3 电容器通过回路放电 油滴向下运动 断开k2 电容器充电 油滴向上运动 故应选c 易错点 对电路动态变化分析不清导致错误案例 闭合电路的电源电动势为e 内阻为r 如图所示 闭合电键s 当滑动变阻器的滑片p从右端滑到左端时 下列说法中正确的是 a 小灯泡l1 l3变亮 l2变暗b 小灯泡l3变暗 l1 l2变亮c 电压表v1示数变化量较小d 电压表v2示数变化量较小 易错分析 本题易错选项及错误原因分析如下