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

第二章 恒定电流 7闭合电路的欧姆定律 如图是闭合电路中电势升降的一个比喻 图中小男孩就像电路中的正电荷一样 是升降机的作用实现了他的持续运动 两端的高度差相当于内 外电阻两端的电势差 电源就像升降机 升降机升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 知识自主梳理 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 闭合电路的欧姆定律 知识点1 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 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 知识点2 路端电压与负载的关系 e ir 电动势 内阻 2 路端电压随外电阻的变化规律 1 外电阻r增大时 电流i减小 外电压u 当r增大到无限大 断路 时 i 0 u 增大 e 减小 0 重点难点突破 1 闭合电路的欧姆定律的表达形式 一 对闭合电路的欧姆定律的理解 2 对一定电源 电流 路端电压 内电压随外电路电阻的改变而改变 变化情况如下 表示增加 表示减少 解析 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 二 闭合电路的动态分析方法 2 结论法 并同串反 并同 指某一电阻增大时 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 某一电阻减小时 与它并联或间接并联的电阻中的电流 两端电压 电功率都将减小 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 解析 当电路中接入较多的用电器时 由于这些用电器是并联的 其总电阻会变小 干路中的电流就会很大 干路上就会有较大的电压降 造成用户用电器两端的电压变低 所以灯泡亮度也就变暗了 三 全电路的功率问题 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 答案 82 考点题型设计 题型1闭合电路欧姆定律的应用 答案 2v0 5 点评 根据电路结构 结合电表示数 列闭合电路欧姆定律方程求解 d 题型2闭合电路的动态分析问题 c 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 点评 用 结论法 解题显然快捷 但一定要理清各用电器的串 并联关系 b 解析 当电键s闭合时 灯泡c d并联电阻减小 外电路总电阻r减小 根据闭合电路欧姆定律可知 总电流i增大 灯泡a的电压ua e ir减小 灯泡a变暗 灯泡b的电流ib i ia增大 灯泡b变亮 c灯的电压uc ua ub ua减小 ub增大 则uc减小 灯泡c变暗 故选b 题型3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 cd 题型4含电容电路的分析与计算 答案 1 10m s2 竖直向上 2 4 10 4c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 acd 解析 断开k1 电容器两板间的电压不变 场强不变 油滴所受的电场力不变 油滴仍处于平衡状态 故p悬浮不动 故a正确 断开k2 电容器两板间的电压增大 稳定时 其电压等于电源的电动势 板间场强增大 油滴所受的电场力增大 油滴将向上运动 故b错误