江苏省高考物理大一轮复习第八章恒定电流2闭合电路欧姆定律焦耳定律课件.ppt

第八章恒定电流 第2讲闭合电路欧姆定律焦耳定律 1 理解闭合电路欧姆定律的内容 并能进行电路动态分析及电路的相关计算 2 能利用U I图象进行分析并计算 3 能计算纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功 电功率 1 闭合电路的组成 1 内电路 电源内部的电路 其电阻称为 内阻所降落的电压称为内电压 2 外电路 电源外部的电路 其两端电压称为 或 3 内 外电压的关系 E U外 U内 内阻 外电压 路端电压 正比 反比 3 路端电压与外电阻的关系 1 负载R增大 I减小 U内 U外 外电路断路时 R I 0 U外 E 2 负载R减小 I增大 U内 U外 外电路短路时 R 0 I U内 E 减小 增大 增大 减小 4 U I关系图 由U E Ir可知 路端电压随着电路中电流的增大而 U I关系图线如图所示 减小 1 当电路断路即I 0时 纵坐标的截距为 2 当外电路电压为U 0时 横坐标的截距为 3 图线斜率的绝对值为电源的 5 焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 跟导体的电阻及通电时间成 公式为Q 电动势E 短路电流Im 内阻r 正比 正比 I2Rt 直流电路的动态分析 2 判定总电阻变化情况的规律 当外电路的任何一个电阻增大 或减小 时 电路的总电阻一定增大 或减小 若开关的通 断使串联的用电器增多 电路的总电阻增大 若开关的通 断使并联的支路增多 电路的总电阻减小 2 直观法任一电阻阻值增大 必引起通过该电阻的电流的减小和该电阻两端电压的增大 3 并同串反 规律所谓 并同 即某一电阻增大时 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 反之则减小 所谓 串反 即某一电阻增大时 与它串联或间接串联的电阻中的电流 两端的电压 电功率都将减小 反之则增大 即 U串 I串 P串 R U并 I并 P并 4 极限法即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论 典题演示1 多选 2016 泰州一模 如图所示电路 已知电源电动势为E 内阻为r R0为固定电阻 当滑动变阻器R的触头向下移动时 下列说法中错误的是 A 灯泡L一定变亮B 电压表的示数变小C 电流表的示数变小D R0消耗的功率变小 B 解析 滑片下移时 滑动变阻器接入电路中的电阻变大 总电阻变大 总电流变小 内电压变小 路端电压变大 灯泡变亮 A项正确 B项错误 流过灯泡的电流变大 总电流变小 则流过R0的电流变小 C D选项正确 ACD 电路中的有关功率及效率 特别提醒 1 当电源的输出功率最大时 效率并不是最大 只有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 BC 电路故障一般是短路或断路 常见的情况有 导线断芯 灯泡断丝 灯座短路 变阻器内部断路 接触不良等现象 检查故障的基本方法有两种 电路故障的分析方法 1 电压表检测方法 如果电压表示数为0 说明电压表上无电流通过 则可能在并联路段之外有断路 或并联路段内有短路 如果电压表有示数 说明电压表上有电流通过 则在并联路段之外无断路 或并联路段内无短路 2 用多用电表的欧姆挡检测要对检测的电路切断电源 逐一使元件脱离原电路 或对某段电路检测 后测量是通路还是断路 便可找到故障所在 典题演示4 2015 湖北八校联考 在如图所示的电路中 开关S闭合后 由于电阻元件发生短路或断路故障 某时刻电压表和电流表的读数都增大 则可能出现了下列哪种故障 A R1短路B R2短路C R3短路D R1断路 A 解析 若电路正常 则电流表测量流过R1的支路电流 电压表测量R3两端的电压 若R1短路 则R2被短路 外电路只有电阻R3接在电源两端 电流表测量干路电流 电压表测量路端电压 两表示数均增大 A正确 若R2短路 则R1被短路 电流表示数为零 B错误 若R3短路 则电压表示数为零 C错误 若R1断路 则电流表示数为零 D错误 对电路中电功 电热 电功率的理解 2 非纯电阻电路 如含有电动机 电解槽等的电路 电流做功除将电能转化为内能外 还转化为机械能 化学能等 此时有W Q 电功只能用公式W UIt来计算 电热只能用公式Q I2Rt来进行计算 对于非纯电阻电路 欧姆定律不再适用 典题演示5 多选 2014 南师附中 如图所示 电源电动势均为E 12V 内阻均为r 3 R0 1 直流电动机内阻R0 1 当调节滑动变阻器使R1 2 时 图甲电路输出功率最大 调节R2使图乙电路输出功率最大 且此时电动机刚好正常工作 额定功率为6W 则此时R2的阻值和电动机的热功率P为 A R2 2 B R2 1 5 C P 6WD P 4W 甲 乙 BD 微模型8电容器模型解决含电容器的直流电路问题的一般方法 1 不分析电容器的充 放电过程时 把电容器处的电路视为断路 简化电路时可以去掉 求电荷量时再在相应位置补上 2 电路稳定后 与电容器串联的电路中没有电流 同支路的电阻相当于导线 即电阻不起降压的作用 但电容器两端可能出现电势差 3 电路中电流 电压的变化可能会引起电容器的充 放电 若电容器两端电压升高 电容器将充电 若电压降低 电容器将通过与它连接的电路放电 4 如果电容器与电源并联 且电路中有电流通过 则电容器两端的电压不是电源电动势E 而是路端电压U 5 如果变化前后极板带电的电性相同 那么通过每根引线的电荷量等于始 末状态电容器带电荷量之差 如果变化前后极板带电的电性改变 那么通过每根引线的电荷量等于始 末状态电容器带电荷量之和 典题演示如图所示的电路中 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S1闭合 S2断开 1 合上S2 待电路稳定以后 求电容器上电荷量变化了多少 答案 减少1 8 10 6C 2 合上S2 待电路稳定以后再断开S1 求断开S1后流过R1的电荷量是多少 答案 9 6 10 6C 思维轨迹 2 合上S2后 电容器上电荷量为Q CU2 1 44 10 5C 断开S1后 R1和R2的电流与阻值成反比 故流过电阻的电荷量与阻值成反比 流过电阻R1的电荷量为Q1 Q 9 6 10 6C C 甲 乙 1 2016 南通 泰州 扬州 淮安二模 如图所示电路中 R为某种半导体气敏元件 其阻值随周围环境一氧化碳气体浓度的增大而减小 当一氧化碳气体浓度增大时 下列说法中正确的是 A 电压表V示数增大B 电流表A示数减小C 电路的总功率减小D 变阻器R1的取值越大 电表示数变化越明显 D 解析 当一氧化碳气体浓度增大时 R的阻值减小 外电路总阻值减小 干路电流I增大 则内电压增大 外电压减小 即电压表的示数减小 A项错误 流过R1的电流IR1减小 干路电流I IR1 IR 则流过R的电流增大 即电流表的示数增大 B项错误 电路的总功率P EI I增大 则P增大 C项错误 当变阻器R1的取值越大时 R与R1并联的阻值越接近R的阻值 则电表示数变化越明显 D项正确 2 某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系中 如图中的a b c所示 下列说法中错误的是 A 直线a表示电源的总功率B 曲线c表示电源的输出功率C 电源的电动势E 3V 内阻r 1 D 电源的最大输出功率Pm 9W D 3 2016 南通一模 如图所示的电路中 E为电池 R1 R2为可变电阻 R为定值电阻 C为平行板电容器 闭合开关S后 能使电容器带电荷量增加的方法是 A 增大R1的阻值B 增大电容器两极板间的距离C 减小R2的阻值D 将电容器的两极板错开些 C 解析 电容器与R1串联 改变R1的阻值对电容器两端电压无影响 A项错误 增大电容器两极板的距离和将电容器的两极板错开些 电容C减小 电压不变 带电荷量减小 B D选项错误 减小R2可以增大R两端电压 C项正确 4 多选 2016 江苏卷 如图所示的电路中 电源电动势为12V 内阻为2 四个电阻的阻值已在图中标出 闭合开关S 下列说法中正确的有 A 路端电压为10VB 电源的总功率为10WC a b间电压的大小为5VD a b间用导线连接后 电路的总电流为1A AC 5 多选 2015 苏州一模 在如图 a 所示的电路中 R1为定值电阻 R2为滑动变阻器 电表均为理想电表 闭合开关S 将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端 两个电压表读数随电流表读数变化的图线如图 b 所示 则 BCD 图 a 图 b A 电源内阻的阻值为10 B 电源的最大输出功率为1 8WC 滑动变阻器R2的最大功率为0 9WD 图线