闭合电路欧姆定律的应用ppt课件

,恒定电流,新课标高中物理选修31,7,闭合电路的欧姆定律应用,1,闭合电路欧姆定律及能量守恒,1电源提供的功率（电源功率）,2电源的输出功率（外电路得到的功率）,3电源内阻上的热功率,4、供电效率=P出/P总U外/E,5、纯电阻电路,2,例1、分析滑动触头向上滑动时，各电表的示数变化？,主题1、直流电路的动态分析,程序法（逻辑推理法）：,A,V,由部分整体部分。从变化电阻的变化总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律总电流、路端电压的变化，部分电路欧姆定律固定支路上电压、电流的变化，再变化支路上电压、电流的变化，结合分压、分流关系综合判断。,3,直观法：“串反并同”法,电流表与R3串联，则电流表的示数变化与阻值变化相反。电压表与R3并联，则电压表的示数变化与阻值变化相同。,V,A,例2、如图所示是一实验电路图在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是A路端电压变小B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大,4,例3、在如图所示的电路中，滑动变阻器总阻值和另外两个电阻阻值均为R，电源电动势为E，内电阻为R/4，分析滑动变阻器滑片从下向上移动过程中，电压表和电流表示数如何变化？求出最大电压和最小电流表。,当x=R/2时，总电阻最大,解：,所以，R外先后,V,先后,A,先后,Imin=E/R,Umax=3E/4,5,例1、在图示的电路中，电源是用4节电池连成的串联电池组，每节电池的电动势为1.5V,内阻为1，R1=8，R2=8,R3=4.R1、R2、R3上的电流是多少？,R1,R2,R3,E=6.0V，r=4,R外=2,主题2、闭合电路的分析与计算,定电源,定等效电阻,定电流,定电压,研究部分电路,6,例2、如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A；当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势及内阻,s闭合时,R1和R2并联,s断开时,只有R1接入电路,外电阻变大，路端电压变大，总电流变小,7,例3、如图所示电路，变阻器R1的最大值为4，此时它的有效值为2，定值电阻R2=6，电源内阻r=1，当开关S闭合时，电源消耗的总功率为16W，输出功率为12W，这时灯正常发光，求电灯电阻，当开关断开时，要使电灯仍正常发光，R1的滑片应移至什么位置？并求出此时电源的输出功率及电源的效率？,L,R1,R2,E,r,P内=1612=4W=I2r,电源总电流:I=2A,电动势E=P总/I=8V,解：,U内=Ir=2V，U外=EU内=6V,通过R2的电流I2=U外/R2=1A,通过R1的电流I1=II2=1A，电压U1=I1R1=2V,RL=（U外U1）/I1=4,K断开，U灯=4v,RL=R1+r,R1=3,I灯=1A,P总=EI灯=8W,P内=I灯2r=1W,P出=7W,=7/8=87.5%,8,电路计算的一般方法：1、分析电路，画出等效电路。（基础）2、计算等效电阻。（关键）3、计算总电流、路端电压。（主线）4、结合部分电路欧姆定律、串联、并联规律分步计算。（分压、分流灵活运用）5、部分全部部分，外内外，分压分流，RIU.,9,P,R,r,E2/4r,o,R1,R2,讨论输出功率随外电阻的变化，一定要确定外电阻与内电阻的关系。,P,主题3、讨论电源的输出功率（纯电阻电路）,10,例1、如图所示电路，已知电源电动势E=3v，内电阻r=1，R1=2，滑动变阻器的阻值可连续调节，求:当R多大时，R消耗的功率最大？当R多大时，R1消耗的功率最大？,R1,R,解：当R=R1+r=3时，R消耗功率最大,内外电路转化,当R=0时，通过R1的电流最大，R1消耗的功率最大,要注意区分求可变电阻的最大功率和定值电阻的最大功率。只有定值电阻才可以归入内电路，当作内电阻，直接用最大输出功率的条件讨论。,讨论当滑动变阻器滑片从左向右移动过程中，电源的输出功率如何变化？,若r=3呢?,11,U,I,o,（U，I）,电源的输出功率,R外=r时，U=E/2.电源的输出功率最大。但电源的效率为50%。,U,I,E,I,U,电源内部消耗功率,思考：可不可以从图像面积变化中讨论输出功率、总功率、电源内部消耗功率、电源效率之间的关系？,12,例1、如图所示，电路中E10V，R14，R26，C30F.电池内阻可忽略(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流(2)然后将开关S断开，求这以后通过R1的总电量,主题4：含有电容电路的分析,分析要点：电容器处于稳定状态时，电容器相当于断路，与之串联的电阻不降压；电容器两极的电压等于与之并联电路两端的电压,开关打开后,13,R1,R2,R3,C1,C2,例2、如图所示，电源有不可忽略的内阻，R1、R2、R3为三个可变电阻，分析当R1或者R2变化时，电容器C1、C2所带电荷量的变化。,R1,R总,U外,Q1,I,U2,Q2,R2,R总,U外,Q1,I,U1,U2,Q2,14,主题5、电源的伏安特性线,U,I,O,E,I/A,U/V,12345,1.51.41.31.21.1,U/V,I/A,15,R0,R,v2,v1,A,U,I,O,两条图线反应了两个欧姆定律，图线交点的意义是：此时外电压、总电流就是R两端的电压和通过的它的电流。,例1,16,例2.(06上海）在如图所示电路中，闭合电键S，当滑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，电表示数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）U1/I不变，U1/I不变（B）U2/I变大，U2/I变大（C）U2/I变大，U2/I不变（D）U3/I变大，U3/I不变,RU3IU2U1,R1=U1/I,r=U3/I,u,u,I,I,U3=U2+U1,U1U2U3=U2+U1,ACD,I=U/RU=EIr,17,end,18,例3、在图示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，在其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压随电流I的变化图线如图，其中图线上的A、B两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的，求电源的电动势和内电阻。定值电阻R2的阻值。滑动变阻器R3的最大值。上述过程中R1得到的最大功率及电源的最大输出功率。,R3,R2,R1,u/v,I/A,4,8,12,16,00.20.40.60.8,A,B,滑键在最左端,滑键在最右端,当R外=r时,19,练习、1、如图所示的电路中，R1=R2=4欧姆，R3=2欧姆，电源电动势E=30伏，内阻r=2欧姆，电容器C=2微法，其板间距离d=1厘米，板间有一质量m=0.1克，带电量q=106库的带正电液滴若g=10米/秒2，下面说法正确的是,A当K1断开，K2闭合时，液滴保持静止B当K2断开，K1闭合时，液滴保持静止C当K1断开，K2闭合时，液滴有10米/秒2向上的加速度D当K2断开，K1闭合时，液滴有10米/秒2向上的加速度,a,b,c,d,b,a,c,d,R1,R2,R3,K2,K1,20,2、C=2.7微法，电阻R1=6欧，R2=2欧问当电键K断开时，M点电势M为多少伏？当K接通时，待电路稳定以后，每秒钟有多少库电荷通过R1？从K断开到接通，有多少库的电荷通过R2？,解：k断开时，M=9V,K接通时，I=E/（R1+r)=1A,q1=It=1C,Q2=EC=2.7105C,Q2=9.0106C,21,ARD,3、电源内电阻r=1,电炉电阻R=19，电解槽电阻r=0.5当开关断开时，电炉消耗的功率684W，当开关闭合时，电炉消耗的功率为475W，求开关闭合时电解槽中电能转化为化学能的功率。,分析：当K断开时，P1=E2R/(R+r)2,K闭合时，P2=UAD2/RE=UAD+Ir,通过电炉的电流I1=UAD/R,通过电解槽的电流I2=II1,电解槽获得的热功率P电=I2UAD,电解槽的热功率P热=I22r,E=120V,P化=P电P热,22,F,E=250V,R1=1,R2=1,r=3,电热器组50只，每个额定电压200v，额定功率1000w,当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？当接通几只电热器时，发电机输出功率最大？当接通几只时，电热器组加热物体最快？接通几只电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大？当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大？,R=40,4、,23,u,I,u,I,o,o,R1,R2,讨论：若两个电阻，分别接到相同的电池上，R1R2，比较电流、电压。,R2,R1,I2,I1,U2,U1,若同一电阻接在两个电源上时,R1,R1,E1、r1,E2、r2,E1=E2，r1r2,1,2,比较两个电路的电流和路端电压大小？,24,12,U/v,R/,五、路端电压随负载外电阻的变化情况,6,0,2,13、如图，将总电阻R0=22的滑动变阻器与电源相连，已知该电源的路端电压随外电阻变化图线如图，电源正常工作时允许通过的最大电流为2A，求：电源电动势和内电阻。接到滑动变阻器A、B间的负载电阻阻值R的许可范围。,R0,R,E=12V，r=2,电源允许通过的最大电流为2A，则内电压为4V，外电压为8V。,R外=4,R4.9,25,例3、一电路如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2,电阻R1=12，