闭合电路欧姆定律

1、一、电源一、电源 1电源：电源是把其他形式的能转化为电能的装置在电源内部是其他形式的能转化为电能，在电源外电路，电场力做功，电能转化为其他形式的能例如，干电池在电池内部是化学能转化为电能 电源的作用：将正电荷经电源内部从负极移送到正极，维持两极间的电压完成这一过程的力是非静电力，它要克服电源内部的静电力(电场力)做功 2电动势E (1)概念：是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，其大小由电源本身的特性决定同种电源两极间电动势相同，不同种电源两极间电动势不同单位是伏特(V) (2)电动势数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压(电源的开路电压)；或者等于外电压与内电压之和，EU1U2.

2、如图731所示 (3)从能量角度理解：电动势在数值上等于电路中移动单位电荷时，电源提供的电能二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律 1外电路和内电路：闭合电路由两部分组成，一部分是电源外部的电路，叫外电路；另一部分是电源内部的电路叫内电路. 2内容：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() () .+(3)ErRIUEUUIEIRIr IRUEIrEUIr UIER r外内 研究闭合电路，主要物理量有 、 、 、 、 ，前两个是常量，后三个是变量 对外电路是纯电阻或非纯电阻的闭合电路都适用表达式及变式或 、 间关系，只适用于外电路是纯电阻的闭合电路 或 、

3、间关系，对外电路是纯电阻或非纯电阻的闭合电路都适用： () 4() 732. + 1RRUURRIUrE 、 间关系，只适用于外电路是纯电阻的闭合电路对一定电源，电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，如图路端电压随外电阻变化的情况： 路端电压 也叫外电 压，反之亦然 2000. 3733ErRIEURIUUIUR 端端两个特例：外电路断路： ， ， 外电路短路： ， ，图象的物理意义：闭合电路中的 和 图象如图所示，其物理意义：.()ERIrEIR短 在纵轴上的截距表示电源的 对应外电路开路， 无穷大， 为零，用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势 有微弱电流 在横轴上的截距表示电

4、源的短路电流对应外电路短路， 为零一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏注意：若纵坐标上的取值不从零开始取，则该截距不表示短路电流 图象斜率的绝对值表示电源的内阻 图线与坐标轴所围的面积表电动势示功率 222222m 444 5 1()73+44+EPPPRrPE RRrEErrR rR rIrEEIU出功率： 电源的功率 电源的总功率 电源的输出功率 电源的输出功率 ，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而 时，电源的输出功率最大电源的功率为，和效率 2()50%.+EPUrRrRPER电源的效率： 最后一个等号只适用于纯电阻电路 输出功率最大时， ， 6闭合电路的UI图象 如图735

5、中a为电源的UI图象；b为外电阻的UI图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示电源内阻大小；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大(可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半) 1电路的动态分析电路的动态分析 例例1：如图737所示电路中，当变阻器的滑动触头P向下端移动时() A电压表示数变大，电流表示数变小 B电压表示数变小，电流表示数变大 C电压表示数变大，电流表示数变大 D电压表示数变小，电流表示数变小答案：A 方法点拨：(1)从

6、“电阻的变化”出发，分析路径是：从局部到整体，最后又回到局部 (2)串联抓住电流，向下发展；并联抓住电压，向旁边发展 (3)分析变化的要抓住“不变的”进行过渡 变式题变式题 在某控制电路中，需要连成如图7所示的电路，主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2是红绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，下列说法中正确的是( )AL1、L2两个指示灯都变亮BL1、L2两个指示灯都变暗CL1变亮，L2变暗DL1变暗，L2变亮答案：B 2闭合电路中的能量转化关系闭合电路中的能量转化关系 例例2：如图739所示电路，已知E6V，

7、r4，R12，R2的变化范围是010.求： (1)电源的最大输出功率； (2)R1上消耗的最大功率； (3)R2上消耗的最大功率 2max2max11221212max212 2.25W4()2W+() 1.4W+ 0 +1 3 2EPrEPRr REPRr RrRRRRrRRR解析： 当 时，电源的输出功率最大 时， 上消耗的功率最大 时，上消耗的功率最大 方法点拨：(1)当R1R2r时，输出功率最大 (2)R1是固定电阻，注意不要照搬上述方法 (3)R2是可变电阻，可把R1r看成内阻，当R2R1r时，R2功率最大 变式训练变式训练2： 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的

8、距离d40cm.电源电动势E24V，内电阻r1，电阻R15.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v04m/s竖直向上射入板间若小球带电量为q1102C，质量为m2102kg，不考虑空气阻力那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？(取g10m/s2) 201mv08V 1A2+1ABABABEUAUmgdqUUUIIR r滑滑小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到 板时速度为零设两板间电压为由动能定理得 所以滑动变阻器两端电压 设通过滑动变阻器电流为 ，由欧姆定律得 解析： 2 8 ()23W 2 PUIIRRR出滑滑滑滑动

9、变阻器接入电路的电阻 电源的输出功率 答案:AD答案:CD 3电路的分析和计算电路的分析和计算 例例3：(2009上海上海)如图7311所示电路中，R112，R26，滑动变阻器R3上标有“20，2A”字样，理想电压表的量程有03V和015V两挡，理想电流表的量程有00.6A和03A两挡闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为_A，该电源的电动势为_V.答案:0.15 , 7.5 变式训练变式训练3：在图7312甲所示电路中，R1、R2均为定

10、值电阻，且R1100，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随电流I的变化图线如图7312乙其中图线上的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：(1)电源的电动势和内电阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器R3的最大值 33122220V20 160.240.8 1 .450.82BBEUIrABErErRRRRBBEURIRrUI由闭合电路欧姆定律得： 将图象中 、 两点的电压和电流代入得：， 解得当的滑键滑到最右端时，、均被短路，此时外电路电阻等于，且对应于图线上点，故由 点的 、 值可求出的阻值为： 解析：， 331

11、22220V20 160.240.8 1 .450.82BBEUIrABErErRRRRBBEURIRrUI由闭合电路欧姆定律得： 将图象中 、 两点的电压和电流代入得：， 解得当的滑键滑到最右端时，、均被短路，此时外电路电阻等于，且对应于图线上点，故由 点的 、 值可求出的阻值为： 解析：，0 2 . 3 030AARRARRRRRUIRRR滑动变阻器的滑键置于最左端时，阻值最大设此时外电路总电阻为 ，由图象中 点坐标求出： 又 ，代入数值解得滑动变阻器的最大阻值 4常见的电路故障问题常见的电路故障问题 根据观察现象，分析推断故障 例例4：如图所示的电路中，闭合电键

12、，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是() AR1断路 BR2断路 CR3短路 DR4短路答案：A 方法点拨：电路出现的故障有两个原因：短路；断路(包括接线断路或者接触不良、电器损坏等情况)一般检测故障用电压表： (1)如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能电压表并联路段之外有断路，且并联路段内有短路 (2)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 变式训练变式训练4：如图7314所示，由于某一电阻断路，致使电压表和电流表的示数均比该电阻未断时要大，则这个断路

13、的电阻可能是( ) AR1 BR2 CR3 DR4 答案:AD 5含电容电路的分析含电容电路的分析 例例5：如图7315所示的电路中，电源的电动势E3.0V，内阻r1.0；电阻R110，R210，R330，R435；电容器的电容C10F.电容器原来不带电求接通电键K并达到稳定这一过程中流过R4的总电量123134523323+13+9A8/ 3V2V 2.0 10C.RrR RRRRRERRQCIUEIrRRUUURR由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为 由欧姆定律得，通过电源的电流 电源的端电压 电阻两端的电压 通过的总电量就是电容器的电 解析： 量 方法点拨：含电容电路的计算问题，去掉电容看电路结构 (1)电路稳定