闭合电路的欧姆定律(一)课件

闭合电路的欧姆定律(一)一.电动势1.物理意义：表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小。电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。2.电动势大小由电源本身决定。3.电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。例1.电源电动势是2V表示()A.该电源在通有2A电流时每秒能提供1J的电能B．该电源在通有1A电流时每秒能提供2J的电能C.该电源不接用电器时端电压是2VD.该电源每提供1J电能就有2C电量通过电源BC练习1.关于电动势，正确的说法是（）A．电源的电动势等于电源的输出电压B．电源的电动势等于电场力把单位正电荷沿闭合电路移动一周所做的功C．电动势相等的大小不同的电池，它们把化学能转化为电能的本领相同D．电动势相等的大小不同的电池，在单位时间内把化学能转化为电能的数值相同C二.闭合电路的欧姆定律对于给定的电源，其电动势ε和内阻r恒定，而与R无关.1.干路电流强度I随电阻R的变化关系

随着外电阻R的增大，I将单调减小，在“I－R”坐标平面内，其关系曲线为：以I=0和R=－r为渐近线的双曲线的一支的一部分.ε=IR+Ir。在求解ε和r时，通常可列两个方程来解。2.内电路电压U/和外电路电压U随外电阻R的变化关系(1)内电压U’U’=Ir(2)端电压U定义：电源两极间的电压。又叫外电压或输出电压求法：①（限于外电路为纯电阻）②

a.当外电路断开时（I=0），路端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流）。当外电路短路时（R=0，因而U=0）电流最大为Im=E/r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏）。b.路端电压随电路总电流变化的规律：

总电流变大，则路端电压将减小；路端电压随外电路电阻变化的规律：一般可认为电源电动势和内电阻不变，则当外电路电阻增大时，电路总电流减小，所以路端电压将增大。c.变化电路的讨论

闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是：R3R1R2R4Er以下图电路为例：设R1增大，总电阻一定增大；由I一定减小；由U=E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3=I-I4，I3、U3一定减小；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3-I2，I1一定减小。总结规律如下：①总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大；②变化电阻本身和总电路变化规律相同；③和变化电阻有串联关系（通过变化电阻的电流也通过该电阻）的看电流（即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小）；④和变化电阻有并联关系的（通过变化电阻的电流不通过该电阻）看电压（即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大）。d.闭合电路的U-I图象

图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I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）。abuEUM(I,U)NiOIImαβ例2.如图，若将滑动变阻器的滑片向上滑动时，各电表示数将如何变化？分析：部分电路的变化对全电路的影响，通常的分析思路是：变化部分→全电路→不变部分→变化部分。解答：当滑动变阻器滑片向上滑动时，R3↑→R↑→I1=ε/(R+r)↓→U=ε－I1r↑.而I1↓→U1=I1R1↓→U2=U－U1↑→I2=U2/R2↑→I3=I1－I2↑.故A1的示数减小，V的示数增大，V1的示数减小，V2的示数增大，A2的示数增大，A3的示数减小。VV1V2A1A2A3R1R2R3练习2.如图所示，当R1的触头向右移动时，电压表V1和电压表V2的示数的变化量分别为△U1和△U2（均取绝对值）；则△U1和△U2的大小关系为（）A．△U1＞△U2B．△U1=△U2C．△U1＜△U2D．条件不足，无法确定△U1和△U2的大小关系AV2V1R1R2例3.如图所示，电动势为E、内阻为r的电源与电阻R1、R2、R3、平行板电容器AB及电流表组成电路，滑动变阻器R1处于某位置时，A、B间的带电油滴静止不动，当滑动变阻器R1的触头向右滑动时，下列判断正确的是（）A．电流表读数增大，油滴向上运动B．电流表读数增大，油滴向下运动C．电流表读数减小，油滴向上运动D．电流表读数减小，油滴向下运动CAR1R2R3AB.练习3.如图所示，将一电动势E=1.5V，内阻r=1.0Ω的电源和粗细均匀的电阻丝相连，电阻比长度L=0.279m，电阻R=99Ω，电容C=0.2μF，当滑动触头P以4×10-3m/s的速度向右滑动时，下列说法中正确的是（）A．电容器C充电，流过电流计G的电流方向为a→G→bB．电容器C放电，流过电流计G的电流方向为b→G→aC．每秒钟电容器两极板的电压减少量的0.02VD．流过电流计的电流是4×10-3mABCRPCab例4.如图所示，电源内阻不能忽略，R1＝10欧，R2＝8欧，当开关S扳到位置1时，电流表示数为0.2A；当S扳到位置2时，电流表示数可能是()．A．0.27AB．0.24AC．0.21AD．0.18A解析：开关由于1位置板到2位置时，外电阻R减小，电流增大，即I2大于I1，又根据路端电压U=E-Ir得U2小于U1得I2小于0.25A.BC例5.如图电路中，开始时A、B两灯正常发光，后突然B灯变亮，电压表示数增加，由此可判定（）A．A灯一定也变亮B．R2断路C．R3短路D．R1短路解析:R2断,外电阻变大,路端电压增大,电压表示数变大,B灯与R2并联,它两端的电压也变大,A灯两端电压减小.B练习4.如图所示，一只玩具电动机用一节干电池供电，闭合开关后发现电动机转速较慢．经检测，电动机性能完好；用电压表测a、b间电压，只有0.6V；断开开关S，测a、b间电压接近1.5V，由此判断，电动机转动较慢的原因是()．A．开关S接触不良B．电动机两端接线接触不良C.电动机两端接线短路D．电池过旧，内阻过大DMSab例6.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现对流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻，则可求得流量为（）A.B.C.D.A解:流量计中流过导电液体后，在上下表面间形成的稳定电势差为：E=Blv=Bcv①上下表面接入电流表后，由闭合电路欧姆定律得②由①②得所以流量为：例7.如图所示，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，R3=4Ω，若某一电阻发生断路，则两电表的读数分别变为0.8A和3.2V.（1）是哪个电阻发生断路？（2）电池的电动势和内电阻分别为多大？分析：在分析断路的电阻时，要应用“假设法”，在计算电池电动势和内电阻时，要注意到某电阻断路前后对电路连接关系影响。解答：（1）假设R1发生断路，那么电流表读数应变为零而不应该为0.8A；假设R3发生断路，那么电压表读数应变为零而不应该为3.2V。所以，发生断路的是R2。（2）R2断路前，R2与R3串联、然后与R1并联；R2断路后，电池只对R1供电，于是有2/R2×4+2=0.75R13.2=0.8R1由此即可解得R1=4ΩR2=8Ω再根据闭合电路的欧姆定律，得·=0.75=0.8E=4V，r=1Ω练习5.某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示．将电压内阻看做无限大，电流表内阻看做零．(1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算)_________.E、R2、R3(3)在电路发生故障，则在调节滑动变阻器时，可观察到不同现象：①若定值电阻R3短路，细心调节变阻器，在不超过量程的前提下，注意观察各电表的示数，可能观察到的现象是_________________.②若定值电阻R2断路，细心调节变阻器，在不超过量程的前提下，注意观察各电表的示效，可能观察到的现象是__________．(2)由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是__________________.RP短路或R2断开V2示数始终为零，其他电表有变化；各电表均不变，V1和V2的示数相同，A1和A2的示数相同。练习6.如图(1)为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I—U关系曲线图。（1）为了通过测量得到图(1)所示的I—U关系的完整曲线，在图(2)甲和乙两个电路中应选择的是图

；简要说明理由：

。（电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0~100Ω。）甲乙丙图(2)甲图甲电路电压可从0V调到所需电压，调节范围较大（或图乙电路不能测得0V附近的数据）（2）在图(2)丙的电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250Ω。由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻其两端的电压为

V，电阻R2的阻值为

Ω。（3）举出一个可以应用热敏电阻的例子：

。4.4；135热敏温度计例8.如图所示，ε1=3V，r1=0.5Ω，R1=R2=5.5Ω，平行板电容器的两板距离d=1cm，当电键K接通时极板中的一个质量m=4×10-3g，电量为q=1.0×10-7C的带电微粒恰好处于静止状态。求：（1）K断开后，微粒向什么方向运动，加速度多大？（2）若电容为1000pF，K断开后，有多少电量的电荷流过R2？(1)当K接通电路稳定时，等效电路图如图所示。ε1、r1和R1形成闭合回路，A，B两点间的电压为：电容器中带电粒子处于平衡状态，则所受合力为零，F-mg＝0在B，R2，ε2，C，A支路中没有电流，R2两端等势将其简化，U＋ε2=UAB，ε2=U-UAB=1.25V当K断开电路再次达到稳定后，回路中无电流电路结构如图所示。电容器两端电压U′=ε2=1.25V即带电粒子将以6.875m／s2的加速度向下做匀加速运动。(2)K接通时，电容器带电量为Q=CU=4×1O-9CK断开时，电容器带电量为Q′=CU′=1.2×10-9(C)△Q＝Q—Q′=2.75×10-9C有总量为2.75×10-9(C)的电子从R2由下至上流过。练习7.如图所示，电源电动势ε=9V，内电阻r=0.5Ω，电阻R1=5.0Ω、R2=3.5Ω、R3=6.0Ω、R4=3.0Ω，电容C=2.0μF。当电键K由a与接触到与b接触通过R3的电量是多少？解:K接a时，由图可知此时电容器带电量QC=CU1=I×10-5(C)K接b时，由图可知此时电容器带电量Q′C=CU1=0.7×10-5(C)流过R3的电量为△Q=QC＋Q′C=1.7×10-5(C)

对于电容电量变化的问题，还要注意极板电性的正负。要分析清电容器两端的电势高低，分析全过程电势变化。例9.如图所示电路，已知电源电动势ε=6.3V，内电阻r=0.5Ω，固定电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3是阻值为