闭合电路的欧姆定律省赛一等奖

第二章恒定电流第7课时闭合电路的欧姆定律※※理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题。※※理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图象表达，并能用来分析、解决有关问题。※理解闭合电路的功率表达，知道闭合电路欧姆定律是能量转化与守恒的一种表现形式。学习目标知识点1、闭合电路的欧姆定律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_______。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＋I2rt3．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知识点2、路端电压与负载的关系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________。E－Ir电动势内阻增大E减小0一、对闭合电路的欧姆定律的理解1．闭合电路的欧姆定律的表达形式“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。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。1当电源输出功率最大时，机械效率η＝50%。当R→∞时，η→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。题型1、闭合电路欧姆定律的应用1发生故障是短路还是断路？发生在何处；2发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多少；3电源电动势和内电阻分别为多大？解析：1电路发生故障后，电流表示数变大路端电压U＝U2＝I2R2也增大，因此一定是外电路电阻增大所致，一定是外电路某处发生断路故障，由于电流表有示数，R2不可能断路，电压表有示数则变阻器不可能断路，据题意可知只可能灯L发生断路。3根据闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir故障前：E＝9＋045＋025r，故障后：E＝10＋，解得：r＝5Ω，E＝答案：1故障为断路，只可能灯L发生断路；2发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω；3，内电阻为5Ω。如图所示电路，当R2的滑动片向右移动时，各表的变化情况是题型2、闭合电路的动态分析问题A．A1、A2读数均变大，V1、V2读数均变小B．A1读数变大，A2读数变小，V1读数变大，V2读数变小C．A1读数变大，A2读数变小，V1读数变小，V2读数变大D．A1、A2读数均变小，V1、V2读数均变大解析：方法Ⅰ，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Ⅱ，结论法：①“并同”：变阻器R2减小，与R2有并联关系的V1、A2示数变小，②“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。答案：C在如图所示的电路中，已知电源电动势E＝3V，内电阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，滑动变阻器R的阻值可连续增大，问：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：122W32W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。如图所示，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω，R2＝4Ω，C＝100μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：1S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；2S闭合后流过R3的总电荷量。题型4、含电容电路的分析与计算点评：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。易错点：对电路动态变化分析不清导致错误案例：闭合电路的电源电动势为E，内阻为r，如图所示，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，下列说法中正确的是A．小灯泡L1、L3变亮，L2变暗B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C．电压表V1示数变化量较小D．电压表V2示数变化量较小易错分析：本题易错选项及错误原因分析如下：易错选项错误原因A没有按正常程序进行分析，误认为当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，其阻值减小，则L1变亮，两端电压升高，L3变亮，则L2两端电压降低，变暗。C不根据闭合电路欧姆定律进行定量分析和计算，由电阻减小、电流增大判断，V1的示数U1＝IR，V2的示数U2＝IR2，电流的增加量相同，而L3、L1与滑动变阻器部分总电阻R减小，R2不变，因此电压表V1的示数变化量比较小。正确解答：当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，并联电路总电阻减小局部，总电流I增大，路端电压U减小整体。干路