闭合电路欧姆定律及其应用(69张)

电阻的串联、并联[想一想]把两个灯泡串联接入电路与并联接入电路相比较，它们的亮度有何变化？[提示]灯泡并联接入电路时比串联接入电路时亮度亮。编辑课件[记一记]1．串、并联电路的特点电路特点串联电路并联电路电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝____________

I1R1＝I2R2＝…＝InRnI1＋I2＋…＋In编辑课件电路特点串联电路并联电路电压U1＝___________总电阻R总＝_______________功率分配P1R1＝P2R2＝…＝PnRnU2＝…＝UnR1＋R2＋…＋Rn编辑课件

2．几个有用的结论(1)串联电路的总电阻

电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻

。(2)并联电路的总电阻

电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻

。(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。大于变大小于变大编辑课件[试一试]1.一个T型电路如图7－2－1所示，电路中的电阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω。另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计。那么()A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40ΩB．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40ΩC．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V图7－2－1编辑课件答案：AC编辑课件局部电路欧姆定律[想一想]图7－2－2有a、b、c、d四个电阻，它们的I－U关系如图7－2－2所示，其中电阻最小的是哪一个？

[提示]a编辑课件[记一记]

1．内容导体中的电流跟导体两端的

成正比，跟导体的

成反比。

2．表达式

。

3．适用范围(1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)。(2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)。电压电阻编辑课件4．导体的伏安特性曲线(1)I－U图线：以为纵轴、为横轴所画出的导体上的电流随电压的变化曲线称为I－U图线，如图7－2－3所示。(2)比较电阻的大小：(3)线性元件：伏安特性曲线是

的电学元件，适用欧姆定律。(4)非线性元件：伏安特性曲线为

的电学元件，不适用欧姆定律。图7－2－3电流电压>直线曲线编辑课件[试一试]2．一只标有“220V60W〞的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到200V。在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示。在如图7－2－4所示的四个图线中，肯定不符合实际的是()图7－2－4编辑课件解析：由电阻的定义式R＝U/I知：在U－I图象上，某一点的纵坐标U和该点的横坐标I的比值U/I就对应着电阻值R。由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大，当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220V时，灯丝的温度不断升高，电阻将不断增大，A图象表示U/I为一定值，说明电阻不变，不符合要求；C图象上各点的U/I值随U的增大而减小，也不符合实际；D图象中的U/I的值开始随U的增大而增大，后来随U的增大而减小，也不符合实际；只有B图象中U/I的值随U的增大而变大，符合实际，应选A、C、D。答案：ACD编辑课件闭合电路欧姆定律[想一想]一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA，假设将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，那么它的路端电压是多少？编辑课件编辑课件[记一记]1．闭合电路内电路外电路(2)内、外电压的关系：E＝

。2．闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成

，跟内、外电路的电阻之和成

。U内＋U外正比反比编辑课件3．路端电压与外电阻的关系增大E

编辑课件4．路端电压跟电流的关系(1)关系式：U＝

。(2)用图象表示如图7－2－5所示，其中纵轴截距为

，横轴截距为

，斜率的绝对值为

。E－Ir电动势短路电流内阻图7－2－5编辑课件[试一试]3．以下关于电动势的说法正确的选项是()编辑课件答案：D编辑课件电路的动态分析2．“串反并同〞结论法(1)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、两端电压、电功率都将减小，反之那么增大。编辑课件(3)极限法：因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，让电阻最大或电阻为零去讨论。编辑课件[例1](2021·北京高考)如图7－2－6所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大图7－2－6编辑课件[尝试解题]滑动变阻器R0的滑片向下滑动，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，A项正确。[答案]A编辑课件程序法分析电路动态变化(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。(2)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻R总如何变化。编辑课件(4)由U内＝I总r确定电源的内电压如何变化。(5)由U外＝E－U内确定路端电压如何变化。(6)由局部电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化。(7)确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化。编辑课件电源的功率和效率2．电源内部消耗的功率P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。编辑课件编辑课件(2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。(3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2。(5)P出与R的关系如图7－2－7所示。图7－2－7编辑课件编辑课件[例2]电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图7－2－8所示。图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb。由图可知ηa、ηb的值分别为()图7－2－8编辑课件[答案]D编辑课件如何在图象中求解电源的输出功率和效率(1)分析图象问题时，一定要明确图线的含义，即要确定两坐标轴表示的物理意义。(2)对闭合电路的U－I图象，图线上每一点纵、横坐标的乘积为电源的输出功率；纯电阻电路的图线上每一点纵、横坐标的比值为此时外电路的电阻。(3)注意电源输出功率最大与电源效率的区别，输出功率增大时，效率不一定增大，当R＝r时，电源有最大输出功率，而效率仅为50%。编辑课件闭合电路欧姆定律的应用1.一般解题步骤(1)分析电路，将复杂的电路简化，分析各电阻的连接情况。(2)求出电路的总电阻，根据闭合电路欧姆定律求出总电流。假设电路发生变化，可以列出方程组。(3)应用串并联电路和局部电路欧姆定律研究各局部电路的情况，可以求解各局部电路的电阻、电压、电流、电功率等。(4)根据计算所得结果，判断电路的工作情况，并分析结果的合理性。编辑课件2．应注意的问题(1)判断电路故障，要首先确定是断路还是短路，然后依据电压表、电流表示数判断。例如断路故障，主要参考电压表示数，电压表有示数，那么与电压表并联的局部发生断路。(2)与电源串联的未知电阻可以等效为电源内阻，这是应用闭合电路欧姆定律常用的方法。编辑课件图7－2－9[例3](2021·上海华师大附中等八校联考)如图7－2－9所示，电源内阻r＝1Ω，R1＝2Ω，R2＝6Ω，灯L上标有“3V1.5W〞的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光。(1)求电源的电动势；(2)求当P移到最左端时，电流表的示数；(3)当滑动变阻器的Pb段电阻多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？编辑课件[审题指导]第一步：抓关键点灯L两端电压为3V灯L正常发光电路连接方式，R2被短路R3的滑片P移到最右端获取信息关键点第二步：找突破口(1)要求电源的电动势→应利用闭合电路欧姆定律。(2)当P移到最左端时→灯L和R2同时被短路。(3)要求R3上消耗的功率最大值→应用数学知识求极值的方法。编辑课件[尝试解题](1)电源的电动势E＝UL＋IR1＋Ir＝3V＋1×2V＋1×1V＝6V。(2)当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，I＝E/(R1＋r)＝2A。编辑课件[答案](1)6V(2)2A(3)2W2Ω

编辑课件[模型概述]电容器是一个储存电能的元件。在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路到达稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，在电容器处电路看做是断路，简化电路时可去掉它。简化后假设要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上。编辑课件图7－2－10编辑课件[答案]BD编辑课件

[题后悟道]解决含电容器的直流电路问题的一般方法：(1)通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程。(2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路。(3)电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压。(4)在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。编辑课件(2021·江西省重点中学联考)如图7－2－11所示电路中，4个电阻阻值均为R，电键S闭合时，有质量为m、带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间。现断开电键S，那么以下说法正确的选项是()A．小球带负电B．断开电键后电容器的带电量减小C．断开电键后带电小球向下运动D．断开电键后带电小球向上运动图7－2－11编辑课件解析：带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间，说明所受电场力向上，小球带负电，选项A正确；断开电键后电容器两端电压减小，电容器的带电量减小，带电小球所受电场力减小，带电小球向下运动，选项C正确D错误。答案：ABC编辑课件[随堂稳固落实]1．飞船上的太阳能电池是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达24%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，那么每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是()A．0.24J B．0.25JC．0.26J D．0.28J编辑课件解析：根据W＝UIt可得，每秒太阳能电池产生的能量为W＝0.6×0.1×1J＝0.06J，设太阳每秒照射的能量为Q，那么由能量守恒定律得Q×24%＝W，所以Q＝0.25J，应选项B正确。答案：B编辑课件2.在如图7－2－12所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，那么()A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮图7－2－12编辑课件答案：D编辑课件3．(2021·南通期末)如图7－2－13所示的电路中，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，电源的内阻不能忽略。闭合开关S，当光敏电阻上的光照强度增大时，以下说法中正确的选项是()A．通过R2的电流减小B．电源的路端电压减小C．电容器C所带的电荷量增加D．电源的效率增大图7－2－13编辑课件解析：当光敏电阻上的光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，通过R2的电流增大，电源的路端电压减小，电容器C所带的电荷量减小，电源效率η＝U/E减小，选项A、C、D错误，B正确。答案：B编辑课件4．(2021·北京朝阳期末)一块手机电池的反面印有如图7－2－14所示的一些符号，另外在使用说明书上还写有“通话时间3h，待机时间100h〞，那么该通话和待机时消耗的功率分别约为()A．1.8W,5.4×10－2WB．3.6W,0.108WC．0.6W,1.8×10－2WD．6.48×103W,1.94×102W图7－2－14编辑课件答案：C编辑课件5．(2021·上海模拟)如图7－2－15所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡的U－I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()A．4W,8WB．2W,4WC．2W,3WD．4W,6W图7－2－15编辑课件解析：用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI＝2×2W＝4W，电源的总功率是EI＝3×2W＝6W。选项D正确。答案：D你懂得！编辑课件〔给有能力的学生加餐〕图1编辑课件答案：B编辑课件2．(2021·沈阳四校联考)如图2所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，以下结论正确的选项是()A．电流表读数变小，电压表读数变大B．小电泡L变亮C．电容器C上电荷量减小D．电源的总功率变大图2编辑课件解析：闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路中电阻增大，电源输出电流减小，电源路端电压增大，电流表读数变小，电压表读数变大，小电泡L变暗，选项A正确B错误；由于电容器两端电压增大，由C＝Q/U可知，电容器C上电荷量增大，选项C错误；电源的总功率P＝EI变小，选项D错误。答案：A编辑课件3．(2021·重庆检测)如图3所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，那么()A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率逐渐增大图3编辑课件解析：当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，电压表读数减小，电流表读数增大，选项A正确B错误；平行金属板之间电压减小，带电质点P所受电场力减小，质点P将向下运动，选项C错误；当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R3中电流减小，R3上消耗的功率逐渐减小，选项D错误。答案：A编辑课件4.(2021·南昌一模)如图4所示的电路中，滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，三只理想电压表示数变化的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，以下各值可能出现的是()A．ΔU1＝3VΔU2＝2VΔU3＝1VB．ΔU1＝1VΔU2＝3VΔU3＝2VC．ΔU1＝0.5VΔU2＝1VΔU3＝1.5VD．ΔU1＝0.2VΔU2＝1VΔU3＝0.8V图4编辑课件解析：滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，电压表V2示数减小，V3示数增大。滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，外电路电阻减小，路端电压即电压表V1示数减小。电压表V2示数减小值等于电压表V3示数增大值和电压表V1示数减小值之和。所以选项B、D正确。答案：BD编辑课件5.(2021·上海高考)如图5所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时()A．电压表V读数先变