高三物理第一轮复习 闭合电路的欧姆定律 新人教版

1、四桥闭合电路的欧姆定律归纳基础知识1.闭合电路的欧姆定律(1)内部和外部回路内部电路：在电池内的溶液、发电机的线圈等电源阳极(不包括阳极)内。内部电路的电阻称为内部电阻。外部电路：电源阳极、传记、电线等。外部电路的电阻称为外部电阻。(2)闭合电路的欧姆定律内容：闭路电流与电源供应装置的电动势成正比，与内外电路的电阻成反比。适用条件：纯电阻电路。闭路欧姆定律的表达如下。I. e=u外部u内部.I=(I，r之间的关系)。u=e-IR (u，I之间的关系).u=e (u，r之间的关系)2.闭路电压关系(1)电源电动势等于内外电压之和。注意：u不一定要等于IR。(纯电阻电路的u=IR，非纯电阻电路的U

2、IR)(2)公路端电压与电流的关系(见图)。端子电压随着总电流的增加而减少。电流为零时，即外部电路中断时的公路端电压等于电源电动势E。在影像中，U-I影像垂直轴上的截断点表示电源供应器的传输力。公路端电压为零时(即外部电路短路时)的电流IM=(短路电流)。导线斜率的绝对值在数值上等于内部电阻。(3)在纯电阻电路中，公路端电压U随外部电阻R变化。外部电路的电阻增加，I减少，公路端电压增加。外部电路断路时，R，公路端电压u=e；外部电路短路，r=0，u=0，I=im=e/R .电动势和端子电压的比较：电动势公路端电压u物理意义反映了电源供应装置内部的非正电荷将其他形式的能量转化为电能的情况。电场力

3、作用于电路，反映出电转化为其他形式能量的情况。定义式E=，W是电源供应设备的非正电荷将静电从电源阴极转移到阳极的操作。U=，W是为了电场力，将静电力从电源供应装置外部从阳极转移到阴极的工作。勘测式E=IR IR=u u U=IR测量利用欧姆定律间接测定用电压表测量决定因素与电源特性相关与电源和电路的传记产品相关。特殊情况电源供应器开启时，电路结束电压u值等于电源电动势e4.闭路电源关系(1)电源供应设备的总功率：p总计=ie=iu iu =p out p内(2)电源供应器内部电源：p内部=i2r=iu=p总计-p输出(3)电源供应设备的输出功率：p输出=iu=ie-i2r=p总计-p内(4)电

4、源供应装置输出功率与电路电流的关系p输出=iu外部=ie -I2r=-r (I-) 2，I=时，电源供应设备的输出功率最大，p输出=。p输出=。p输出-I图像与右侧的图像相同。电源供应器输出功率与外部电路电阻的关系对于纯电阻电路，电源供应设备的输出功率p出=i2r=() 2r=如上所示，如果外部电阻等于电源内部电阻(r=r)，则电源输出功率最大，最大输出功率为pm=。如果r=r，I=e/2r，则电源供应设备的输出功率最大，p输出=。p输出如图所示，与电源供应设备相对应的非最大输出功率P可以具有两个不同的外部电阻R1和R2。证明R=不难。如图所示，如果Rr牙齿增加，R牙齿增加p会减少。注：对于内

5、部和外部电路的固定电阻，所消耗的功率仅取决于电路的电流大小。5.电源供应设备的效率表示电源供应设备的输出功率与电源供应设备的比率。=100%=100%=100%对于纯电阻电路，电源供应设备的效率=100%=100%=100%如上所述，外部电阻越大，电源供应装置的效率越高。6.电路的U-I影像在右图中，A是电源供应设备的U-I图像，B是外部电阻的U-I图像。两种牙齿的交叉坐标表示其电阻接近回路时回路的总电流和回路端电压。点和原点的连接表示矩形对角区域的输出功率。a的坡率的绝对值表示内部阻力的大小。b的斜率的绝对值表示外部阻力的大小。两个坡率相同时(即内部和外部阻力相同时)，图中的矩形面积最大。也

6、就是说，输出功率最大(在牙齿点，公路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半)。突破重点难点一、闭合电路的能量关系1.电源供应设备的功率、功率消耗功率、可转换为其他形式功率的功率、在整个电路中消耗的功率都是指EI或I2(R以外的R)。2.电源供应设备的输出功率、外部电路消耗的功率均表示IU或ie-I2R或I2R外部。电源供应器的内部电阻消耗的功率是I2r。4.整个电路具有P电源=P外部P内部。这显然是能量的转换和常数定律在闭环中的具体表现。二、闭路动态分析和分析分析这些问题的一般步骤如下：1.确定回路的外部电阻如何变化。说明：(1)如果外部回路的电阻增加(或减少)，则回路的总电阻必须增加(或

7、减少)。(2)传记键连接中断，连接的传记机构增加，总电阻增加。传记键断开，并行分支增加，总电阻减小。(3)在右图所示的分压器电路中，滑动电阻器可以由连接到传记(以下并行段)和并行部分(以下串行段)的两个电阻组成。滑动电阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为R等，与灯泡平行的电阻为R，分压器的总电阻为Rr总计=r-r和如上所见，R牙齿减少和减少时，R总是增加。R牙齿变大，变大，R总减少。可以得出分压器总电阻的变化与平行段电阻的变化不同，与串行段电阻的变化相同。2.根据闭合电路的欧姆定律，决定电路的总电流如何变化。3.u内部=I内部r决定电源供应器的内部电压如何变化。4.u外部=确定电源供应设备外部电压(

8、终端电压)牙齿在e-u内部如何变化。5.根据部分电路的欧姆定律，决定干燥公路上特定值的电阻两端的电压如何变化。6.决定分支两端的电压如何变化，以及通过各分支的电流如何变化。三、电路故障分析1.一般症状断路：意味着回路两点之间(或家用电器的两端)的电阻是无限的。此时没有电流通过。如果电源供应设备正常，电压表的两端平行于牙齿电路(或传记仪器)，指针偏转时，该电路将断开。如果电路中只有一处断了，整个电路的包机都将在这里着陆短路：电路两点之间(或传记两端)的电阻趋于零牙齿，牙齿时电路在两点之间电压不降落，传记仪器的实际功率为零(即传记产品不工作或灯不亮，但电源供应装置容易燃烧)。检查电路错误的一般方法

9、电压表检法：电路接通电源时，可以用电压表测量各部分的电压，通过测量电压值分析确定故障。用电压表检查时，要注意电压表的极性准确性和范围是否符合要求。电流表检测法：电路连接电源时，可以用电流表测量各部分的电路电流，通过电流值测量确定故障。用电流表检查时，要注意电流表的极性准确性和范围满足要求。欧姆检验法：切断电路电源后，可以使用欧姆测量各部分的电阻，通过电阻值测量确认故障。用欧姆表检查时，必须注意切断电源。时电笔检验法：家用电线发生故障时，可以使用时电笔进行检验。用时电笔检查电路时，必须用手接触时电笔的金属体。常见故障电路问题的分类分析(1)提出可能的症状，决定检查方法。(2)给定的测量值、分析和

10、推理失败；(3)根据观察现象，分析推断失败。(4)根据故障，分析推断可观察的现象。史无前例1.闭路电源问题示例1如图所示，电源电动势为50 V，电源内部电阻为1.0，固定电阻R为14，M为直流电动机，电动机电阻为2.0。马达正常工作时，电压表读数为35 V“分析”是R和R的电压降总和(E-U)，因此回路中的电流为：I=a=1.0a所以在100 s时，电源供应设备所做的W=EIT=501100j=5.0103j100 s内马达将传记能量转换为机械能的部分e=iut-i2r t=(1.035100-122100)j=3.3103j提高事故 (1)正确理解闭路的多种功率。(2)从能量守恒的角度解决闭

11、路相关问题是一个重要的想法。扩展1如图所示，已知电源电动势为6 V，内部电阻为1，保护电阻为R0=0.5。(1)电阻R读数是多少时，电源输出功率P达到最大值，求出牙齿最大值。(2)当电阻器R读数是多少时，电阻R牙齿消耗的功率PR牙齿最大，得到牙齿最大值。(3)电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0牙齿消耗的功率最大，求出牙齿最大值。解释 (1)功率公式P输出=() 2R外部=，R外部=R，P最大值，即R=R-R0=(1-0.5) =0.5 ，P(2)此时，应同时计算保护电阻R0和电源内部电阻R。根据上述结论，R=R0 R，R=(1 0.5) =1.5 ，PR MAX=W=6 W(3)保护电阻消耗的

12、功率为p=。R0和r是常量，r是变量，因此r最小时间，PR0最大值，也就是说，如果r=0，则pr 0 max=w=8w扩展2某同学在同一坐标系中绘制了继续流动电源供应设备的总功率PE、输出功率PR和电源供应设备内部的发热量Pr牙齿电流I变化的图形线，如图中的A、B、C所示。以下说明是正确的(CD)A.线b表示根据电流I的输出功率PR的关系B.图中与a善意最高点相对应的功率是最大输出功率C.在a、b和c的三个图表中，分别采用具有相同横坐标的a、b和c三个点。牙齿三个点的纵坐标必须满足关系pa=p b PCD.b，c善意交点m和a，b善意交点n的横坐标比必须为1: 2，坐标比必须为1: 4闭路动态

13、分析示例2如图所示，确定滑动电阻器的滑动P向上移动时电路的电压表和电流表的指示数如何变化。首先，电流表A测量R3的电流，电压表V2测量R2和R3的并行电压，电压表V1测量公路端电压的内部电压U 和R1双端电压U减少，U外部R2和R3的并行电压U2增加，V2指示增加判断。U2增量和R3有效电阻增加，无法确定A指示数如何变化。这需要用其他方法分析。当V2显示数增加时，通过R2的电流I2增加，干炉电流I减少时答案 V1的数量增加，V2的数量增加，A的数量减少。提高事故电路的某些部分发生变化，电路各处的电流和电压就会发生变化。在判断这种问题时，首先要通过局部的变化，提出总电流的变化、公路端电压的变化，

14、分析对其他各部分电路的影响。三回路故障分析例3如果一个学生实验电路(如图所示)，在实验时，牙齿学生将变阻器的触摸P移动到另一个位置时，测量了每个电表的数量，如下表所示。序号A1系数(a)A2系数(a)V1系数(v)显示v2(v)10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻视为无穷大，将电流表内阻视为0。(1)电路中，E、R分别是电源的电动势和内部电阻，R1、R2、R3是固定电阻，在牙齿五个茄子物理量中，根据上表中的数据可获得的物理量(不需要具体计算)。(2)由于电路故障，发现两个电压指示数相等(不为零)，如果牙齿情况是由电器引起的，可能的故障原因包括：解析

15、(1)首先简化电路，将R1和R视为等效内部电阻R ，R=R1 R，则可以通过两组V1和A1获得电源的电动势E。电阻R3可以作为A2和V1的数据获得。V2和A1、A2中的数据可以找到R2。(2)如果两个电压表的显示数相同，但不是0牙齿，则V2的显示也是公路结束电压。也就是说，外部电路的电压降均位于电阻R2上。因此，RP的两端电压估计为零，故障可能有两个原因。假设R2是完整的，RP可能短路。假设RP是完整的，R2一定会断路。回答 (1)E、R2、R3 (2)RP段落或R2断路提高事故断路，知道短路时的电压表表示是解决“故障”电路问题的关键。扩展3如图所示，灯泡A和B正常发光，R2突然切断了道路，已

16、知U保持不变。a，B分析两盏灯的亮度如何变化。分析 R2突然切断了路，电路的总电阻增大，A等两端的电压增大，B等两端的电压降低，可以看到灯B比原来暗了一些，灯泡A比原来亮了一些。门诊容易出错示例4显示的回路、已知电源电动势E=6.3V、内部电阻R=0.5、固定电阻R1=2、R2=3、R3是电阻值为5的滑动电阻器。误解滑动触点滑至左端，连接R3和R1，与R2平行，外部电阻R=2.1 I=a=2.4 a滑动触点滑至右端，连接R3和R2，与R1平行，外部电阻R =1.6I=3a错误原因由于平时的实验，滑动电阻器通常用作电流限制(滑动电阻器和传记连接)，滑动磁头在两侧移动时，通过传记仪器的电流最大或最小化，除非分析特定电路，否则滑动磁头在两端。简化圆图，如图所示。外部电路的结构包括R 和R2连接、(R3-R )和R1连接，以及两个牙齿电阻平行连接。要使通过电路的电流最大化，外部电阻必须最小化；要使通过电源的电流最小化，外部电阻必须最大。R=因