第二节电动势闭合电路的欧姆定律课件.ppt

第二节电动势闭合电路的欧姆定律第1页，此课件共62页哦定定义义式式E_方向方向在在电电源内部由源内部由_指向指向_大小大小(1)等于外等于外电电路路_时电时电源两端的源两端的电压电压(2)等于非静等于非静电电力把力把1 C的正的正电电荷从荷从电电源源内部的内部的_移到移到 _所做的所做的功功基基础础梳梳理理自自学学导导引引一、电动势一、电动势W/q负负极极正极正极断开断开负负极极正极正极第2页，此课件共62页哦二、二、闭闭合合电电路的欧姆定律路的欧姆定律1内内容容：闭闭合合电电路路中中的的电电流流跟跟电电源源的的电电动动势势成成_，跟跟内内、外外电电路路的的电电阻阻之之和和成成_2公式：公式：I_或或E_.(只适用于只适用于纯电纯电阻阻电电路路)；正比正比反比反比IRIr第3页，此课件共62页哦常用表达式常用表达式EU外外U内内(适用于任何适用于任何电电路路)三、路端电压与外电阻、电流的关系三、路端电压与外电阻、电流的关系1路端电压与外电阻的关系路端电压与外电阻的关系增大增大减小减小第4页，此课件共62页哦(2)外外电电路路断断开开时时，R为为无无限限大大，I_,路端路端电压电压U_.(3)外外电电路短路路短路时时，R0，U_，I(短路短路电电流流)0E0第5页，此课件共62页哦2路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系路路端端电电压压跟跟电电流流的的关关系系是是UEIr，用用图图象象表表示示如如图图1021所所示示此此图图象象的的物物理意理意义义是：是：(1)图线图线与与纵轴纵轴的的交点交点对应对应的的电压电压等于等于电电源的源的_电动势电动势图图1021第6页，此课件共62页哦(2)图图线线斜斜率率大大小小代代表表电电源源的的_，路路端端电电压压U随随电电流流I变变化化的的本本质质原原因因是是由由于于电电源内阻的存在源内阻的存在(3)图图中中Im代表短路代表短路电电流，流，Im_.内阻内阻第7页，此课件共62页哦要要点点透透析析直直击击高高考考一、电源的相关功率和电源的效率一、电源的相关功率和电源的效率1正确区分相关电功率的含义正确区分相关电功率的含义电电功率功率意意义义公式公式电电源功率源功率指指电电源提供的全部源提供的全部电电功率功率P总总EI电电源源输输出出功率功率指指电电源提供源提供给给外外电电路路的功率的功率P出出UI第8页，此课件共62页哦电电功率功率意意义义公式公式电电源内部消耗源内部消耗功率功率指指电电源内源内电电阻消耗阻消耗的功率的功率P内内I2r用用电电器的器的额额定定功率功率指用指用电电器在正常工器在正常工作条件作条件(即即额额定定电电压压)下的功率下的功率P额额U额额I额额用用电电器的器的实际实际功率功率指用指用电电器在器在实际电实际电压压下消耗的功率下消耗的功率P实实U实实I实实第9页，此课件共62页哦特别提醒：特别提醒：元件的总功率元件的总功率元件的输出功率；元元件的输出功率；元件的实际功率件的实际功率元件的额定功率元件的额定功率.图图1022第10页，此课件共62页哦第11页，此课件共62页哦图图1023第12页，此课件共62页哦特别提醒：特别提醒：(1)当电源的输出功率最大时，当电源的输出功率最大时，其效率其效率50%，当，当R时时100%，但此时但此时P出出0无实际意义无实际意义.(2)对于内外电路上的固定电阻，其消耗的对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率应根据功率应根据PI2R来判断，与输出功率大来判断，与输出功率大小的判断方法不同小的判断方法不同.)第13页，此课件共62页哦即时应用即时应用1(2012盐城联合调研盐城联合调研)在如图在如图1024 a所示的电路中，所示的电路中，R1为定值电阻，为定值电阻，R2为滑为滑动变阻器闭合开关动变阻器闭合开关S，将滑动变阻器的，将滑动变阻器的滑动触头滑动触头P从最右端滑到最左端从最右端滑到最左端,两个电压表两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图图b所示则所示则()第14页，此课件共62页哦图图1024第15页，此课件共62页哦A图线甲是电压表图线甲是电压表V2示数随电流变化的示数随电流变化的图线图线B电源内电阻的阻值为电源内电阻的阻值为10 C电源的最大输出功率为电源的最大输出功率为3.6 WD滑动变阻器滑动变阻器R2的最大功率为的最大功率为0.9 W第16页，此课件共62页哦第17页，此课件共62页哦第18页，此课件共62页哦二、闭合电路的动态分析二、闭合电路的动态分析1程序法：闭合电路中，由于局部电阻变程序法：闭合电路中，由于局部电阻变化化(或开关的通断或开关的通断)，引起各部分电压、电流，引起各部分电压、电流(或灯泡明暗或灯泡明暗)发生变化，分析此类问题的基发生变化，分析此类问题的基本步骤是：本步骤是：(1)由局部电阻变化判断总电阻的变化；由局部电阻变化判断总电阻的变化；第19页，此课件共62页哦第20页，此课件共62页哦3特特殊殊值值法法：对对于于某某些些电电路路问问题题，可可以以采采取取代代入入特特殊殊值值法法判判定定，从从而而得得出出结结论论特特别别提提醒醒：(1)电电路路的的动动态态分分析析问问题题是是指指由由于于电电路路中中某某一一电电阻阻的的变变化化造造成成电电路路中中其其他他物物理理量量变变化化，只只要要熟熟练练掌掌握握串串并并联联电电路路的的特特点点及欧姆定律即可及欧姆定律即可顺顺利解决利解决问题问题第21页，此课件共62页哦(2)该类问题该类问题在近几年高考在近几年高考题题中中经经常出常出现现，且常以且常以选择题选择题考考查为查为主主第22页，此课件共62页哦即时应用即时应用2(2011高考北京卷高考北京卷)如图如图1025所示所示电路，电源内阻不可忽略开关电路，电源内阻不可忽略开关S闭合后，闭合后，在变阻器在变阻器R0的滑的滑动端向下滑动的过程中动端向下滑动的过程中()图图1025第23页，此课件共62页哦A电压表与电流表的示数都减小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，电流表的示数减电压表的示数增大，电流表的示数减小小D电压表的示数减小，电流表的示数电压表的示数减小，电流表的示数增大增大第24页，此课件共62页哦第25页，此课件共62页哦三、含容电路的分析和计算三、含容电路的分析和计算电容器是一个储存电能的元件，在直流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，电路有电路中，当电容器充、放电时，电路有充电、放电电流，一旦电路达到稳定状充电、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大无限大(只考虑电容器是理想不漏电的情况只考虑电容器是理想不漏电的情况)的元件，在电容器处电的元件，在电容器处电第26页，此课件共62页哦路可看成是断路，简化电路时可去掉它，路可看成是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电荷量时，可在简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，分析和计算含有电容器相应的位置补上，分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确地判断和求出的直流电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压电容器两端的电压,具体做法是：具体做法是：第27页，此课件共62页哦1确定电容器和哪个电阻并联，该电确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压阻两端电压即为电容器两端电压2当电容器和某一电阻串联后，接在当电容器和某一电阻串联后，接在某一电路两端时，此电路两端电压即为某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压电容器两端电压第28页，此课件共62页哦3电路的电流、电压变化时，将会引起电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电如果电容器两端电压升电容器的充放电如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电电量的多器将通过与它连接的电路放电电量的多少可根据少可根据QCU计算计算第29页，此课件共62页哦特别提醒：特别提醒：求解含有电容器的电路问题，求解含有电容器的电路问题，首先要弄清楚电路结构，分析出电容器两首先要弄清楚电路结构，分析出电容器两极板间的电压如何变化，然后根据串并联极板间的电压如何变化，然后根据串并联电路的特点结合欧姆定律，确定其他量电路的特点结合欧姆定律，确定其他量.第30页，此课件共62页哦即时应用即时应用3如图如图1026中电源电动势中电源电动势E10 V,内阻可忽略，内阻可忽略，R14，R26，C30 F，求：，求：图图1026第31页，此课件共62页哦(1)S闭合后，稳定时通过闭合后，稳定时通过R1的电流的电流(2)S原来闭合，然后断开，求这个过程原来闭合，然后断开，求这个过程中流过中流过R1的总电荷量的总电荷量第32页，此课件共62页哦(2)S闭合时，电容器两端电压闭合时，电容器两端电压UCU2IR26 V，储存的电荷量，储存的电荷量QCUC.S断开断开至达到稳定后电路中电流为零，此时至达到稳定后电路中电流为零，此时UCE，储存的电荷量，储存的电荷量QCUC.很显然电很显然电容器上的电荷容器上的电荷量增加了量增加了QQQCUCCUC1.2104 C第33页，此课件共62页哦电容器上的电荷量的增加是在电容器上的电荷量的增加是在S断开以后断开以后才产生的，这只有通过才产生的，这只有通过R1这条途径实现，这条途径实现，所以流过所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷的电荷量就是电容器带电荷量的增加量量的增加量答案：答案：(1)1 A(2)1.2104C第34页，此课件共62页哦四、电路故障问题的分析方法四、电路故障问题的分析方法1故障特点故障特点(1)断路的特点：电路中某一部分发生断路断路的特点：电路中某一部分发生断路表现为电源电压不为零，而电流强度为零表现为电源电压不为零，而电流强度为零(2)短路的特点：电路中某一部分发生短路，短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零为零第35页，此课件共62页哦2故障的分析方法故障的分析方法(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联断路故障的判断：用电压表与电源并联,若有若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断路则该段电路中有断路(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联短路故障的判断：用电压表与电源并联,若有若有电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零，则该电路被短路，则该电路被短路第36页，此课件共62页哦即时应用即时应用4.如图如图1027所示，灯泡所示，灯泡A、B都能正常都能正常发光，后来由于电路中某个电阻发生断路，发光，后来由于电路中某个电阻发生断路，致使灯泡致使灯泡A比原来亮一些，比原来亮一些，B比原来暗一些，比原来暗一些，则断路的电则断路的电阻是阻是()图图1027第37页，此课件共62页哦AR1 BR2CR3 DR4解析：选解析：选B.根据电路结构可知：若根据电路结构可知：若R1断路，断路，则闭合回路总电阻增大，由闭合电路欧则闭合回路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知回路总电流减小姆定律可知回路总电流减小,A、B两灯总两灯总电压电压UABEI(rR4)增大，而两灯分配电增大，而两灯分配电压的比例没变，所以两灯会同时变亮，选项压的比例没变，所以两灯会同时变亮，选项A错误；错误；第38页，此课件共62页哦若若R2断路也会引起总电流减小，可知断路也会引起总电流减小，可知B灯将变暗，而灯将变暗，而A灯两端电压灯两端电压UAEI(rR4)UB，可知，可知A灯电压将增大，灯电压将增大，A灯变灯变亮，选项亮，选项B正确；同理，若正确；同理，若R3断路应为断路应为A灯变暗、灯变暗、B灯变亮，选项灯变亮，选项C错误；若错误；若R4断断路，则路，则A、B灯同时熄灭，灯同时熄灭，D错误错误第39页，此课件共62页哦题题型型探探究究讲讲练练互互动动(2011高考上海卷高考上海卷)如图如图1028所示所示电路中，闭合开关电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动当滑动变阻器的滑动触头触头P从最高端向下从最高端向下滑动时滑动时()电路的动态分析电路的动态分析例例1图图1028第40页，此课件共62页哦A电压表电压表V读数先变大后变小，电流表读数先变大后变小，电流表A读数变大读数变大B电压表电压表V读数先变小后变大，电流表读数先变小后变大，电流表A读数变小读数变小C电压表电压表V读数先变大后变小，电流表读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大读数先变小后变大D电压表电压表V读数先变小后变大，电流表读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小读数先变大后变小第41页，此课件共62页哦第42页，此课件共62页哦【答案答案】A第43页，此课件共62页哦总电阻变化的判定规律总电阻变化的判定规律a当外电路的任何一个电阻增大当外电路的任何一个电阻增大(或减小或减小)时，时，电路的总电阻一定增大电路的总电阻一定增大(或减小或减小)b若开关的通、断使串联的用电器增多时若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小多时，电路的总电阻减小第44页，此课件共62页哦c在如图在如图1029所示分压电路中，滑所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联，另一段与并联部分串联段与用电器并联，另一段与并联部分串联对此，应理解并记住下述结论：对此，应理解并记住下述结论：当滑片左移时，当滑片左移时，R总总减小；当滑片右移时，减小；当滑片右移时，R总总增大增大图图1029第45页，此课件共62页哦(2)“并同串反并同串反”规律法：所谓规律法：所谓“并同并同”，即，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小所谓将增大，反之则减小所谓“串反串反”，即，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大即将减小，反之则增大即第46页，此课件共62页哦(3)极极限限法法：因因变变阻阻器器滑滑片片滑滑动动引引起起电电路路变变化化的的问问题题，可可将将变变阻阻器器的的滑滑动动端端分分别别滑至两个极端去滑至两个极端去讨论讨论第47页，此课件共62页哦变变式式训练训练1(2012浙浙江江台台州州模模拟拟)如如图图10210所所示示的的电电路路，闭闭合合开开关关S，滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片P向向左移左移动动，下列下列结论结论正正确的是确的是()图图10210第48页，此课件共62页哦A电流表读数变小，电压表读数变大电流表读数变小，电压表读数变大B小灯泡小灯泡L变暗变暗C电容器电容器C上的电荷量减小上的电荷量减小D电源的总功率变大电源的总功率变大第49页，此课件共62页哦第50页，此课件共62页哦 (满分样板满分样板15分分)(2012宁波模拟宁波模拟)在如图在如图10211所示的电路中，所示的电路中，R12，R2R34，当开关当开关S接接a时，时，R2上消耗的电功率为上消耗的电功率为4 W，当开关当开关S接接b时，电压表示数为时，电压表示数为4.5 V，试求：，试求：闭合电路欧姆定律的应用闭合电路欧姆定律的应用例例2图图10211第51页，此课件共62页哦(1)开关开关S接接a时，通过电源的电流和电源两时，通过电源的电流和电源两端的电压；端的电压；(2)开关开关S接接b时，电源的电动势和内电阻；时，电源的电动势和内电阻；(3)当开关当开关S接接c时，通过时，通过R2的电流的电流第52页，此课件共62页哦【思思路路点点拨拨】当当开开关关接接不不同同触触点点a、b、c时时，电电阻阻R1、R2、R3的的连连接接方方式式发发生生了了变变化化，搞搞清清它它们们之之间间的的连连接接方方式式是是解解题题的的前提和关前提和关键键第53页，此课件共62页哦第54页，此课件共62页哦第55页，此课件共62页哦第56页，此课件共62页哦变变式式训训练练2(创创新新题题)维维修修工工在在电电梯梯中中设设计计了了一一个个超超载载报报警警器器，原原理理如如图图10212所所示示，利利用用电电路路中中电电流流变变化化来来启启动动报报警器，当警器，当电电路路电电流超流超过过I0时时，报报警器就会响警器就会响图图10212第57页，此课件共62页哦电电梯梯底底板板与与四四根根相相同同的的金金属属弹弹簧簧相相连连,底底板板质质量量不不计计滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动端端与与底底板板相相连连，当当电电梯梯里里没没有有人人时时，滑滑动动变变阻阻器器触触头头恰恰好好指指在在变变阻阻器器的的最最上上端端，接接通通电电源源时时电电路路中中的的电电流流小小于于I0.设设变变阻阻器器的的总总电电阻阻为为RL，总总长长度度为为L,电电源源电电动动势势为为E，内内阻阻为为r，保保护电护电阻阻为为R0，报报警器警器电电阻不阻不计计第58页，此课件共62页哦每每根根弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数为为k，其其他他阻阻力力不不计计求：求：电电梯最大的梯最大的载载重量重量.第59页，此课件共62页哦答案：答案：见见解析解析第60页，此课件共62页哦知能演练强化闯关知能演练强化闯关第61页，此课件共62页哦本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放第62页，此课件共62页哦