2.7闭合电路的欧姆定律(2).ppt

湛江二中物理组湛江二中物理组湛江二中物理组湛江二中物理组2020202010101010年年年年1 1 1 12 2 2 2月月月月闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律电路复习电路复习第三单元第三单元 1 1、什么是电源？、什么是电源？2 2、电源电动势的概念、电源电动势的概念?物理意义物理意义?把其它形式的能转换成电能的装置。把其它形式的能转换成电能的装置。（1 1）定义：在电源内部非静电力把单位正电）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。荷从电源的负极移到正极所做的功。（2 2）意义：电动势表示电源将其他形式的能）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。转化为电能本领。复习回顾复习回顾:（3）大小：在数值上等于不接用电器时）大小：在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压电源正负两极间的电压外电路外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路电源外部的用电器和导线构成外电路.内电路内电路:电源内部是内电路电源内部是内电路.内电路内电路外电路外电路一、闭合电路的结构一、闭合电路的结构:1 1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路rERs2 2、闭合回路的电流方向、闭合回路的电流方向在在内电路内电路中，即在电源内部，通过非静电中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方电流方向为负极流向正极向为负极流向正极。在在外电路外电路中，中，电流方向由正极流向负极电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。沿电流方向电势降低。内内电路与电路与外外电路中的电流强度是电路中的电流强度是相同相同的。的。表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比正比，跟内、外电路的电阻之和成反比二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律说明：说明：2 2、是外电路上总的电压，习惯上叫是外电路上总的电压，习惯上叫路端电压路端电压.3 3、是内电路上的电势降落，习惯上叫是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压内电压.1 1、外电路两端的电压叫路端电压外电路两端的电压叫路端电压、如图电路：、如图电路：R R增大，增大，R R减小，减小，路端电压路端电压:三、路端电压跟负载的关系三、路端电压跟负载的关系、两个特例：、两个特例：（2 2）外电路）外电路短路短路时时（1 1）外电路）外电路断路断路时时E、rsRAVE、rAVE、rAV电流减小，电流减小，路端电压增大路端电压增大电流增大，电流增大，路端电压减小路端电压减小、电源的外特性曲线、电源的外特性曲线 路端电压路端电压U U随电流随电流I I变化的图象变化的图象 (1)(1)图象的函数表达图象的函数表达 在在横轴横轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的短路电流短路电流图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越厉害图线倾斜得越厉害在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示电源表示电源的的电动势电动势E E (2)(2)图象的物理意义图象的物理意义UIOEI短四：常见题型四：常见题型题型一：欧姆定律的应用题型一：欧姆定律的应用题型二：电路的动态分析及故障分析题型二：电路的动态分析及故障分析题型三：题型三：电源的输出功率及效率电源的输出功率及效率题型四：题型四：含容电路的分析含容电路的分析AR1R2E?,r?R382412例题例题:如图如图,当电键打开电流表的示数为当电键打开电流表的示数为 1.0A1.0A，当电键闭合电流表的示数为，当电键闭合电流表的示数为1.8A1.8A 则电源的电动势和内阻分别为多少则电源的电动势和内阻分别为多少?.?.(1)36V,(2)4题型一：欧姆定律的应用题型一：欧姆定律的应用VR1R2E?,r?R382412例题变形例题变形:如图如图,(1),(1)电键电键打开伏特表的示数打开伏特表的示数为为16V16V(2)(2)电键闭合伏特表的电键闭合伏特表的示数为示数为12V12V则电源的电动势和内阻则电源的电动势和内阻分别为多少分别为多少?.?.(1)24V,(2)16拓展练习：拓展练习：在如图所示电路中，闭合开头在如图所示电路中，闭合开头S，当滑动变阻，当滑动变阻器的滑片器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用电表的示数分别用I、U1、U2和和U3表示，电表示数变化量的大表示，电表示数变化量的大小分别用小分别用I、U1、U2和和U3表示表示.下列比值正确的是（）下列比值正确的是（）A.不变，不变，不变不变B.变大，变大，变大变大C.变大，变大，不变不变D.变大，变大，不变不变【答案答案】ACD例例（2009年宁夏理综卷）年宁夏理综卷）在如图在如图49-9所示的电路中，所示的电路中，E为电源为电源的电动势，的电动势，r为电源的内阻，为电源的内阻，R1和和R3均为定值电阻，均为定值电阻，R2为滑动为滑动变阻器变阻器.当当R2的滑片的滑片P在在a端时合上开关端时合上开关S，此时三个电表、和此时三个电表、和的示数分别为的示数分别为I1、I2和和U.现将现将R2的滑片的滑片P向向b端移动，则三个电端移动，则三个电表示数的变化情况是（）表示数的变化情况是（）题型二：电路的动态分析及故障分析题型二：电路的动态分析及故障分析A.I1增大增大，I2不变不变，U增大增大B.I1减小减小，I2增大，增大，U减小减小C.I1增大，增大，I2减小，减小，U增大增大D.I1减小，减小，I2不变，不变，U减小减小故选项故选项B正确正确【例例2 2】如图如图1111所示的电路中所示的电路中,灯泡灯泡A A和和B B原来都是原来都是 正常发光正常发光.忽然灯泡忽然灯泡B B比原来变暗了些比原来变暗了些,而灯泡而灯泡A A 比原来变亮了些比原来变亮了些,试判断电路中什么地方出现断试判断电路中什么地方出现断 路的故障路的故障?(?(设只有一处出现了故障设只有一处出现了故障)图图1111R2断路断路拓展练习拓展练习1.1.如图如图1616所示所示,电源电动势电源电动势 E E=8 V,=8 V,内阻不为零内阻不为零,电灯电灯A A标有标有“10 V,10 W10 V,10 W”字样字样,电灯电灯B B标有标有“8 V,20 W8 V,20 W”字样字样,滑动滑动变阻器的总电阻为变阻器的总电阻为6.6.闭合开关闭合开关S,S,当滑动触头当滑动触头P P由由a a端端向向b b端滑动的过程中端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化不考虑电灯电阻的变化)()()A.电流表的示数一直增大电流表的示数一直增大,电压表的示数一直减小电压表的示数一直减小B.电流表的示数一直减小电流表的示数一直减小,电压表的示数一直增大电压表的示数一直增大C.电流表的示数先增大后减小电流表的示数先增大后减小,电压表的示数先减小后增电压表的示数先减小后增大大D.电流表的示数先减小后增大电流表的示数先减小后增大,电压表的示数先增大后减电压表的示数先增大后减小小答案答案 A1.电源的总功率：电源的总功率：P总总=IE=IU外外+IU内内=P输输+P内内.2.电源的输出功率：电源的输出功率：P输输=IU外外=IE-I2r.讨论：对于任意电路，当讨论：对于任意电路，当I=时输出功率最大，即时输出功率最大，即Pm=；对于纯电阻电路，当对于纯电阻电路，当R=r时输出功率最大，即时输出功率最大，即Pm=.3.电源的内部发热功率：电源的内部发热功率：P=I2r=IU内内=P总总-P输输.4.电源的效率电源的效率：=.5.图象图象（1）P输输-I图象如图图象如图49-3所示所示.注：图线为抛物线注：图线为抛物线.图图49-3关于电源的输出功率及效率关于电源的输出功率及效率（2）P输输-R图象（纯电阻电路）如图所示图象（纯电阻电路）如图所示.注：当注：当R1R2=r2时时，P1=P2.闭合电路的闭合电路的U-IU-I图象图象 o IU0 M（I0,U0）UEb aNI0 Im1 1）右图中）右图中a a为为闭合电路闭合电路的的U-IU-I图象图象b b为为部分电路部分电路(外电阻外电阻)的的U-IU-I图象图象 2 2）两者的交点坐标表示该电阻）两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的接入电路时的路端电压与电流路端电压与电流.3 3）a a的斜率的斜率的绝对值表示的绝对值表示电源内电源内阻的阻的大小、大小、b b的斜率的斜率的绝对值表的绝对值表示示接入电路中外电阻的接入电路中外电阻的的大小的大小 4 4）图中虚线矩形的面积表示）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。接入该电阻时的输出功率。当两个当两个斜率相等斜率相等时时（即内、外电阻相等）（即内、外电阻相等）图中矩图中矩形面积形面积最大最大，即，即输出功率输出功率最大。最大。例例1 1 在图所示的电路中，电池电动势=5V，内电阻r=10，固定电阻R=90，Ro是可变电阻，在Ro由零增大到400的过程中试求：（1）可变电阻Ro上消耗热功率最大的条件和最大热功率（2）电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和题型三：电源功率输出功率类问题题型三：电源功率输出功率类问题题型三：电源功率输出功率类问题题型三：电源功率输出功率类问题是1/16W；r和R上消耗热功率之和的最小值是0.01W例例2.如图所示的电路中如图所示的电路中,电源的电动势电源的电动势E=10V,内阻内阻r=0.5,电动机的电阻电动机的电阻R0=1.0,电阻电阻R1=1.5.电电动机正常工作时动机正常工作时,电压表的示数电压表的示数U1=3.0V,求求:(1)电源的总功率电源的总功率?(2)电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率?将电能转化为机械能的将电能转化为机械能的功率功率?(3)电源的输出功率电源的输出功率?R1ErV(1)P总总=20W(2)P电动机电动机=12W,P机机=8W(3)P出出=18W电键闭合时，电动机输出的机械功率电动机输出的机械功率是1.5W题型四：题型四：题型四：题型四：含容电路的分析含容电路的分析电容器充放电结束后电容器充放电结束后1、在直流电路中电容器可视为断路、在直流电路中电容器可视为断路2、与其相连的电阻无电流，两端没有电压，、与其相连的电阻无电流，两端没有电压，充当导线的作用充当导线的作用3、当电容器和用电器并联后接入电路时、当电容器和用电器并联后接入电路时,电电容器两极板间的电压与其并联用电器两端容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等的电压相等.4、电路的电流、电压变化时、电路的电流、电压变化时,将会引起电容将会引起电容器的充器的充(放放)电电.例例1、如图所示电路中，开关、如图所示电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮一油滴板间悬浮一油滴P，断开哪一个开关后，断开哪一个开关后P会向会向下运动下运动()A.S1 B.S2 C.S3 D.S4C例例2 2 如图如图8 8所示所示,E E=10 V,=10 V,r r=1,=1,R R1 1=R R3 3=5,=5,R R2 2=4,=4,C C=100 F.=100 F.当当S S断开时断开时,电容器电容器中带电粒子恰好处于静止状态中带电粒子恰好处于静止状态.求求:(1)S(1)S闭合后闭合后,带电粒子加速度的大小和方向带电粒子加速度的大小和方向.(2)S(2)S闭合后流过闭合后流过R R3 3的总电荷量的总电荷量.图图8 8答案答案 (1)g 方向竖直向上方向竖直向上 (2)410-4 C例例3 如图所示，电源电动势如图所示，电源电动势E=9 V，内电阻，内电阻r=0.5，电阻，电阻R1=5.0、R2=3.5、R3=6.0、R4=3.0，电容，电容C=2.0 F.当开关当开关K由与由与a接触到与接触到与b接触接触,通过通过R3的电量是多少？的电量是多少？流过流过R3的电量为的电量为Q=1.710-5 C.练习