2013高考物理一轮复习课件(人教版选修3-1)：第八章第二单元-第2课时闭合电路欧姆定律及应用资料.ppt

2013高考物理一高考物理一轮复复习课件件(人教人教版版选修修3-1)：第八章第二：第八章第二单元元-第第2课时闭合合电路欧姆定律及路欧姆定律及应用用资料料2021/5/222基础回顾基础回顾考点一 电动势 1电路的组成：闭合电路是由两部分组成的，一部分是电源外部的电路，叫_，主要器件有_，开关等，一部分是电源内部的电路，叫_，主要器件是能持续供电的电源设备2电动势(1)定义：非静电力对电荷做的功与移送电荷的电荷量的比值，即E_.在数值上等于电源没有接入电路时电源两端的_方向规定由_经电源内部指向_2021/5/223(2)物理意义：用来描述电源将_本领大小的物理量是反映能量转化的物理量，大小是由电源本身的物质构成决定的，跟_无关答案：1外电路用电器内电路2(1)电压负极正极(2)其他形式的能转化为电能外电路2021/5/224要点深化要点深化1电动势与电压含义的区别(1)电动势不是电压，电动势等于非静电力移送单位电荷所做的功，反映其他形式的能转化为电能本领的大小，可以区别不同电源移送相同电荷时做功本领的大小不同(2)电压即电势差，它表现在电路两点间形成电场，电场力推动电荷做功，完成的是由电能向其他形式的能的转化过程，从能量的转化关系看，电动势和电压是截然不同的物理量2电源的内电阻电源内电路也有消耗电能的物质，这些物质通过阻碍电源的电流做功而转化为电源内部的内能，故电源内部所具有的电阻叫做内电阻2021/5/225基础回顾基础回顾考点二 闭合电路的欧姆定律1内容：闭合电路中的电流跟_成正比，跟_成反比2公式：I_.3意义：描述了包含电源在内的全电路中，电流与电动势以及电路总电阻之间的关系它适用于_电路答案：1电源的电动势闭合电路的总电阻2021/5/2261路端电压跟外电阻的关系用电压表可以测出闭合电路中的外电压U(路端电压)及内电压U(内电路两端电压)，并且得出电源电动势等于外电压与内电压之和的结论，即EUU，路端电压UEU，因为UIr，所以UEIr.由于E及r一定，可从上式分析一下U与外电阻R的关系当R增大时，根据I ，I要减小，Ir也随之减小，则U增大；反之，当R减小时，I要增大，Ir也随之增大，则U减小可知：路端电压随外电阻的增大而增大要点深化要点深化2021/5/2272部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律两者的关系是局部和整体的关系，要注意处理好“局部影响整体，整体制约局部”的辩证关系在解答有关电流、电压及电功率变化和分配等问题时，应对电路的整体和各部分间的联系一起来进行分析3电源的功率、输出功率和效率(1)电源功率、电源热功率、电源输出功率对于电源的功率问题主要有三种情况：PIE是电源非静电力做功的功率，简称电源功率；P出IU是电源的输出功率；P内I2r是电源内部消耗的热功率，两种特殊情况：当R增至无穷大，即断路情况时，I0，Ir0，则UE，此时路端电压等于电源电动势当R减小为零，即短路情况时，I ，IrE，则U0.2021/5/228且三者间满足：PP出P内由于I ，所以电源的三个功率均受到外电阻R的变化所制约电源功率和电源内部消耗的热功率都是随外电阻R的增大而减小的一个单向的减函数，而电源的输出功率随外电阻变化的关系则不是单调函数，可由下式导出：2021/5/229可见，当Rr时，P出有最大值 .P出与外电阻R的函数关系可用如右图图线定性表示由图线还可看出，对于电源的某一个P0值(非最大值)可以有两个外电阻R1和R2与之对应，不难证明 .(2)电源的效率 100%效率随外电阻R的增大而提高当Rr时，电源有最大输出功率时，效率仅为50%.2021/5/22102021/5/2211题型一 探究闭合电路的动态问题闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化基本思路是“部分整体部分”即从阻值变化入手，由串、并联规律判知R总的变化情况再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况，其一般思路为：1确定电路的外电阻R外总如何变化(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)；(2)若电键的闭合使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的闭合使并联的支路增多，总电阻减小2021/5/22122根据闭合电路欧姆定律 确定电路的总电流如何变化3由U内I总r确定电源内电压如何变化4由U外EU内确定电源的外电压(路端电压)如何变化5由部分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6确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化(可利用串联电路的电压关系、并联电路的电流关系)具体分析程序如下：2021/5/22132021/5/2214在右图电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则()AA灯变亮、B灯变亮、C灯变亮BA灯变亮、B灯变亮、C灯变暗CA灯变亮、B灯变暗、C灯变暗DA灯变亮、B灯变暗、C灯变亮解析：滑片P向下移动时，变阻器电阻减小，外电路总电阻减小，根据I 电路电流强度I增大，灯A两端电压UA增大，而变亮，2021/5/2215根据UEIr，路端电压变小，UUAUB，所以UB减小，灯B电阻不变，所以灯B电流强度IB减小，灯B变暗电路电流强度IIBIC因为I增大、IB减小，所以IC增大灯C应变亮选项D正确 答案：D点评：灯泡亮暗问题可从电流、电压的角度分析，先判总电阻的变化，从而判断电流、电压的变化2021/5/2216题型训练题型训练1.如右图所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看作是理想电表，当闭合开关、将滑动变阻器的触片从左端滑到右端时，下列说法中正确的是()A小灯泡L1、L2均变暗B小灯泡L1变亮，V1表的读数变大C小灯泡L2变暗，V2表的读数变大D小灯泡L2变暗，V2表的读数变小2021/5/2217解析：首先要认清电路特点，小灯泡L1与滑动变阻器并联，并联后再与小灯泡L2串联；V1表测电源的外电压，V2表测小灯泡L2两端的电压，滑动变阻器的触片从左端滑到右端时，滑动变阻器的电阻值变大，并联电阻就变大，电路的总电阻就变大，电流就变小，内电压变小，V1表的示数变大；因L2连在干路，故其电流变小，电压自然变小，故V2表的示数变小，功率也变小，灯L2变暗；因此灯泡L1两端的电压变大，故L1变亮答案：BD2021/5/2218题型二 含电容器电路的分析与计算方法1电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压2当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等3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如右图所示，在A、B两点间接一电动势为4 V、内电阻为1 的直流电源，电阻R1、R2、R3的阻值均为4，电容器C的电容为30 F，电流表的内阻不计，闭合电键，求：2021/5/2219(1)电流表的读数；(2)电容器所带的电荷量；(3)断开电键后，通过R2的电荷量解析：(1)由于电阻R1、R2被电流表所短路，所以，电流表的读数为：2021/5/2220(2)电容器的带电荷量为：QCUCCUR3CIR3301060.84 C9.6105 C.(3)当电键断开，电容器相当于电源，外电路是：电阻R1、R2并联后串联R3.由于各电阻阻值相同，所以通过R2的电荷量为：Q 4.8105 C.答案：(1)0.8 A(2)9.6105 C(3)4.8105 C2021/5/2221题型训练题型训练2如图所示电路，开关S原来是闭合的，当R1、R2的滑片刚好处于各自的中点位置时，悬在空气平行板电容器C两水平极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是()A把R1的滑片向左移动B把R2的滑片向左移动C把R2的滑片向右移动D把电容器C的下极板下移2021/5/2222 解析：要使尘埃向下加速运动，则电场力减小，方法一是保持电容器两板距离不变使其电压减小，二是保持电容器的电压不变使其两板距离增大由于电容器的电阻极大，故跟它串联的电阻R1相当于一条导线，滑片无论如何滑动，都不影响电容器的电压；这样电容器的电压只认电阻R2滑片左侧的电压，当把R2的滑片向左移动时电容器的电压变小由此可知BD正确答案：BD2021/5/2223题型三 探究输出功率的问题如图所示，电路中电池的电动势E5 V，内电阻r10，固定电阻R90，R0是变阻箱，在R0从零增加到400 的过程中，求：(1)R0取何值时，R上消耗的功率最大？(2)可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率；(3)电池的电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和解析：(1)R0取0时，电路的电流最大，固定电阻R上消耗的功率最大(2)可变电阻R0上消耗的热功率：2021/5/2224故R0100 0时，P0最大，其最大值：(3)当电流最小时，电阻r和R消耗的热功率最小，此时R0应调到最大400，内阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和为答案：(1)R0取0时R上消耗的功率最大(2)R0取100 时 R0消耗的功率最大，为(3)0.01 W2021/5/2225 题型训练题型训练3两个分别标有“6 V,6 W”和“6 V,9 W”的小灯泡L1和L2，把它们分别接在同一直流电源(电源的内阻不能忽略)上，小灯泡L1消耗的功率恰好等于6 W，则小灯泡L2消耗的功率()A等于9 WB小于9 WC大于9 W D条件不足，无法确定解析：根据题意得小灯泡L1和L2的电阻分别为R16 和R24.设电源的电动势为E，内阻为r，由于小灯泡L1正常发光，故有关系式EI1(R1r)6r.对小灯泡L2，其实际电压2021/5/2226因r0，故U26 V所以小灯泡L2消耗的功率小于9 W.答案：B2021/5/22272021/5/2228警示死记结论乱套试题造成的错误 有四个电源，电动势均为8 V，内阻分别为1、2、4、8，今要对R2 的电阻供电，问选择内阻为多大的电源才能使R上获得的功率最大()A1 B2 C4 D8 错解：依“外电阻等于内电阻(Rr)时，外电路上的电功率有最大值”可知，应选内阻2 的电源对R供电，故选B.分析纠错：上述错解的根源在于滥用结论事实上，确定的电源有最大的输出功率和确定的外电路上获得最大功率的条件是不同的2021/5/2229“外电阻等于内电阻(Rr)时，外电路上的电功率有最大值”只适用于电源确定而外电阻可选择的情形，而本题实属外电阻确定而电源可选的情况，两者意义不同，不可混为一谈由PI2R可知，R上消耗的功率显然，P是r的单调减函数，所以就题设条件而言，r取1 时P有最大值，应选A.答案：A2021/5/2230祝祝您您2021/5/2231谢谢大家！