电动势闭合电路的欧姆定律.ppt

7 7、2 2闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律阜宁县第一高级中学：唐超阜宁县第一高级中学：唐超一、一、电动势电动势定定义义式式 EW非非/q方向方向在在电电源内部由源内部由负负极指向正极极指向正极大小大小(1)等于外等于外电电路断开路断开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负负极移到正极所做的功极移到正极所做的功abcd解析解析：选：选BC.电动势的大小在数值上等于非静电力把单位电动势的大小在数值上等于非静电力把单位正电荷由负极移到正极所做的功，故正电荷由负极移到正极所做的功，故A错错B对；电路断开时对；电路断开时，两极电压等于电动势，两极电压等于电动势，C对；电动势是由电源本身决定的对；电动势是由电源本身决定的，与外电路无关，故，与外电路无关，故D错错外电路外电路: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复习回顾、闭合电路复习回顾、闭合电路: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。3 3、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况（1 1）在）在外电路外电路中，沿电流方向电势降低。中，沿电流方向电势降低。（2 2）在）在内电路内电路中，一方面，存在内阻，沿电中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势在电势“跃升跃升”。bdacababcd1 1、若外电路中的用电器都是纯电阻、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时，在时间间t内外电路中有多少电能转化为内能？内外电路中有多少电能转化为内能？E外外=I2 2Rt2 2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？也有一部分电能转化为内能，是多少？E内内=I2 2rt3 3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t内内非静电力做多少功非静电力做多少功W=EqEIt4 4、以上各能量之间有什么关系？、以上各能量之间有什么关系？讨论讨论rERK根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。W=E外外+E内内即：EIt=I2Rt+I2rt、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动、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势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比、对纯电阻电路、对纯电阻电路 二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律说明：说明：2 2、是外电路上总的电势降落，习惯上叫是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端路端电压电压.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、有什么区别有什么区别纯电阻电路纯电阻电路都适用都适用例例2(单单选选)一一电电池池外外电电路路断断开开时时的的路路端端电电压压为为3 V，接接上上8 的的负负载载电电阻阻后后路路端端电电压压降降为为2.4 V，则则可可以以判判定定电电池池的的电动势电动势E和内阻和内阻r为为()AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 考点考点2闭闭合合电电路的分析路的分析计计算算例例3、在在如如图图所所示示的的电电路路中中，R12，R2R34，当当开开关关S接接a时时，R2上上消消耗耗的的电电功功率率为为4 W，当当开开关关S接接b时时，电压电压表示数表示数为为4.5 V，试试求：求：(1)开关开关S接接a时时，通，通过电过电源的源的电电流和流和电电源两端的源两端的电压电压；(2)电电源的源的电动势电动势和内和内电电阻；阻；(3)当开关当开关S接接c时时，通，通过过R2的的电电流流【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是解式是解题题的前提和关的前提和关键键【答案】【答案】见见解析解析例例4 4、如如图图所所示示的的电电路路中中，电电源源电电动动势势为为12 V，电电源源内内阻阻为为1.0，电电路路中中的的电电阻阻R0为为1.5，小小型型直直流流电电动动机机M的的内内阻阻为为0.5 .闭闭合合开开关关S后后，电电动动机机转转动动，电电流流表表的的示示数数为为2.0 A则则以下判断中正确的是以下判断中正确的是()A电动电动机的机的输输出功率出功率为为14 WB电动电动机两端的机两端的电压为电压为7 VC电动电动机机产产生的生的热热功率功率为为4 WD电电源源输输出的出的电电功率功率为为24 W解解析析：选选B.根根据据题题意意，由由电电路路图图可可知知：电电动动机机与与定定值值电电阻阻R0流流过过的的电电流流相相等等，大大小小等等于于电电流流表表示示数数2.0 A由由闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律可可得得电电动动机机两两端端电电压压的的大大小小为为UMEI(rR0)7 V，所所以以电电动动机机的的输输出出功功率率为为PUMII2RM12 W，则则A错错误误、B正正确确；电电动动机机的的热热功功率率：PMI2RM2 W，选选项项C错错误误；电电源源的的输输出出功功率率为为P出出EII2r20 W，选选项项D错误错误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：电键闭合时、如图电路：电键闭合时R增大，增大，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（动态变化分析）动态变化分析）E、rsRAV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U U与与R R为非线性关系为非线性关系UR0E渐近线渐近线1.如图所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的如图所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是电灯的数目增多时，下面说法正确的是()A外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小变小B外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变C外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变D外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小变小、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、rAVE、rAV3、动态变化分析、动态变化分析全电路欧姆定律之中的动态分析的具体步骤全电路欧姆定律之中的动态分析的具体步骤:(1)(1)判断动态源及动态源总电阻的变化判断动态源及动态源总电阻的变化,判断全判断全电路总电阻的变化情况电路总电阻的变化情况(2)(2)判断闭合电路干路电流的变化情况判断闭合电路干路电流的变化情况(3)(3)依据依据U=E-Ir，判断外电路电压，判断外电路电压(路端电压路端电压)的变化情况的变化情况(4)(4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化的变化1、电路的变化主要来自两种情况：、电路的变化主要来自两种情况：滑动变阻器滑动（传感器温度，光强的变化）滑动变阻器滑动（传感器温度，光强的变化）电键的开和关电键的开和关(或灯泡的烧坏或灯泡的烧坏)局部局部R变化变化2、分析方法：、分析方法：局部局部 整体整体 局部局部内电压变化内电压变化外电压变化外电压变化整体整体R总总变化变化总电流变化总电流变化具体分析具体分析“电压电压”和和“电流电流”两条腿走路两条腿走路电路的动态分析和计算电路的动态分析和计算（局部（局部 整体整体 局部）局部）U外外=UR1+UR2R变变 R总总 I总总=I2+I3【例【例5 5】如图所示电路，当滑动】如图所示电路，当滑动变阻器的滑片变阻器的滑片P P向上移动时，判向上移动时，判断电路中的电压表、电流表的断电路中的电压表、电流表的示数如何变化示数如何变化?电压表电压表1 1、2 2示数变化谁大？示数变化谁大？1、在如图所示的电路中，在如图所示的电路中，Rt为半导体热敏为半导体热敏电阻，闭合开关，灯泡电阻，闭合开关，灯泡L1、L2、L3的亮度的亮度相同当相同当Rt处的温度升高时，小灯泡的亮度处的温度升高时，小灯泡的亮度变化情况是变化情况是()AL1变亮，变亮，L2变暗，变暗，L3变亮变亮BL1变暗，变暗，L2变亮，变亮，L3变暗变暗CL1、L2变亮，变亮，L3变暗变暗DL1、L2变暗，变暗，L3变亮变亮2、在图所示的电路中，电源的电动势为在图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为，内阻为r，电，电键键K原来闭合，现把原来闭合，现把K打开，则电流表和电压表的示数变打开，则电流表和电压表的示数变化情况为：化情况为：（）A、A表示数增大，表示数增大，V表示数减小表示数减小B、A表示数增大，表示数增大，V表示数增大表示数增大C、A表示数减小，表示数减小，V表示数减小表示数减小D、A表示数减小，表示数减小，V表示数增大表示数增大KR1R2R3RAV灯与灯与B B灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是对两灯明暗程度的变化判断正确的是()A A、A A、B B灯都变亮灯都变亮B B、A A、B B灯都变暗灯都变暗C C、A A灯变亮，灯变亮，B B灯变暗灯变暗D D、A A灯变暗，灯变暗，B B灯变亮灯变亮BE、rsRBA4.4.如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时（当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时（）A A、电压表的读数增大，电流表的读数减小、电压表的读数增大，电流表的读数减小 B B、电压表和电流表的读数都增大、电压表和电流表的读数都增大 C C、电压表和电流表的读数都减小、电压表和电流表的读数都减小 D D、电流表的读数增大，电压表的读数减小、电流表的读数增大，电压表的读数减小A AR1R2R3VA四、电源的外特性曲线四、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 (2)(2)图象的物理意义图象的物理意义UIOEI短注意横坐标起始值是不是 零。UI0E EI短短UI1.01.505 5、如图是某电源的路端电压、如图是某电源的路端电压U随干路电流随干路电流I的变化图象的变化图象,由图象可知由图象可知,该电源的电动该电源的电动势为势为 V,V,内阻为内阻为 U/VI/AO1232463 36 6、有两节电池、有两节电池,它们的电动势分别为它们的电动势分别为E1 1和和E2 2,内电阻分别为内电阻分别为r1 1和和r2 2.将它们分别连成将它们分别连成闭合电路闭合电路,其外电路的电流其外电路的电流I和路端电压和路端电压U U的关系如图所示的关系如图所示,可以判定可以判定()()ABABUIO12A.A.图象交点所示状态图象交点所示状态,两电路的外电阻相等两电路的外电阻相等B.B.E1 1 E2 2,r1 1 r2 2C.C.图象交点所示状态图象交点所示状态,两电路的电阻相等两电路的电阻相等D.D.E1 1 E2 2,r1 1 r时，随着R的增大输出功率越来越小.当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大.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R1R2=r2.P出与R的关系如图所示.1.1.电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是的是()ACDACD电源的路端电压一定逐渐变小电源的路端电压一定逐渐变小 电源的输出功率一定逐渐变小电源的输出功率一定逐渐变小电源内部消耗的功率一定逐渐变大电源内部消耗的功率一定逐渐变大电源的供电效率一定逐渐变小电源的供电效率一定逐渐变小2.2.如图所示的电路中如图所示的电路中,电源的电动势为电源的电动势为2V,2V,内阻内阻为为,R,R0 0为为2 2,变阻器的阻值变化范围为变阻器的阻值变化范围为010,010,求求:(1)(1)变阻器阻值多大时变阻器阻值多大时,R0 0消耗的功率最大消耗的功率最大.(2)(2)变阻器阻值多大时变阻器阻值多大时,变阻器消耗的功率最大变阻器消耗的功率最大.其最大功率为多少其最大功率为多少?R0E rR3 3、直流发电机、直流发电机E=250V,r=3E=250V,r=3,R R1 1=R=R2 2=1=1 ，电热丝组，电热丝组中装有中装有5050只完全相同的电热丝，每只电热丝的额定电只完全相同的电热丝，每只电热丝的额定电压为压为200V200V，额定功率为，额定功率为1000W1000W，其他电阻不计，不计，其他电阻不计，不计电热丝电阻随温度的变化电热丝电阻随温度的变化，问：问：(1)(1)当接通几只电热丝时，实际使用的电热丝能正常工作当接通几只电热丝时，实际使用的电热丝能正常工作?(2)(2)当接通几只电热丝时，发电机输出功率最大当接通几只电热丝时，发电机输出功率最大?(3)(3)当接通几只电热丝时，电热丝组加热物体最快当接通几只电热丝时，电热丝组加热物体最快?(4)(4)当接通几只电热丝时，电阻当接通几只电热丝时，电阻R R1 1、R R2 2上消耗的功率最大上消耗的功率最大?(5)(5)当接通几只电热丝时，实际使用的每只电热丝中电流最大当接通几只电热丝时，实际使用的每只电热丝中电流最大?4、如图所示，直线、如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率为某一直流电源的总功率P随电流随电流I变化的图线，抛物线变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内为同一直流电源内部热功率部热功率Pr随电流随电流I变化的图线，若变化的图线，若A、B对应的横坐对应的横坐标为标为2A，那么线段，那么线段AB表示的功率及表示的功率及I=2A对应的外电对应的外电阻分别是阻分别是 （）A、2W，0.5 B、4W，2 C、2W，1 D、6W，2P/WO91C23I/AAB提示：先由提示：先由P=EI和和Pr=I2r 得得E和和r。重点：理解线段重点：理解线段AB的意义。的意义。六、电路故障分析题型六、电路故障分析题型短路处特点：短路处特点：有电流通过而电压为零有电流通过而电压为零断路处特点：断路处特点：电路电压不为零而电流为零电路电压不为零而电流为零2.检查电路故障的常用方法检查电路故障的常用方法仪表检测法仪表检测法(电压表电压表)读数为零读数为零这部分电路短路这部分电路短路这部分以外电路某处有断路这部分以外电路某处有断路有读数有读数相反相反1.1.如图所示的电路中如图所示的电路中,电源电动势为电源电动势为6V,6V,当开关接当开关接通后通后,灯泡灯泡L1 1和和L2 2都不亮都不亮,用电压表测得各部分用电压表测得各部分电压是电压是Uabab=6V,=6V,Uadad=0V,=0V,Ucdcd=6V,=6V,由此可以判定由此可以判定()A A、L1 1和和L2 2 的灯丝都烧断了的灯丝都烧断了 B B、L1 1的灯丝烧断的灯丝烧断 C C、L2 2的灯丝烧断的灯丝烧断 D D、变阻器、变阻器R断路断路C CRsL1L2adcb【方法提【方法提炼炼】故障分析方法故障分析方法(1)仪仪器器检测检测法法断点故障的判断：断点故障的判断：用用电压电压表与表与电电源并源并联联，若有，若有电压时电压时，再，再逐段与逐段与电电路并路并联联，若，若电压电压表指表指针针偏偏转转，则该则该路段中有断点路段中有断点.短路故障的判断：短路故障的判断：用用电压电压表与表与电电源并源并联联，若有，若有电压时电压时，再，再逐段与逐段与电电路并路并联联，当，当电压电压表示数表示数为为零零时时，该电该电路被短路；当路被短路；当电压电压表示数不表示数不为为零零时时，则该电则该电路不被短路或不完全被短路路不被短路或不完全被短路.(2)排除法：排除法：如果如果电电路路发发生某种故障生某种故障,寻寻求故障求故障发发生在何生在何处时处时,可将整个可将整个电电路划分路划分为为若干部分；然后逐一假若干部分；然后逐一假设设某部分某部分电电路路发发生故障，运用生故障，运用电电路路规规律律进进行正向推理，推理行正向推理，推理结结果若与果若与题题干中干中所述物理所述物理现现象不符合，象不符合，则则故障不是故障不是发发生在生在这这部分部分电电路；若推路；若推理理结结果与果与题题干中所述物理干中所述物理现现象符合，象符合，则则故障可能故障可能发发生在生在这这部部分分电电路，直到找出路，直到找出发发生故障的全部可能生故障的全部可能为为止止.2、如图所示电路中灯泡、如图所示电路中灯泡L1发光，灯泡发光，灯泡L2、L3均不亮，均不亮，A1有读数，有读数，A2没有读数，则产生没有读数，则产生故障应是（设只是一处有故障）故障应是（设只是一处有故障）A.灯泡灯泡L1断路断路B.灯泡灯泡L2断路断路C.灯泡灯泡L2短路短路D.灯泡灯泡L3短路短路C C3.3.如图所示的电路中如图所示的电路中,开关开关S S闭合后闭合后,由于电阻发由于电阻发生短路或者断路故障生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数电压表和电流表的读数都增大都增大,则肯定出现了下列那种故障则肯定出现了下列那种故障()()A A、R1 1短路短路 B B、R2 2短路短路 C C、R3 3短路短路 D D、R1 1断路断路A AR1R2R3VsE rA七、含容电路的分析七、含容电路的分析思路方法：思路方法：1 1、电路稳定后，电路稳定后，电容器在电路中就相当于断路电容器在电路中就相当于断路2 2、电路稳定后，电路稳定后，电容所在电路无电流电容所在电路无电流，所以其所以其两端的电压就是所在支路两端的电压两端的电压就是所在支路两端的电压3 3、电路的、电路的电压、电流变化电压、电流变化时，会时，会引起电容器的引起电容器的充放电充放电，进而引起内部电场的变化，进而引起内部电场的变化1.1.图中图中,开关开关S S1 1、S S2 2均处于闭合状态均处于闭合状态,在分别断开在分别断开S S1 1、S S2 2 后的短暂过程中后的短暂过程中,关于流过电阻关于流过电阻R1 1、R2 2的电流方向的电流方向,以下判断正确的是（以下判断正确的是（）A A、若只断开、若只断开S S1 1,流过流过R1 1的电流方向为自左向右的电流方向为自左向右 B B、若只断开、若只断开S S1 1,流过流过R1 1的电流方向为自右向左的电流方向为自右向左 C C、若只断开、若只断开S S2 2,流过流过R2 2的电流方向为自左向右的电流方向为自左向右 D D、若只断开、若只断开S S2 2,流过流过R2 2的电流方向为自右向左的电流方向为自右向左ACACR1R2Cs2s1E2.2.在如图所示的电路中在如图所示的电路中,电源的电动势电源的电动势E=3.0V,=3.0V,内内阻阻r=1.0;=1.0;R1 1=10,=10,R2 2=10,=10,R3 3=30,=30,R4 4=35;=35;电容器的电容电容器的电容C=100F.=100F.电容器原来不带电电容器原来不带电.求求接通电键接通电键S S后流过后流过R4 4的总电量的总电量.R1R2CsE,rR4R33 3、如如图图所所示示的的电电路路中中各各元元件件值值分分别别为为：R R1 1=R=R2 2=10=10，R R3 3=R=R4 4=20=20，电电容容C=300 C=300 FF，电电源源电电动动势势E=6 E=6 V V，内内阻阻不不计计，原原先先双双掷掷开开关关S S与与触触点点2 2接接触触，则则当当开开关关S S从从与与触触点点2 2接接触触改改为为与与触触点点1 1接接触触，待待电电路路稳稳定定后，试求：后，试求：（1 1）电容器）电容器C C所带电荷量；所带电荷量；（2 2）若若开开关关从从与与触触点点1 1接接触触改改为为与与触触点点2 2接接触触，直直到到电流变为电流变为0 0时为止，求通过电阻时为止，求通过电阻R1R1的电荷量的电荷量.1、在如图所示电动势为、在如图所示电动势为V的电源跟一个的电源跟一个阻值阻值R=9的电阻接成闭合电路的电阻接成闭合电路,测得电测得电源两端电压为源两端电压为1.8V,求电源的内电阻求电源的内电阻.r=1E、rRV2、如图，、如图，R1=14,R2=9,当开关处于位置当开关处于位置1时时,电流表读数电流表读数I1=0.2A;当开关处于位当开关处于位置置2时时,电流表读数电流表读数I2=0.3A.求电源的电求电源的电动势动势E和内电阻和内电阻r.E=3V r=1sE、rR1AR212E=r=3、如图，、如图，R当开关当开关S断开时电压表的读数断开时电压表的读数为；当开关为；当开关S闭合时电压表的读数为则闭合时电压表的读数为则该电源的电动势和内电阻分别为多少该电源的电动势和内电阻分别为多少?E、rsRV1.1.如图所示的电路中如图所示的电路中,电池的电动势为电池的电动势为E,内阻为内阻为r,电路中的电阻为电路中的电阻为R1 1、R2 2和和R3 3的阻值相同的阻值相同.在在开关开关S S处于闭合状态下处于闭合状态下,若将开关若将开关S S1 1由位置由位置1 1切换切换到位置到位置2,2,则（则（）A A、电压表的示数变大、电压表的示数变大 B B、电池内部消耗的功率变大、电池内部消耗的功率变大 C C、电阻、电阻R2 2两端的电压变大两端的电压变大 D D、电池的效率变大、电池的效率变大B BR1R2R3V12ss1Er2.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,电动机的电阻电动机的电阻R0,电阻电阻R1.电动机正常工电动机正常工作时作时,电压表的示数电压表的示数U1=3.0V,求求:(1)电源释放的电功率电源释放的电功率.(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