高二物理选修直流电路精选文档.ppt

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1、高二物理选修直流电路2022/9/221本讲稿第一页，共七十页 总体归纳：七、四、四、二、五总体归纳：七、四、四、二、五 七个基本概念七个基本概念 四个基本规律四个基本规律 四种常见电路四种常见电路 两个伏安曲线两个伏安曲线 五个电学实验五个电学实验2022/9/222本讲稿第二页，共七十页1 1电流，欧姆定律，电阻和电阻定律电流，欧姆定律，电阻和电阻定律 2 2电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系 3 3半导体及其应用，超导及其应用半导体及其应用，超导及其应用 4 4电阻的串，并联，串联电路的分压作用，并联电路的分电阻的串，并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用流作用 5 5电功和电功

2、率，串联，并联电路的功率分配电功和电功率，串联，并联电路的功率分配 6 6电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压压 7 7电流、电压和电阻的测量；电流表、电压表和多用电表电流、电压和电阻的测量；电流表、电压表和多用电表的使用、伏安法测电阻的使用、伏安法测电阻 考纲要求考纲要求2022/9/223本讲稿第三页，共七十页知识网络知识网络恒恒定定电电流流基基本本概概念念电流电流定义、条件、方向定义、条件、方向电流强度电流强度电压电压定义式定义式 UAB=WAB/q=A B定义式定义式 I=q/t微观表示微观表示 I=nqsv决定式决定式 I

3、=U/R=E/(R+r)决定式决定式 U=IR，U外外=EIr，U内内=Ir电阻电阻定义式定义式 R=U/I决定式决定式 R=L/S电动势电动势定义式定义式 E=W非静电力非静电力/q量度式量度式 E=U外外+U内内=IR+Ir电功电功定义式定义式 W=qU=IUt(纯电阻、非纯电阻电路纯电阻、非纯电阻电路)计算式计算式 W=I2Rt=U2t/R(纯电阻电路纯电阻电路)电功率电功率用电器用电器定义式定义式 P=W/t计算式计算式 P=IU=I2R=U2/R纯电阻纯电阻电源电源总功率：总功率：P总总=IE、输出功率：、输出功率：P出出=IU端端损失功率损失功率P损损=I2r、效率：、效率：=P出

4、出/P总总2022/9/224本讲稿第四页，共七十页基基本本规规律律电阻定律电阻定律内容内容公式：公式：R=L/S电阻率、超导、半导体电阻率、超导、半导体欧姆定律欧姆定律部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律 I=U/R闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 I=E/（R+r)复习指南复习指南1、本章是高考的重点，主要考查欧姆定律、串并联电路中电流电压和功、本章是高考的重点，主要考查欧姆定律、串并联电路中电流电压和功率的分配。率的分配。2、本章可与机械能、电场、电磁感应、磁场、交变电流等知识综合出题。、本章可与机械能、电场、电磁感应、磁场、交变电流等知识综合出题。3、实验是本章的重中之重，是高考试卷中的常

5、客，我们将在以后作专题复、实验是本章的重中之重，是高考试卷中的常客，我们将在以后作专题复习。习。2022/9/225本讲稿第五页，共七十页第一课时第一课时 电流、电阻定律、欧姆定律电流、电阻定律、欧姆定律一、电流一、电流1、电流的形成、电流的形成电荷的电荷的定向定向移动形成电流移动形成电流电子电子正、负离子正、负离子金属导电金属导电电解液导电电解液导电气体导电气体导电电解液导电电解液导电电流形成的条件电流形成的条件存在自由电荷存在自由电荷导体两端存在电势差导体两端存在电势差电流的分类电流的分类方向不变方向不变方向、大小都不变方向、大小都不变方向改变方向改变直流电直流电恒定电流恒定电流交变电流交

6、变电流电流的方向电流的方向规定：正电荷的定向移动方向为电流方向规定：正电荷的定向移动方向为电流方向电路中电源外部从正极到负极，电源内部从负极到正极。电路中电源外部从正极到负极，电源内部从负极到正极。2022/9/226本讲稿第六页，共七十页2、电流的大小、电流的大小定义：通过导体横截面的电量定义：通过导体横截面的电量q与通过这些电量所需时间与通过这些电量所需时间t的的比值比值叫叫电流。电流。定义式：定义式：I=q/t单位：安培（单位：安培（A）是国际单位制中的基本单位是国际单位制中的基本单位金属导体中电流的微观表达式金属导体中电流的微观表达式导体单位体积内的自由电荷数：导体单位体积内的自由电荷

7、数：n自由电荷的带电量：自由电荷的带电量：q导体的横截面积：导体的横截面积：S自由电荷定向移动速率：自由电荷定向移动速率：vI=nqvS题型一题型一 对电流的理解对电流的理解在电解槽中，在电解槽中，1 min内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数分别为分别为1.1251021和和7.51020，则通过电解槽的电流为，则通过电解槽的电流为_ 2022/9/227本讲稿第七页，共七十页 设氢原子中电子在半径为设氢原子中电子在半径为r的轨道上做圆周运动，电子的的轨道上做圆周运动，电子的的轨道上做圆周运动，电子的的轨道上做圆周运动，电子的电量为电量为电量为

8、电量为e e，质量为，质量为，质量为，质量为m，静电力常量为，静电力常量为k k，试求等效电流的电，试求等效电流的电，试求等效电流的电，试求等效电流的电流强度流强度流强度流强度 某电解槽中某电解槽中,如果在如果在如果在如果在1s1s内共有内共有内共有内共有51018个二价正离子和个二价正离子和个二价正离子和个二价正离子和1101101919个一价负离子通过面积为个一价负离子通过面积为0.1m0.1m2的某横截面，则通过该横的某横截面，则通过该横截面的电流为多大？截面的电流为多大？有一横截面为有一横截面为有一横截面为有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为的铜导线，流经其中的电流为I I设每单位

9、设每单位设每单位设每单位体积的导线有体积的导线有体积的导线有体积的导线有n个自由电子，电子电量为个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向，此时电子的定向移动速度为移动速度为v在在t时间内，通过导体横截面的自由电子数时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（目可表示为（）(A)nvSt (B)nvt (C)It/e (D)It/Se(A)nvSt (B)nvt (C)It/e (D)It/Se(A)nvSt (B)nvt (C)It/e (D)It/Se(A)nvSt (B)nvt (C)It/e (D)It/Se2022/9/228本讲稿第八页，共七十页解析解析 根据电流的定义式可知根据电

10、流的定义式可知,在在t t内通过导线横内通过导线横截面的电荷量截面的电荷量Q Q=t t所以在这段时间内通过的自由电子数为所以在这段时间内通过的自由电子数为N N=所以所以C C项正确项正确,D,D项错项错.由于自由电子定向移动的速率是由于自由电子定向移动的速率是v v,因此在时间因此在时间t t内内,位于以横截面位于以横截面S S为底、长为底、长l l=v vt t的这段导线内的自由的这段导线内的自由电子都能通过横截面电子都能通过横截面(如图如图).).这段导线的体积这段导线的体积V V=SlSl=S Sv vt t.所所以以t t内通过横截面内通过横截面S S的自由电子数为的自由电子数为N

11、 N=nVnV=nSnSv vt t,选项选项A A、2022/9/229本讲稿第九页，共七十页 来自质子源的质子（初速度为零），经来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为一加速电压为800kV的直线加速器加速，形的直线加速器加速，形成电流强度为成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知的细柱形质子流。已知质子电荷质子电荷e=1.6010-19C。这束质子流每秒。这束质子流每秒打到靶上的质子数为打到靶上的质子数为_。假定分布。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距质子束中与质子源相距L和和4L的两处，各取的两处，各取一段极短的

12、相等长度的质子流，其中的质子一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为数分别为n1和和n2，则，则n1 n2=_。L4L质子源v1 v22022/9/2210本讲稿第十页，共七十页二、电阻定律二、电阻定律1、内容：在温度不变时，导体的、内容：在温度不变时，导体的电阻电阻R与它的与它的长度长度l成正比成正比，与它，与它的的横截面积横截面积S成反比成反比。表达式：表达式：R=L/S决定电阻的大小决定电阻的大小2、电阻率、电阻率物理意义：反映材料的导电性能。由材料本身决定，与温度有关物理意义：反映材料的导电性能。由材料本身决定，与温度有关单位：单位：m电阻率随温度的变化电阻率随温度的变化金属电阻

13、率随温度升高而增大金属电阻率随温度升高而增大金属温度计（铂）金属温度计（铂）有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响标准电阻标准电阻温度降低电阻率减小温度降低电阻率减小温度降到某一值，电阻率突然为零温度降到某一值，电阻率突然为零超导超导转变温度转变温度2022/9/2211本讲稿第十一页，共七十页3、半导体、半导体定义：电阻率介于导体与绝缘体之间，且随温度升高反而降低的材料。定义：电阻率介于导体与绝缘体之间，且随温度升高反而降低的材料。半导体的特性半导体的特性热敏特性：温度升高电阻率迅速减小热敏特性：温度升高电阻率迅速减小热敏电阻（温控开关）热敏电阻（温控开关）

14、光敏特性：在光照下电阻率迅速减小光敏特性：在光照下电阻率迅速减小光敏电阻（光控开关）光敏电阻（光控开关）掺杂特性：掺入杂质导电性能大大增强掺杂特性：掺入杂质导电性能大大增强4、理解与巩固、理解与巩固关于电阻率，下列说法中不正确的是关于电阻率，下列说法中不正确的是（）A电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好；越好；B各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大；大；C所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，所谓超导体，当其温度

15、降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零；它的电阻率突然变为零；D某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻响，通常都用它们制作标准电阻 2022/9/2212本讲稿第十二页，共七十页如图如图7 7所示所示,两个截面不同两个截面不同,长度相等的长度相等的 均匀铜棒接在电路中均匀铜棒接在电路中,两端电压为两端电压为U U,则则 A.A.通过两棒的电流不相等通过两棒的电流不相等 B.B.两棒的自由电子定向移动的平均速率不同两棒的自由电子定向移动的平均速率不同 C.C.两棒内的电场强度不同两棒内的电场强度不同,细棒内场强细棒内

16、场强E E1 1大于粗大于粗 棒内场强棒内场强E E2 2 D.D.细棒的电压细棒的电压U U1 1大于粗棒的电压大于粗棒的电压U U2 2解析解析 两铜棒串联两铜棒串联,故电流相等故电流相等,A,A错错;由由I I=neSneSv v知知I I、n n、e e相同相同,S S不同不同,v v不同不同,B,B对对;棒中电场棒中电场E E=U U/L L,而而U U=IRIR=，故，故S S小的小的U U大大,即即U U1 1 U U2 2,E E1 1 E E2 2,C,C、D D对对.答案答案 BCD2022/9/2213本讲稿第十三页，共七十页三、欧姆定律三、欧姆定律1、内容：导体中的电流

17、跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比、内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比2、表达式：、表达式：I=U/R3、适用范围：适用于金属和电解液导电，气体导电不适用、适用范围：适用于金属和电解液导电，气体导电不适用或适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路或适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路4、伏安特性曲线、伏安特性曲线UI图线、图线、IU图线图线IO U O IU 1 2 1 2R1R2当电阻率随温度变化时，当电阻率随温度变化时，电阻的伏安特性曲线不再是电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线过原点的直线 5、理解与巩固、理解与巩固实验室用的小灯泡灯丝的实验室用的小灯泡

18、灯丝的I-U特特性曲线可用以下哪个图象来表示：性曲线可用以下哪个图象来表示：2022/9/2214本讲稿第十四页，共七十页一根粗细均匀的导线，两端加上电压一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的径变为原来的1/2，再给它两端加上电压，再给它两端加上电压U，则，则（）A通过导线的电流为通过导线的电流为I/4 B通过导线的电流为通过导线的电流为I/6C自由电子定向移动的平均速率为自由电子定向移动的平均速率为v/4v/4

19、D自由电子定向移动的平均速率为自由电子定向移动的平均速率为v/6v/6 甲、乙两地相距甲、乙两地相距6 km，两地间架设两条电阻都是，两地间架设两条电阻都是6 的导线的导线.当两条导线在甲、乙两地间的某处发生短路时，接在甲地的电当两条导线在甲、乙两地间的某处发生短路时，接在甲地的电压表，如图所示，读数为压表，如图所示，读数为6 V，电流表的读数为，电流表的读数为1.2 A，则发生短，则发生短路处距甲地多远？路处距甲地多远？2022/9/2215本讲稿第十五页，共七十页 一个标有一个标有“220V60W”220V60W”的白炽灯泡，加上的电压的白炽灯泡，加上的电压U U由零由零逐渐增大到逐渐增大

20、到220V，在此过程中电压，在此过程中电压，在此过程中电压，在此过程中电压U和电流和电流I的的关系可用下的的关系可用下的的关系可用下的的关系可用下图所示在给出的四个图线中肯定不符合实际的是（图所示在给出的四个图线中肯定不符合实际的是（图所示在给出的四个图线中肯定不符合实际的是（图所示在给出的四个图线中肯定不符合实际的是（19931993年全年全国卷）国卷）（）题型二题型二 对伏安曲线的理解对伏安曲线的理解2022/9/2216本讲稿第十六页，共七十页.如如图图712甲甲为为一一测测量量电电解液解液电电阻率的玻璃容器，阻率的玻璃容器，P、Q为电为电极，极，设设a1 m，b0.2 m，c0.1 m

21、，当里面注，当里面注满满某某电电解液，且解液，且P、Q加上加上电压电压后，其后，其U I图线图线如如图图712乙所示，当乙所示，当U10 V时时，求，求电电解液的解液的电电阻率阻率是多少？是多少？2022/9/2217本讲稿第十七页，共七十页解析：解析：由题图乙可求得电解液的电阻为：由题图乙可求得电解液的电阻为：R 2 000 由题图甲可知电解液长为：由题图甲可知电解液长为：la1 m截面积为：截面积为：Sbc0.02 m2结合电阻定律：结合电阻定律：R ，得，得 40 m.答案：答案：40 m2022/9/2218本讲稿第十八页，共七十页.两电阻两电阻R R1 1、R R2 2的电流的电流I

22、 I随电压随电压U U 变化的关系图线如图变化的关系图线如图2 2所示所示,其其 中中R R1 1的图线与纵轴的夹角和的图线与纵轴的夹角和R R2 2 的图线与横轴的夹角都是的图线与横轴的夹角都是 =30.=30.若将若将R R1 1、R R2 2串联起来接入电路中串联起来接入电路中,则通电后则通电后R R1 1、R R2 2消耗的电功率之比消耗的电功率之比P P1 1P P2 2等于等于 ()()A.13 A.13 B.3 B.3 C.13 C.13 D.31 D.31图图2 22022/9/2219本讲稿第十九页，共七十页第二课时第二课时 电路的连结、电功、电功率电路的连结、电功、电功率一

23、、串、并联电路的特点一、串、并联电路的特点串联串联并联并联电流电流电压电压电阻电阻电压（电流）电压（电流）分配分配功率分配功率分配注：在串、并联电路中，电路消耗的注：在串、并联电路中，电路消耗的总功率总功率等于等于各用电器消耗的各用电器消耗的功率之和功率之和！2022/9/2220本讲稿第二十页，共七十页二、电路的简化二、电路的简化1、特殊电路元件处理方法、特殊电路元件处理方法理想电流表可看成短路，用导线代替；理想电压表可看成电路断开；理想电流表可看成短路，用导线代替；理想电压表可看成电路断开；非理想电表可看成能读出电流、电压的电阻非理想电表可看成能读出电流、电压的电阻电容器稳定时可看成电路断

24、开，两极板间电压等于与之并联的电阻电容器稳定时可看成电路断开，两极板间电压等于与之并联的电阻两端电压。两端电压。电路中无电流通过的电阻可用导线代替，同一导线上的节点可以合电路中无电流通过的电阻可用导线代替，同一导线上的节点可以合并。并。2、画等效电路的方法、画等效电路的方法如：如：如图所示的电路中，三个电阻的阻值相等，电流表A1、A2和A3的内电阻均可忽略，电流表的读数分别为I1、I2和I3，则I1I2I3=_。2022/9/2221本讲稿第二十一页，共七十页精析精析：依题意可知三只电流表电阻均不计，可用导线取而：依题意可知三只电流表电阻均不计，可用导线取而代之，故得等效电路图如图所示代之，故

25、得等效电路图如图所示 由并联电路的分流关系可知，通过各电阻的电流相等，设为 I。分析等效电路如图丙可知：I1=3I，I2=2I，I3=2I。由此可得出I1、I2、I3的比例关系。答案：I1I2I3=322。2022/9/2222本讲稿第二十二页，共七十页 一个T型电路如图所示，电路中电阻 ,另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计。则A.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40B.当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40C.当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 VD.当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V2022/9/2223本讲稿第二十三页，共七十页解析解析 当当

26、cdcd端短路时端短路时,等效电阻等效电阻R R123123=R R1 1+=40,=40,所以所以A A对对.当当abab端短路时端短路时,等效电阻等效电阻R R123123=128,=128,所以所以B B错错.当当abab两端接通测试电源时两端接通测试电源时,根据欧姆定律得根据欧姆定律得:A=2 A,A=2 A,所以所以U Ucdcd=I IR R3 3=80 V,=80 V,所以所以C C对对.当当cdcd两端接通测试电源时两端接通测试电源时,根据欧姆定根据欧姆定律得律得:,:,所以所以U Uabab=I IR R3 3=25 V,=25 V,所以所以D D错错.答案答案 AC2022

27、/9/2224本讲稿第二十四页，共七十页三、电功、电功率三、电功、电功率1、电功、电功实质：电场力对电荷做功，电荷具有的电势能转化为其它形式的实质：电场力对电荷做功，电荷具有的电势能转化为其它形式的能，即电能转化为其它形式的能的过程。能，即电能转化为其它形式的能的过程。计算公式计算公式W=qU=IUt（适用于任何电路）（适用于任何电路）W=I2Rt=U2t/R（适用于纯电阻电路）（适用于纯电阻电路）2、电功率、电功率电流所做的功与完成这些功所需时间的比值电流所做的功与完成这些功所需时间的比值P=W/t=IU（适用于任何电路）（适用于任何电路）P=I2R=U2/R（适用于纯电阻电路）（适用于纯电

28、阻电路）2022/9/2225本讲稿第二十五页，共七十页3、焦耳定律、焦耳定律电热：电热：Q=I2Rt发热功率：发热功率：P热热=I2R4、纯电阻、非纯电阻电路、纯电阻、非纯电阻电路纯电阻电路：电能全部转化为内能纯电阻电路：电能全部转化为内能P热热=UI=I2R=U2/R非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能P=UIP热热=I2RP其它其它=UIP热热四、理解与巩固四、理解与巩固1、串、并联电路的特点、串、并联电路的特点如图所示电路中，各电阻阻值如图所示电路中，各电阻阻值已标出，当输入电压已标出，当输入电压UAB=110V时，时，输出电压输出电压U

29、CD=V2022/9/2226本讲稿第二十六页，共七十页某实验小组用三只相同的小灯泡，联成如某实验小组用三只相同的小灯泡，联成如图所示的电路，研究串并联电路特点。实验图所示的电路，研究串并联电路特点。实验中观察到的现象是中观察到的现象是 A、k2断开，断开，k1与与a连接，三只灯泡都熄灭连接，三只灯泡都熄灭B、k2断开，断开，k1与与b连接，三只灯泡亮度相同连接，三只灯泡亮度相同C、k2闭合，闭合，k1与与a连接，三只灯泡都发光，连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同亮度相同D、k2闭合，闭合，k1与与b连接，三只灯泡都发光，连接，三只灯泡都发光，L3亮度小于亮度小于L2的亮度的亮度 S未接

30、通未接通题型三：对电路认识与电路的简化题型三：对电路认识与电路的简化 2022/9/2227本讲稿第二十七页，共七十页3、电功、电功率、电功、电功率有四盏灯，接入如图有四盏灯，接入如图11中，中，L1和和L2都标有都标有“220V、100W”字样，字样，L3和和L4都标有都标有“220V、40W”字样，把电路接通后，最暗的灯将是：字样，把电路接通后，最暗的灯将是：AL1；BL2；CL3；DL4 题型四：题型四：.纯电阻电路规律的综合考查纯电阻电路规律的综合考查 如如图图10所示，所示，电电路中路中电电池的池的电动势电动势E=5V，内，内电电阻阻r=10，固定固定电电阻阻R=90，R0是可是可变

31、电变电阻，在阻，在R0从零增加到从零增加到400的的过过程程中，求：中，求：（1）可）可变电变电阻阻R0上消耗功率最大的条件和最大上消耗功率最大的条件和最大热热功率功率（2）电电池的池的电电阻阻r和固定和固定电电阻阻R上消耗的最小上消耗的最小热热功率之和功率之和2022/9/2228本讲稿第二十八页，共七十页分析与解：分析与解：（1）可变电阻R0上消耗的热功率：时，P0最大，其最大值：（2）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本题关键：写出P0、P小表达式，进行数学变换。一定要养成先写表达式，再求极值的良好解题习惯，否则

32、就容易出错2022/9/2229本讲稿第二十九页，共七十页如图所示，电阻如图所示，电阻R1=20，电动机绕线电阻，电动机绕线电阻R2=10，当电键，当电键S断开时，电流表的示数是断开时，电流表的示数是I1=0.5A,当电键合上后，电动机转动起来，电当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消和电路消耗的电功率耗的电功率P应是应是:AI=1.5A B.I1.5A C.P=15W D.PI22R2，所以I21A。所以电流表的示I1.5A，电路消耗的电功率P15W，即BD正确。题型五：会解非纯电阻电路问题题型五：会解非纯电阻电路问题2022/

33、9/2230本讲稿第三十页，共七十页某一用直流电动机提升重物的装某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源电动势，电源电动势E=110V，不计电源电，不计电源电阻及各处摩擦，当电动机以阻及各处摩擦，当电动机以V=0.90m/s的恒定速度向上提升重物的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度时，电路中的电流强度I=5A，由此，由此可知，电动机线圈的电阻可知，电动机线圈的电阻R是多少是多少?(g=10m/s2)分析与解：分析与解：在图28的物理过程中，电源工作将其他形式的能转化电能输入电路，电流通过电机将电能转化为机械能输出，由能量守恒定律可得解

34、得电动机线圈的电阻R=92。2022/9/2231本讲稿第三十一页，共七十页5、与实际生活相联系、与实际生活相联系演示位移传感器的工作原理如右图示，物体演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是法正确的是 （）A物体物体M运动时，电源内的电流会发生变化运动时，电源内的电流会发生变化B物体物体M运动时，电压表的示数会发生变化运动时，电压表的示数会发生变化C物体

35、物体M不动时，电路中没有电流不动时，电路中没有电流D物体物体M不动时，电压表没有示数不动时，电压表没有示数 2022/9/2232本讲稿第三十二页，共七十页 如图所示是一种悬球式加速度仪如图所示是一种悬球式加速度仪.它可以用来测定沿水平轨道它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度做匀加速直线运动的列车的加速度.m是一个金属球，它系在细金是一个金属球，它系在细金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，点，AB是一根长为是一根长为l的电阻丝，的电阻丝，其阻值为其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计.电阻丝的中点电阻丝的中

36、点C焊焊接一根导线接一根导线.从从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V（金属丝和导线电阻不计）（金属丝和导线电阻不计）.图中虚线图中虚线OC与与AB相垂直，且相垂直，且OC=h，电阻丝电阻丝AB接在电压恒为接在电压恒为U的直流稳压电源上的直流稳压电源上.整个装置固定在列车整个装置固定在列车中使中使AB沿着车前进的方向沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加当列车加速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向，从电压表的读数变化，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小可以测出加速度

37、的大小.（1）当列车向右做匀加速直线运动时，）当列车向右做匀加速直线运动时，试写出加速度试写出加速度a与与角的关系及加速度角的关系及加速度a与与电压电压表读数表读数U的对应关系的对应关系.（2）这个装置能测得的最大加速度是）这个装置能测得的最大加速度是多少多少?2022/9/2233本讲稿第三十三页，共七十页第三课时第三课时 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律一、电动势一、电动势1、物理意义：反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小。在数值、物理意义：反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小。在数值上等于在电源内移动上等于在电源内移动1C的电荷电源提供的能量。的电荷电源提供的能量。2、电动势

38、的大小在外电路断开时等于电源两极间的电压，外电路闭合、电动势的大小在外电路断开时等于电源两极间的电压，外电路闭合时等于内、外电压之和。时等于内、外电压之和。二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律1、内容：闭合电路里的电流与电源的电动势成正比，与整个电路、内容：闭合电路里的电流与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。的电阻成反比。2、表达式：、表达式：外电路为纯电阻外电路为纯电阻E=U外外+IrE=U外外+U内内对外电路无要求对外电路无要求Eq=qU外外+qU内内 能量形式能量形式IE=IU外外+IU内内 功率形式功率形式2022/9/2234本讲稿第三十四页，共七十页三、路端电压三、路

39、端电压1、U端端=EIrU端端随随I的增大而减小的增大而减小直线的斜率的绝对值表示电源内阻直线的斜率的绝对值表示电源内阻图线上每一点坐标的乘积为电源的输出功图线上每一点坐标的乘积为电源的输出功率，也是外电路的消耗功率。率，也是外电路的消耗功率。2、U端端随随R的增大而增大的增大而增大四、电源的功率与效率四、电源的功率与效率电源的功率（电源的总功率）电源的功率（电源的总功率）P总总=EI 电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率P内内=I 2r 电源的输出功率电源的输出功率P出出=P=P总总P P内内=EI-I=EI-I2 2r=IUr=IU端端=E=E2 2R/(R+r)R/(R+r)2 2 当当

40、R=r时，时，Pmax=E2/4r输出功率随外电输出功率随外电阻的变化规律阻的变化规律2022/9/2235本讲稿第三十五页，共七十页五、理解与巩固五、理解与巩固1、闭合电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律如图所示的电路中，定值电阻如图所示的电路中，定值电阻R=3，当开关，当开关S断开时，电源内、外电路消断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为耗的功率之比为13；当开关；当开关S闭合时，闭合时，内、外电路消耗的功率之比为内、外电路消耗的功率之比为11.求开求开关关S闭合前和闭合后，灯泡闭合前和闭合后，灯泡L上消耗的功上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）率之比（不计灯泡电阻的变化）在如图所示的电路中，

41、在如图所示的电路中，R1=2，R2=R3=4，当电键，当电键K接接a时，时，R2上消上消耗的电功率为耗的电功率为4 W，当电键，当电键K接接b时，时，电压表示数为电压表示数为4.5 V，试求：（，试求：（1）电键）电键K接接a时，通过电源的电流和电源两端时，通过电源的电流和电源两端的电压；（的电压；（2）电源的电动势和内电阻；）电源的电动势和内电阻；（3）当电键）当电键K接接c时，通过时，通过R2的电流的电流.2022/9/2236本讲稿第三十六页，共七十页2、电源的伏安特性曲线、电源的伏安特性曲线如图所示，直线如图所示，直线A为电源的为电源的UI图线，图线，直线直线B为电阻为电阻R的的UI图

42、线，用该电源和图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是和电路的总功率分别是（）A4 W、8 WB2 W、4 WC4 W、6 WD2 W、3 W 3、电源的输出功率、电源的输出功率已知如图，已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是的变化范围是010。求：。求：电源的最大输电源的最大输出功率；出功率；R2上消耗的最大功率；上消耗的最大功率；R1上上消耗的最大功率。消耗的最大功率。2022/9/2237本讲稿第三十七页，共七十页如图所示，直线如图所示，直线OAC为某一直流电源为某一直流电源的总功率的总功率P总总随电流随电流

43、I变化的图线变化的图线.抛物线抛物线OBC为同一直流电源内部热功率为同一直流电源内部热功率Pr随电流随电流I变化的图线变化的图线.若若A、B的横坐标为的横坐标为1 A，那，那么么AB线段表示的功率等于（线段表示的功率等于（）A1 W B3 W C2 W D2.5 W 2022/9/2238本讲稿第三十八页，共七十页如如图图7213所所示示，在在UI图图象象上上，a、b、c各各点点均均表表示示该该电电路路中中的的一一个个确确定定的的工工作作状状态态，45，则则下下列列说说法法正正确确的的是是()A在在b点点时时，电电源有最小的源有最小的输输出功率出功率B在在b点点时时，电电源源的的总总功功率率最

44、最大大b，增增大大，电电源源的的总总功功率率和和输输出功率都增大出功率都增大C从从ab，增大，增大，电电源的源的总总功率和功率和输输出功率都增大出功率都增大D从从bc，增大，增大，电电源的源的总总功率和功率和输输出功率都减小出功率都减小 2022/9/2239本讲稿第三十九页，共七十页解解析析：在在b点点时时，电电源源的的内内阻阻等等于于外外电电阻阻，电电源源有有最最大大的的输输出出功功率率，电电源源的的总总功功率率R总总=IE，电电流流越越大大总总功功率率越越大大，外外电电阻阻为为零零时时总总功功率率最最大大，从从ac，增增大大，外外电电阻阻增增大大，电电流流减减小小，电电源源的的总总功功率

45、率减减小小，输输出出功功率率增增大大从从bc时时，增增大大，电电流流减减小小，电电源源的的总功率和输出功率都减小总功率和输出功率都减小答案：答案：D 2022/9/2240本讲稿第四十页，共七十页在图中，发电机的内阻r=0.1，每根连接导线的电阻r1=0.1，负载电阻R=22，电路中的电流强度I=10A，求：（1）负载两端的电压UR；（2）外电路上的电压U端；（3）发电机的电动势；（4）整个外电路上消耗的功率P外；（5）负载上消耗的功率；（6）导线上消耗的功率；（7）发电机内部消耗的功率；（8）发电机的功率U端端URrLrLI2022/9/2241本讲稿第四十一页，共七十页题型八：电路题型八：

46、电路.图象问题图象问题例例1 1、如图是某一半导体器件的U-I图，将该器件与标有“9V，18W”的用电器串联后接入电动势为12V的电源两端，用电器恰能正常工作，求此时电 源的输出功率是多少？若将该器件与一个阻值为1.33的电阻串联后接在此电源两端，则该器件消耗的电功率约为多少？1I/AU/V02 3 448122022/9/2242本讲稿第四十二页，共七十页题型题型3 3 伏安特性曲线的应用伏安特性曲线的应用【例例3 3】如图】如图4 4所示为一个电灯两端的电压与通过它所示为一个电灯两端的电压与通过它 的电流的变化关系曲线的电流的变化关系曲线.由图可知由图可知,两者不成线性两者不成线性 关系关

47、系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化 的缘故的缘故.参考这条曲线回答下列问题参考这条曲线回答下列问题(不计电流表不计电流表 和电池的内阻和电池的内阻).).图图4 42022/9/2243本讲稿第四十三页，共七十页(1)(1)若把三个这样的电灯串联后若把三个这样的电灯串联后,接到电动势为接到电动势为12 V12 V的电源的电源上上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻.(2)(2)如图如图5 5所示所示,将两个这样的电将两个这样的电灯并联后再与灯并联后再与10 10 的定值电阻的定值电阻串联串联,接在电动势为接在电动势为8 V

48、8 V的电源上的电源上,求通过电流表的电流值和每个灯求通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻泡的电阻.图图5 52022/9/2244本讲稿第四十四页，共七十页解析解析 (1)(1)三个灯串联时三个灯串联时,每个灯的电压为每个灯的电压为4 V4 V由图象知由图象知,当灯泡两端的电压为当灯泡两端的电压为4 V4 V时时,灯泡的电流灯泡的电流为为0.4 A.0.4 A.灯泡的电阻为灯泡的电阻为R R=10=10(2)(2)在图在图5 5中中,若设灯泡电流为若设灯泡电流为I I,两端电压为两端电压为U U由欧姆定律得由欧姆定律得E E=2=2I IR R0 0+U U,即即U U=8-20=8-20I

49、I将将U U=8-20=8-20I I函数关系图象作在图函数关系图象作在图4 4中中,如下图所示如下图所示,两图线交点为两图线交点为(2 V,0.3 A),(2 V,0.3 A),可得此种情况下电流可得此种情况下电流为为0.3 A.0.3 A.2022/9/2245本讲稿第四十五页，共七十页通过电流表的电流值为通过电流表的电流值为I IA A=2=2I I=0.6 A=0.6 A灯泡的电阻为灯泡的电阻为R R=6.7=6.7 答案答案 (1)0.4 A 10 (2)0.6 A 6.7(1)0.4 A 10 (2)0.6 A 6.7 2022/9/2246本讲稿第四十六页，共七十页【例例3】图图

50、7212甲甲为为一个一个电电灯两端的灯两端的电压电压与通与通过过它的它的电电流的流的变变化关系曲化关系曲线线，由，由图图可知，两者不成可知，两者不成线线性关系，性关系，这这是是由于由于_如如图图乙所示，将乙所示，将这这个个电电灯与灯与20 的定的定值电值电阻阻R串串联联，接在，接在电动势为电动势为8 V的的电电源上，源上，则电则电灯的灯的实际实际功率功率为为_ W(不不计电计电流表流表电电阻和阻和电电源内阻源内阻)2022/9/2247本讲稿第四十七页，共七十页解析：解析：根据闭合电路欧姆定律：根据闭合电路欧姆定律：EIRUL得到：得到：8UL20I在甲图中画出此方程的图象如右图在甲图中画出此