第二课时闭合电路的欧姆定律课件.ppt

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1、第二课时闭合电路的欧姆定律第二课时闭合电路的欧姆定律第1页，此课件共44页哦第一关第一关:基础关基础关 展望高考展望高考基础知识基础知识第2页，此课件共44页哦一一 电动势电动势知识讲解知识讲解(1)非静电力非静电力:从低电势处指向高电势处的某种力称为非静电力从低电势处指向高电势处的某种力称为非静电力.说明说明:非静电力的种类很多非静电力的种类很多,例如例如,化学电源中的化学力化学电源中的化学力 发电机内由发电机内由于电磁感应而产生的电磁力于电磁感应而产生的电磁力.第3页，此课件共44页哦(2)电动势电动势定义定义:非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移非静电力把正电荷从负极移送到正极

2、所做的功跟被移送的电荷量的比值叫电源的电动势送的电荷量的比值叫电源的电动势.公式公式单位单位:伏特伏特,用用“V”表示表示.物理意义物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小,在数值上等于非静电力把在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功到正极所做的功.第4页，此课件共44页哦二二 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律知识讲解知识讲解1.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律文字表达文字表达:闭合电路中的电流跟电源电动势成正比闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟内跟内 外外电路中的电阻之和成

3、反比电路中的电阻之和成反比.数学表达式数学表达式:I公式中公式中R表示外电路的总电阻表示外电路的总电阻,E表示电源电动势表示电源电动势,r是电源内阻是电源内阻.第5页，此课件共44页哦第6页，此课件共44页哦(2)路端电压与电流的关系路端电压与电流的关系,即即U-I图线图线因为因为U=E-Ir,故故U随随I的增大而减小的增大而减小,它们的关系曲线如图所示它们的关系曲线如图所示.直线斜率的绝对值表示电源内阻直线斜率的绝对值表示电源内阻r,纵轴的截距为电源的电动势纵轴的截距为电源的电动势E,横轴的截距为短路电流横轴的截距为短路电流.U随随I变化的本质原因是电源有内阻变化的本质原因是电源有内阻.图线

4、上每一点坐标的乘积为电源在此时的输出功率图线上每一点坐标的乘积为电源在此时的输出功率.第7页，此课件共44页哦活学活用活学活用第8页，此课件共44页哦如图所示如图所示,变阻器变阻器R2的最大值为的最大值为10,电阻电阻R3=5,电源内阻为电源内阻为1.当开关当开关S闭合时闭合时,变阻器的滑片在中点的位置变阻器的滑片在中点的位置.当电源的总功率为当电源的总功率为16 W,输出功率为输出功率为12 W,此时此时R1正常工作正常工作.求求:(1)电灯电灯R1的阻值是多少的阻值是多少?(2)当当S断开时断开时,要使电灯正常发光要使电灯正常发光,应使变阻器的使用电阻改变多少应使变阻器的使用电阻改变多少?

5、第9页，此课件共44页哦第10页，此课件共44页哦答案:(1)2.5 (2)增加1.5 第11页，此课件共44页哦第二关第二关:技法关技法关 解读高考解读高考解题技法解题技法第12页，此课件共44页哦一一 电源的最大输出功率和用电器获得最大功率的分析方电源的最大输出功率和用电器获得最大功率的分析方法法技法讲解技法讲解1.电源的输出功率电源的输出功率:P出出由上式可以看出由上式可以看出:(1)当当R=r时时,电源的输出功率最大电源的输出功率最大,此时电源效率此时电源效率=50%.第13页，此课件共44页哦(2)当当Rr时时,随着随着R的增大输出功率越来越小的增大输出功率越来越小.(3)当当Rr时

6、时,随着随着R的增大输出功率越来越大的增大输出功率越来越大.(4)当当P出出Pm时时,每个输出功率对应两个可能的外电阻每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和和R2,且且R1R2=r2.(5)P外外与与R的关系如图所示的关系如图所示.第14页，此课件共44页哦2.对用电器获得最大功率的分析通常用等效电源法对用电器获得最大功率的分析通常用等效电源法,如当用电器还与其如当用电器还与其他电路串联时他电路串联时,利用电路的等效性利用电路的等效性,可以将其他串联电路的电阻可以将其他串联电路的电阻R其其与电源的内阻与电源的内阻r之和看作新的电源内阻之和看作新的电源内阻,再利用前面的方法分析再利用前面的方法分

7、析.第15页，此课件共44页哦典例剖析典例剖析第16页，此课件共44页哦【例例1】如图所示如图所示,R1为定值电阻为定值电阻,R2为可变电阻为可变电阻,E为电源电动势为电源电动势,r为为电源内电阻电源内电阻,以下说法中正确的是以下说法中正确的是()A.当当R2=R1+r时时,R2上获得最大功率上获得最大功率B.当当R1=R2+r时时,R1上获得最大功率上获得最大功率C.当当R2=0时时,R1上获得最大功率上获得最大功率D.当当R2=0时时,电源的输出功率最大电源的输出功率最大第17页，此课件共44页哦 解析解析 解答该题通常用等效电源法解答该题通常用等效电源法.解题时应根据需要选用不同的解题时

8、应根据需要选用不同的等效方式等效方式.在讨论在讨论R2的电功率时的电功率时,可将可将R1视为电源内阻的一部分视为电源内阻的一部分,即即将原电路等效为外电阻将原电路等效为外电阻R2与电动势为与电动势为E 内阻为内阻为(R1+r)的电源的电源(等等效电源效电源)连成的闭合电路连成的闭合电路(如图如图1),R2的电功率是等效电源的输出的电功率是等效电源的输出功率功率.显然当显然当R2=R1+r时时,R2获得电功率最大获得电功率最大,选项选项A正确正确.在讨论在讨论R1的电功率时的电功率时,可将可将R2视为电源内阻的一部分视为电源内阻的一部分,即将原电路等效为外即将原电路等效为外电阻电阻R1与电动势为

9、与电动势为E 内阻为内阻为(R2+r)的电源的电源(等效电源等效电源)连成的闭合连成的闭合电路电路(如图如图2),R1的电功率即等效电源的输出功率的电功率即等效电源的输出功率.当当R2=0时时,等效等效电源内阻最小电源内阻最小(等于等于r),R1获得的电功率最大获得的电功率最大;第18页，此课件共44页哦故选项故选项B错误错误,选项选项C正确正确,在讨论电源的输出功率时在讨论电源的输出功率时,(R1+R2)为外电为外电阻阻,内电阻内电阻r恒定恒定,由于题目没有给出由于题目没有给出R1和和r的具体数值的具体数值,所以当所以当R2=0时时,电源输出功率并不一定最大电源输出功率并不一定最大,故选项故

10、选项D错误错误.综上所述综上所述,该该题的正确答案是题的正确答案是A C.答案答案 AC第19页，此课件共44页哦二二 含有电容器的电路分析方法含有电容器的电路分析方法技法讲解技法讲解电容器是一个储存电能的元件电容器是一个储存电能的元件,在直流电路中在直流电路中,当电容器充当电容器充 放电时放电时,电路电路有充电有充电 放电电流放电电流,一旦电路达到稳定状态一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当电容器在电路中就相当于一个阻值无限大于一个阻值无限大(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)的元件的元件,在电容器处电路可看作是断路在电容器处电路可看作是断路,简化电路时可去

11、掉它简化电路时可去掉它,简化后若要简化后若要求电容器所带电荷量时求电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上可在相应的位置补上,分析和计算含有分析和计算含有电容器的直流电路时电容器的直流电路时,关键是准确地判断和求出电容器两端的电压关键是准确地判断和求出电容器两端的电压,其具体方法是其具体方法是:第20页，此课件共44页哦1.确定电容器和哪个电阻并联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该电阻两端电压即为电容器两端电压压.2.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两端此电路两端电压即为电容器两端电压电压即为电容器两端电压,而与

12、电容器串联的电阻看成导线而与电容器串联的电阻看成导线.3.对于较复杂电路对于较复杂电路,需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压能确定电容器两端的电压.第21页，此课件共44页哦典例剖析典例剖析第22页，此课件共44页哦【例例2】如图所示如图所示,电容器电容器C1=6 F,C2=3 F,电阻电阻R1=6,R2=3.当电键当电键S断开时断开时,A、B两点间的电压两点间的电压UAB等于多少等于多少?当当S闭合时闭合时,电容器电容器C1的电荷量改变了多少的电荷量改变了多少?(已知电压已知电压U=18 V)解析解析 在在电路中电容器

13、电路中电容器C1、C2的作用是断路的作用是断路,当电键当电键S断开时断开时,电路中无电流电路中无电流,B、C等电势等电势,A、D等电势等电势,因此因此UAB=UAC=UDB=18 V.当当S断开时断开时,电容器电容器C1所带电荷量为所带电荷量为第23页，此课件共44页哦Q1=C1UAC=C1UDC=610-618 C=1.0810-4 C.当当S闭合时闭合时,电路电路R1 R2导通导通,电容电容C1两端的电压即电阻两端的电压即电阻R1两端两端的电压的电压.由串联电路的电压分配关系得由串联电路的电压分配关系得UAC18 V=12 V此时电容器此时电容器C1所带电荷量为所带电荷量为Q1=C1UAC

14、=610-612 C=0.7210-4 C.电容器电容器C1所带电荷量的变化量为所带电荷量的变化量为Q=Q1-Q1=-3.610-5 C 负号表示减少负号表示减少答案答案 UAB=18 V 减少减少3.610-5 C第24页，此课件共44页哦三三 电路故障的分析方法电路故障的分析方法技法讲解技法讲解1.故障的特点故障的特点(1)断路的特点断路的特点:电路中发生断路电路中发生断路,表现为电源电压不为零而电流为表现为电源电压不为零而电流为零零;若外电路中某两点之间的电压不为零若外电路中某两点之间的电压不为零,则这两点间有断点则这两点间有断点,而这而这两点与电源连结部分无断点两点与电源连结部分无断点

15、.(2)短路的特点短路的特点:电路中发生短路电路中发生短路,表现为有电流通过电路而电压为零表现为有电流通过电路而电压为零.第25页，此课件共44页哦2.故障的分析方法故障的分析方法(1)仪器检测法仪器检测法断点故障的判断断点故障的判断:用电压表与电源并联用电压表与电源并联,若有电压时若有电压时,再逐段与电路再逐段与电路并联并联,若电压表指针偏转若电压表指针偏转,则该段电路中有断点则该段电路中有断点.第26页，此课件共44页哦短路故障的判断短路故障的判断:用电压表与电源并联用电压表与电源并联,若有电压时若有电压时,再逐段与电路并联再逐段与电路并联;若电压表示数为零时若电压表示数为零时,该电路被短

16、路该电路被短路,若电压表若电压表示数不为零示数不为零,则该电路不被短路或不完全被短路则该电路不被短路或不完全被短路.用电压表测量用电压表测量,若理想电压表示数为电源电动势若理想电压表示数为电源电动势,可判断电路故可判断电路故障为断路障为断路;若电压表示数不为零若电压表示数不为零,则电压表两端至电源部分电路则电压表两端至电源部分电路无断点且与电压表并联的电路没被短路无断点且与电压表并联的电路没被短路;若电压表示数为零若电压表示数为零,则则电压表两端至电源的部分电路可能有断点电压表两端至电源的部分电路可能有断点,或者是与电压表并联或者是与电压表并联的部分电路被短路的部分电路被短路.第27页，此课件

17、共44页哦(2)假设法假设法:已知电路发生某种故障已知电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时寻求故障发生在何处时,可将整个电可将整个电路划分为若干部分路划分为若干部分;然后逐一假设某部分电路发生故障然后逐一假设某部分电路发生故障,运用欧运用欧姆定律进行正向推理姆定律进行正向推理,推理结果若与题述物理现象不符合推理结果若与题述物理现象不符合,则则故障不是发生在这部分电路故障不是发生在这部分电路;若推理结果与题述物理现象符合若推理结果与题述物理现象符合,则故则故障可能发生在这部分电路障可能发生在这部分电路;直到找到可能发生的全部故障为止直到找到可能发生的全部故障为止.第28页，此课件共44页哦典例

18、剖析典例剖析第29页，此课件共44页哦【例例3】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6 V,当开关当开关S接通后接通后,灯泡灯泡L1和和L2都不亮都不亮,用电压表测得各部分电压是用电压表测得各部分电压是Uab=6 V,Uad=0,Ucd=6 V,由此可判定由此可判定()第30页，此课件共44页哦A.L1和和L2的灯丝都烧断了的灯丝都烧断了B.L1的灯丝烧断了的灯丝烧断了C.L2的灯丝烧断了的灯丝烧断了D.变阻器变阻器R断路断路解析解析 由题目给出的条件可知由题目给出的条件可知,电路中有的地方有电压电路中有的地方有电压,说明电源是说明电源是有电压的有电压的.由由Uab=6

19、V和和Uad=0可知外电路上可知外电路上bcd段有断点段有断点;由由Ucd=6 V可知外电路上可知外电路上cL2d段有断点段有断点,即即L2烧断烧断,而且除而且除L2外外,灯灯L1和变阻器和变阻器R都没有与都没有与L2同时断开同时断开,否则也不存在否则也不存在Ucd=6 V.这种情况这种情况下下,Uad=0是情理之中的是情理之中的.故而故而C选项正确选项正确.答案答案 C第31页，此课件共44页哦第三关第三关:训练关训练关 笑对高考笑对高考随堂随堂训练训练第32页，此课件共44页哦1.下列关于电源电动势的说法下列关于电源电动势的说法电动势是用来比较电源将其他形式的能转化为电能本领大小的电动势是

20、用来比较电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量物理量外电路断开时的路端电压等于电源的电动势外电路断开时的路端电压等于电源的电动势用内阻较大的电压表直接测量电源正负之间的电压值约等于用内阻较大的电压表直接测量电源正负之间的电压值约等于电源的电动势电源的电动势外电路的总电阻越小外电路的总电阻越小,则路端电压越接近电源的电动势则路端电压越接近电源的电动势以上说法正确的是以上说法正确的是()第33页，此课件共44页哦A.B.C.D.只有只有解析解析:电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量量.正确正确,由由E=U+Ir知知,当外电

21、路断开时当外电路断开时,I=0,E=U,正确正确.由于电由于电压表电阻很大压表电阻很大,I很小很小,则则UE.正确正确.外电路的总电阻越小外电路的总电阻越小,路端路端电压越小电压越小,错错.正确选项为正确选项为B.答案答案:B第34页，此课件共44页哦2.如图所示电路中如图所示电路中,闭合电键闭合电键,灯灯L1 L2正常发光正常发光,由于电路出现故障由于电路出现故障,突然发现灯突然发现灯L1变亮变亮,灯灯L2变暗变暗,电流表的读数变小电流表的读数变小,根据分析根据分析,发生发生的故障可能是的故障可能是()A.R1断路断路 B.R2断路断路C.R3短路短路 D.R4短路短路第35页，此课件共44

22、页哦解析解析:等效电路如下图所示等效电路如下图所示,若若R1断路断路,总电阻变大总电阻变大,总电流变小总电流变小,内电内电压变小压变小,外电压变大外电压变大,L2变暗变暗,电流表读数变小电流表读数变小,L1变亮变亮,故故A正确正确.第36页，此课件共44页哦若若R2断路断路,总电阻变大总电阻变大,进一步得出进一步得出L1变暗变暗,L2变亮变亮,故故B错误错误.若若R3短路短路,总电阻变小总电阻变小,电流变大电流变大,内电压变大内电压变大,外电压变小外电压变小,L1变亮变亮,L2变暗变暗,但电流表示数等于但电流表示数等于I总总-I2变大变大,故故C错误错误.若若R4短路短路,情形与情形与R3短路

23、相似短路相似.D错误错误,故本题只有故本题只有A正确正确.(本题也可本题也可用用“串反并同串反并同”快速求解快速求解)答案答案:A第37页，此课件共44页哦3.如图所示如图所示,直线直线OAC为某一直流电源的总功率为某一直流电源的总功率P总总随电流随电流I变化的图变化的图线线,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变化的图变化的图线线.若若A B对应的横坐标对应的横坐标2 A,那么线段那么线段AB表示的功率及表示的功率及I=2 A对对应的外电阻是应的外电阻是()A.2 W 0.5 B.4 W、2 C.2 W 1 D.6 W 2 第38页，此课件共4

24、4页哦解析解析:两图线在两图线在C点相交点相交,表明电源总功率与内部热功率相等表明电源总功率与内部热功率相等,意味着电源短路意味着电源短路.=1,电源电动势电源电动势E=Ir=3 V,因因AB对对应的电流应的电流I=2 A,根据闭合电路欧姆定律可得根据闭合电路欧姆定律可得所以所以R=(1.5-1)=0.5,其功率其功率P=I2R=220.5 W=2 W.答案答案:A第39页，此课件共44页哦4.演示位移传感器的工作原理如图所示演示位移传感器的工作原理如图所示,物体物体M在导轨上平移时在导轨上平移时,带带动滑动变阻器的金属杆动滑动变阻器的金属杆P,通过电压表显示的数据通过电压表显示的数据,来反映

25、物体位移来反映物体位移的大小的大小x.假设电压表是理想的假设电压表是理想的,则下列说法正确的是则下列说法正确的是()第40页，此课件共44页哦A.物体物体M运动时运动时,电源内的电流会发生变化电源内的电流会发生变化B.物体物体M不动时不动时,电压表的示数不会发生变化电压表的示数不会发生变化C.物体物体M不动时不动时,电路中没有电流电路中没有电流D.物体物体M不动时不动时,电压表没有示数电压表没有示数解析解析:电压表测量的电压是滑动变阻器左部分电压电压表测量的电压是滑动变阻器左部分电压,随着随着M点的移动点的移动,电电压表示数也发生变化压表示数也发生变化,物体物体M不动时不动时,电压表示数不发生

26、变化电压表示数不发生变化,故应故应选选B.因电压表为理想电表因电压表为理想电表,电路总电阻不变电路总电阻不变,故电流不变故电流不变,所以所以A C错错.答案答案:B第41页，此课件共44页哦5.温度传感器广泛应用于家用电器中温度传感器广泛应用于家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的温度变化的特性来工作的.如图甲所示为某装置中的传感器工如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图作原理图,已知电源的电动势已知电源的电动势E=9.0 V,内电阻不计内电阻不计;G为灵敏电流为灵敏电流表表,其内阻其内阻Rg保持不变保持不变;R为热敏电阻为热敏电阻,其阻值随温度的变

27、化关系其阻值随温度的变化关系如图乙所示如图乙所示,闭合开关闭合开关S,当当R的温度等于的温度等于20 时时,电流表示数电流表示数I1=2 mA;当电流表的示数当电流表的示数I2=3.6 mA时时,热敏电阻的温度是热敏电阻的温度是()第42页，此课件共44页哦第43页，此课件共44页哦A.60 B.80 C.100 D.120 解析解析:由图乙可知由图乙可知,当当R的温度等于的温度等于20 时时,热敏电阻热敏电阻R1=4 k,根据根据闭合电路欧姆定律可得闭合电路欧姆定律可得I1=E/(R1+Rg),解得解得Rg=0.5 k;当电流表当电流表示数示数I2=3.6 mA时时,由由I2=E/(R2+Rg)解得此时热敏电阻解得此时热敏电阻R2=2 k,由图由图乙可知热敏电阻的温度为乙可知热敏电阻的温度为120,正确选项是正确选项是D.答案答案:D第44页，此课件共44页哦