闭合电路欧姆定律及其应用张.pptx
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1、记一记记一记1串、并联电路的特点串、并联电路的特点电路电路特点特点串联电路串联电路并联电路并联电路电流电流II1I2InI_ I1R1I2R2InRnI1I2In第1页/共69页电路电路特点特点串联电路串联电路并联电路并联电路电压电压U1_总电阻总电阻R总总_功率功率分配分配P1R1P2R2PnRnU2UnR1R2Rn第2页/共69页2几个有用的结论几个有用的结论(1)串联电路的总电阻串联电路的总电阻电路中任意一个电阻,电路中任意一个电阻,电路中任意一个电阻变大时,总电阻电路中任意一个电阻变大时,总电阻。(2)并联电路的总电阻并联电路的总电阻电路中任意一个电阻,电路中任意一个电阻,任意一个电阻
2、变大时,总电阻任意一个电阻变大时,总电阻。(3)某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的电功某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的电功率率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。总等于各个电阻消耗的电功率之和。大于变大小于变大第3页/共69页试一试试一试1.一个一个T型电路如图型电路如图721所示,电路所示,电路中的电阻中的电阻R110,R2120,R340。另有一测试电源,电动势为。另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽,内阻忽略不计。则略不计。则()A当当cd端短路时,端短路时,ab之间的等效电阻是之间的等效电阻是40B当当ab端短路时,端短路时,cd之间的等效电阻是之间的等效电阻是40C当当a
3、b两端接通测试电源时,两端接通测试电源时,cd两端的电压为两端的电压为80VD当当cd两端接通测试电源时,两端接通测试电源时,ab两端的电压为两端的电压为80V图图721第4页/共69页答案:AC第5页/共69页部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律想一想想一想图图722有有a、b、c、d四个电阻,它们的四个电阻,它们的IU关系如图关系如图722所示,其中电阻最小所示,其中电阻最小的是哪一个?的是哪一个?提示提示a第6页/共69页记一记记一记1内容内容导体中的电流跟导体两端的导体中的电流跟导体两端的成正比,跟导体成正比,跟导体的的成反比。成反比。2表达式表达式 。3适用范围适用范围(1)金属导电和电
4、解液导电金属导电和电解液导电(对气体导电不适用对气体导电不适用)。(2)纯电阻电路纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路不含电动机、电解槽等的电路)。电压电阻第7页/共69页4导体的伏安特性曲线导体的伏安特性曲线(1)IU图线:图线:以以为纵轴、为纵轴、为横轴所画出的导为横轴所画出的导体上的电流随电压的变化曲线称为体上的电流随电压的变化曲线称为IU图线,图线,如图如图723所示。所示。(2)比较电阻的大小:比较电阻的大小:(3)线性元件:伏安特性曲线是线性元件:伏安特性曲线是的电学元件,适用欧的电学元件,适用欧姆定律。姆定律。(4)非线性元件:伏安特性曲线为非线性元件:伏安特性曲线为的电学元件
5、,不的电学元件,不适用欧姆定律。适用欧姆定律。图图723电流电压直线曲线第8页/共69页试一试试一试2一只标有一只标有“220V60W”的白炽灯泡,加上的电压的白炽灯泡,加上的电压U由零逐渐增大到由零逐渐增大到200V。在此过程中,电压。在此过程中,电压U和电流和电流I的关系可用图线表示。在如图的关系可用图线表示。在如图724所示的四个图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是线中,肯定不符合实际的是()图图724第9页/共69页解析:由电阻的定义式解析:由电阻的定义式RU/I知:在知:在UI图象上,某一点的图象上,某一点的纵坐标纵坐标U和该点的横坐标和该点的横坐标I的比值的比值U/I就对应着电阻
6、值就对应着电阻值R。由于。由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到的电压从零逐渐增大到220V时,灯丝的温度不断升高,电阻时,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大,将不断增大,A图象表示图象表示U/I为一定值,说明电阻不变,不符为一定值,说明电阻不变,不符合要求;合要求;C图象上各点的图象上各点的U/I值随值随U的增大而减小,也不符合的增大而减小,也不符合实际;实际;D图象中的图象中的U/I的值开始随的值开始随U的增大而增大,后来随的增大而增大,后来随U的的增大而减小,也不符合实际;只有增大而减小,也不符合实
7、际;只有B图象中图象中U/I的值随的值随U的增的增大而变大,符合实际,应选大而变大,符合实际,应选A、C、D。答案:答案:ACD第10页/共69页闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律想一想想一想一太阳能电池板,测得它的开路电压为一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为短路电流为40mA,若将该电池板与一阻值为,若将该电池板与一阻值为20的电的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是多少?阻连成一闭合电路,则它的路端电压是多少?第11页/共69页第12页/共69页记一记记一记1闭合电路闭合电路内电路外电路(2)内、外电压的关系:内、外电压的关系:E 。2闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律(
8、1)内容:闭合电路里的电流跟电源的电动势成内容:闭合电路里的电流跟电源的电动势成,跟内、外电路的电阻之和成跟内、外电路的电阻之和成。U内U外正比反比第13页/共69页3路端电压与外电阻的关系路端电压与外电阻的关系增大E 第14页/共69页4路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系(1)关系式:关系式:U 。(2)用图象表示如图用图象表示如图725所示,其中纵轴截距所示,其中纵轴截距为为,横轴截距为,横轴截距为,斜率的绝对值为,斜率的绝对值为。EIr电动势短路电流内阻图图725第15页/共69页试一试试一试3下列关于电动势的说法正确的是下列关于电动势的说法正确的是()第16页/共69页答案:D第
9、17页/共69页电路的动态分析电路的动态分析2“串反并同串反并同”结论法结论法(1)所谓所谓“串反串反”,即某一电阻增大时,与它串联或,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。反之则增大。第18页/共69页(3)极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论。阻为零去讨论。第19页/共69页例例1(2011北京高考北京高考)如图如图726所示电路,
10、电源内阻不可忽略。所示电路,电源内阻不可忽略。开关开关S闭合后,在变阻器闭合后,在变阻器R0的滑动端的滑动端向下滑动的过程中向下滑动的过程中()A电压表与电流表的示数都减小电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大,电流表的示数减小电压表的示数增大,电流表的示数减小D电压表的示数减小,电流表的示数增大电压表的示数减小,电流表的示数增大图图726第20页/共69页尝试解题尝试解题滑动变阻器滑动变阻器R0的滑片向下滑动,的滑片向下滑动,R0接入电路的电接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,总电流变大,电源的内阻变小,电路的总电阻变小,总电流变
11、大,电源的内电压变大,外电压变小,电压表的示数变小,电压变大,外电压变小,电压表的示数变小,R1两端两端的电压变大,的电压变大,R2两端的电压变小,电流表的示数变小,两端的电压变小,电流表的示数变小,A项正确。项正确。答案答案A第21页/共69页程序法分析电路动态变化程序法分析电路动态变化(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。变化。(2)根据局部电阻的变化,确定电路的外电阻根据局部电阻的变化,确定电路的外电阻R总总如何变化。如何变化。第22页/共69页(4)由由U内内I总总r确定电源的内电压如何变化。确定电源的内电压如何变化。(5)由由U外
12、外EU内内确定路端电压如何变化。确定路端电压如何变化。(6)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两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。端的电压如何变化。(7)确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化。何变化。第23页/共69页电源的功率和效率电源的功率和效率2电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率P内内I2rU内内IP总总P出出。第24页/共69页第25页/共69页(2)当当Rr时,随着时,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,随着时,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
13、)当当P出出Pm时,每个输出功率对应两个可能的外电时,每个输出功率对应两个可能的外电阻阻R1和和R2,且,且R1R2r2。(5)P出出与与R的关系如图的关系如图727所示。所示。图图727第26页/共69页第27页/共69页例例2电源的效率电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内阻的实验中得到电源的总功率之比。在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图的实验图线如图728所示。图中所示。图中U为路端电压,为路端电压,I为干路为干路电流,电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为
14、为a、b。由图可知。由图可知a、b的值分别为的值分别为()图图728第28页/共69页答案答案D第29页/共69页如何在图象中求解电源的输出功率和效率如何在图象中求解电源的输出功率和效率(1)分析图象问题时,一定要明确图线的含义,即要分析图象问题时,一定要明确图线的含义,即要确定两坐标轴表示的物理意义。确定两坐标轴表示的物理意义。(2)对闭合电路的对闭合电路的UI图象,图线上每一点纵、横坐图象,图线上每一点纵、横坐标的乘积为电源的输出功率;纯电阻电路的图线上每一点标的乘积为电源的输出功率;纯电阻电路的图线上每一点纵、横坐标的比值为此时外电路的电阻。纵、横坐标的比值为此时外电路的电阻。(3)注意
15、电源输出功率最大与电源效率的区别,输出功注意电源输出功率最大与电源效率的区别,输出功率增大时,效率不一定增大,当率增大时,效率不一定增大,当Rr时,电源有最大输出时,电源有最大输出功率,而效率仅为功率,而效率仅为50%。第30页/共69页闭合电路欧姆定律的应用闭合电路欧姆定律的应用1.一般解题步骤一般解题步骤(1)分析电路,将复杂的电路简化,分析各电阻的连分析电路,将复杂的电路简化,分析各电阻的连接情况。接情况。(2)求出电路的总电阻,根据闭合电路欧姆定律求出求出电路的总电阻,根据闭合电路欧姆定律求出总电流。若电路发生变化,可以列出方程组。总电流。若电路发生变化,可以列出方程组。(3)应用串并
16、联电路和部分电路欧姆定律研究各部分应用串并联电路和部分电路欧姆定律研究各部分电路的情况,可以求解各部分电路的电阻、电压、电流、电路的情况,可以求解各部分电路的电阻、电压、电流、电功率等。电功率等。(4)根据计算所得结果,判断电路的工作情况,并分根据计算所得结果,判断电路的工作情况,并分析结果的合理性。析结果的合理性。第31页/共69页2应注意的问题应注意的问题(1)判断电路故障,要首先确定是断路还是短路,判断电路故障,要首先确定是断路还是短路,然后依据电压表、电流表示数判断。例如断路故障,然后依据电压表、电流表示数判断。例如断路故障,主要参考电压表示数,电压表有示数,则与电压表并主要参考电压表
17、示数,电压表有示数,则与电压表并联的部分发生断路。联的部分发生断路。(2)与电源串联的未知电阻可以等效为电源内阻,与电源串联的未知电阻可以等效为电源内阻,这是应用闭合电路欧姆定律常用的方法。这是应用闭合电路欧姆定律常用的方法。第32页/共69页图图729例例3(2012上海华师大附中等八校联上海华师大附中等八校联考考)如图如图729所示,电源内阻所示,电源内阻r1,R12,R26,灯,灯L上标有上标有“3V1.5W”的字样,当滑动变阻器的字样,当滑动变阻器R3的滑片的滑片P移到最右移到最右端时,电流表示数为端时,电流表示数为1A,灯,灯L恰能正常发光。恰能正常发光。(1)求电源的电动势;求电源
18、的电动势;(2)求当求当P移到最左端时,电流表的示数;移到最左端时,电流表的示数;(3)当滑动变阻器的当滑动变阻器的Pb段电阻多大时,变阻器段电阻多大时,变阻器R3上消上消耗的功率最大?最大值多大?耗的功率最大?最大值多大?第33页/共69页审题指导审题指导第一步:抓关键点第一步:抓关键点灯L两端电压为3V灯L正常发光电路连接方式,R2被短路R3的滑片P移到最右端获取信息关键点第二步:找突破口第二步:找突破口(1)要求电源的电动势要求电源的电动势应利用闭合电路欧姆定律。应利用闭合电路欧姆定律。(2)当当P移到最左端时移到最左端时灯灯L和和R2同时被短路。同时被短路。(3)要求要求R3上消耗的功
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- 关 键 词:
- 闭合电路 欧姆定律 及其 应用
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