人教版选修【3-1】2.7-闭合电路欧姆定律.ppt

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1、下图是闭合电路中电势升降的一个比喻图中儿童滑梯两端的高度差相当于内、外电阻两端的电势差电源就像升降机，升降机举起的高度相当于电源的电动势根据此比喻请探究一下，闭合电路中电流与电动势、电阻有什么关系？,1只有用导线把电源、用电器连成一个 电路，电路中才有电流，用电器、电线组成 电路，电源内部是内电路在外电路中，正电荷在 的作用下由正极移动到负极，在电源中 把正电荷从负极移到正极电流方向：在外电路上从 极到 极，在电源内部从 极到 极,闭合,外,恒定电场,非静电力,正,负,负,正,2电源内部的电路，其电阻为内电阻，内电阻所降落的电压称为 ；电源外部的电路，其两端电压称为 或 电压电动势与内、外电压

2、的关系可表示成： ，该式适用于任何闭合电路3消耗电能的元件常常称为 ，负载变化时，电路中的 就会变化， 也随之变化根据UIRR ，讨论下面几种情况：当R增大时，U ；R减小时，U ；,内电压,外电压,路端,EU外U内,负载,电流,路端电压,增大,减小,电流,当r0时，U不随 的变化而变化，这种电源称为理想电源；当R0时，这种情况叫 ，IE/r，由于电源内阻一般 ，电路中的电流会 ，会导致烧毁电源甚至引起火灾， 将电源正负极用导线直接连在一起；当R时，这种情况叫 ，路端电压等于电动势,外电路,很小,很大,绝对不允许,断路,短路,(1)电源内部的电路，其电阻称为内电阻，内电阻所降落的电压称为内电压

3、；(2)电源外部的电路，其两端电压称为外电压或路端电压(3)内、外电压的关系：EU内U外,(1)概念：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与内、外电路中的电阻之和成反比(2)表达式：I公式中，R表示外电路的总电阻，E表示电源的电动势，r是电源内阻,特别提醒：I 只适用于外电路为纯电阻的闭合电路；由于电源的电动势E和内电阻r不受R变化的影响，从I 不难看出，随R的增加，电路中电流I 减小；U外EIr既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路,(3)解决闭合电路问题的一般步骤认清外电路上各元件的串、并联关系，必要时需画出等效电路图帮助分析要特别注意电流表和电压表所对应的

4、电路求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出I.,根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流当外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，不能应用闭合电路欧姆定律求解干路电流，也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流，若需要时只能根据串、并联的特点或能量守恒定律计算得到,利用课本P62“例题1”的方法可以测量电源的电动势及内电阻想一想，如果电流表换成电压表，还能测量电源的的电动势E和内电阻r吗？请说明理由

5、答案：可以，连接电路如图所示当开关接1时，电压表示数为U1，当开关接2时，电压表示数记为U2，则有：EU1r U1 / R1 ；EU2r U2 / R2联立方程即可确定，E、r值.,(1)对纯电阻电路U外IREIrE r注意：断路：R，Ir0，U外E，此为直接测量电动势的依据短路：R0，IE/r(称为短路电流)，U外0，短路电流很大，极易烧毁电源和线路，所以严禁短路,(2)对一定电源，电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，变化情况如下(表示增加，表示减少)：,特别提醒：电路的动态分析问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构、电阻发生了变化，一处变化又引起了一系列

6、的变化只要熟练掌握串并联电路的特点及欧姆定律即可顺利求解此类问题,(2009贵州兴义市清华实验中学高二检测)如图电路中，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为(),A电压表示数增大，电流表示数减少B电压表示数减少，电流表示数增大C两电表示数都增大D两电表示数都减少答案：A,(1)由U外EIr可知，U外I图像是一条斜向下的直线，如下图所示(2)纵轴的截距等于电源的电动势E；横轴的截距等于外电阻短路时的电流I0 E/r.(3)直线斜率的绝对值等于电源的内阻即r |tan|.斜率越大，表明电源的内阻越大.,(1)在纯电阻电路中电源释放功率P释EI ，电源内部消耗功率P内I2r.电源

7、输出功率P出U路I . 且P释P内P出(2)电源输出功率P出即当Rr时，分母最小，即电源输出功率最大,特别提醒：(1)当电源输出功率最大时，机械效率50%.当R时，100%，但此时P出0，无实际意义(2)对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据PI2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同,误区1：不会对闭合电路的动态问题进行分析点拨：闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题分析的基本步骤是：(1)认识电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象(2)由局部电阻变化判断总电阻的变化；,(3)由I 判断总电流的变化；(4)据UEI

8、r判断路端电压的变化；(5)由欧姆定律及串并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化,注意：(1)在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)，通过该电阻的电流一定会减小(或增大)(2)讨论定值电阻上电压(电流)的变化时，可用部分电路欧姆定律分析，当讨论可变电阻R上的电压(电流)变化时，不能再用 I 分析，因它的电阻变化，电压也变化，I 不好确定，只能从串、并联的特点进行分析,图中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计开关S接通后流过R2的电流是S接通前的()A.B.C. D.,解析：此题考查闭合电路欧姆定律及电阻

9、的串、并联设电源电动势为E，R1R2R3R，则S接通时，I2 S断开时，I2 ，所以 ，故B项正确答案：B点评：利用闭合电路欧姆定律解题，关键要明确外电路各电阻的连接关系求出R外，再利用串并联电路的规律求各部分电压、电流、功率等，另外还要明确，内阻不计的电源，不论电流多大，U内O，U外E，即电源两极间电压等于电动势，为恒压电源,(2009石家庄模拟)如图所示，电源E3.2V，电阻R30，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压表读数为3V，那么当开关S接位置2时，小灯泡L的发光情况是(),A正常发光B很暗，甚至不亮C不正常发光，仅比正常发光略暗一些D小灯泡有可

10、能被烧坏答案：B解析：当S接1时，由闭合电路欧姆定律I ，得：r2.小灯泡正常发光时，R灯 2.当S接2时，U灯 R灯1.6VR2，电阻R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值闭合电键S，当滑动变阻器的滑臂P由变阻器的右端向左滑动的过程中，下列说法中正确的有(),AV1的示数先变小后变大，V2的示数先变大后变小BR2上消耗的功率先变小后变大C电源的输出功率先变小后变大DA1的示数不断减小，A2的示数不断变大答案：BD,如下图所示电路中，电源内阻r4，电阻R12，滑动变阻器R24时，电源内部的热功率是4W.则电源输出的最大功率是_当R2的电功率有最大值时，R2_.,解析：由题意知P内I2r4W，r

11、4，此时回路电流I1A.而外电路总电阻R1R26，EI(Rr)10V.电源输出最大功率时，内外电阻相等，即R22时，rR1R24，I A A，P出I2(R1R2) 4W6.25W，为最大求R2的最大电功率，可将R1看成电源内阻的一部分，此时rrR16.当R26时为所求值答案：6.25W；6点评：认真体会本题第2问中的解题思路,如图所示的电路中，电路消耗的总功率为40W，电阻R1为4；R2为6，电源内阻r为0.6，电源的效率为94%，求：(1)ab两点间的电压；(2)电源的电动势,答案：(1)Uab4.8V(2)E20V解析：电源内部的热功率P内I2r，又P内P总(1)，所以I 2A.由于R1、

12、R2并联，所以UabI 4.8V.由P总IE，可得E 20V.,如图电源电动势E12V，内阻r1，R13，R22，R35，C14F，C21F，当S闭合时间足够长时，C1和C2所带电荷量分别是Q1_，Q2_；当S断开后，通过R1的电荷量是_，通过R2的电荷量是_，通过R3的电荷量是_,解析：首先确定C1、C2两端电压的情况是解题的关键，由于R3中无法形成电流，C1两端电压为R2的电压，C2两端电压为a、c间电压，然后由欧姆定律，确定其电压数值，由C 求出Q1、Q2.当S断开后，弄清C1、C2的放电途径，确定通过各电阻的电荷量因R3中无电流，所以c、d两点等电势，所以C1的电压为Ubc 4V，C2

13、的电压为Uac 10V，所以Q1C1Ubc1.6105C，Q2C2Uac1105C.,当S断开时，C1通过R2、R3放电，C2通过R1、R2、R3放电所以通过R1的总电荷量为Q21105C，通过R2的总电荷量为QQ1Q22.6105C，通过R3的总电荷量为QQ1Q22.6105C.点评：R3中无电流，容易误解为通过R3的电荷量为零R1、R2串联，容易误解为通过R1、R2的电荷量相同,如图所示的电路，外电阻皆为R，电源内阻为 ，当S断开时，在电容器极板间放一个质量为m，带电荷量为q的电荷恰能静止，在S闭合时，电容器极板间放一个质量仍为m，带电荷量为q的电荷，恰能静止，则q q_.,答案：D解析：

14、S断开时，R外R，电容器两极板间电压为路端电压UIR E，电荷静止，则mg当S闭合时，R外 R电容器两极板间电压：电荷静止mgq所以q qU U5 16,右图是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图利用电压表(内电阻很大)的示数来指示物体的质量托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表的示数为零设变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻为R0，弹簧的劲度系数为k.若不计一切摩擦和其他阻力,(1)求出电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式为Ux_；(2)由(1)的计算结果可知，电压表示数与待测物体质

15、量不成正比，不便于制作刻度为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在上图的基础上完成改进后的电路原理图，并得出电压表示数Ux与待测物体质量m的关系式为Ux_.,解析：(1)由胡克定律知mgkx，R连入电路中的有效电阻Rx x ，根据闭合电路的欧姆定律可知：I ， 又UxIRx(2)改进后的电路图如图所示,答案：点评：分析这类问题时，一定要弄清原理，找出力学量与电学量间的联系,在日常生活中，经常见到这样的现象手电筒里的电池用旧了舍不得扔掉，买一节新电池与这节旧电池串联使用测量发现新旧电池的电动势相差不多，而新旧电池的内阻却相差较大数据如下：新电池：E11.5V，r10.3；旧电池：E21.2V，r27.8.已知小灯泡上标有“2.7V 1.8W”，连接如图所示，试探究这样的节约措施可行吗？,解析：新旧电池串联后供电电流：I 旧电池提供的总功率P21.2 W0.27 W旧电池内部消耗功率 P2内I2 r2( )27.8W0.39W0 .27W .旧电池不能输出电能反而消耗电能，所以新旧电池搭配使用不能达到节约的目的，因此措施不可行,