闭合电路的欧姆定律课堂精选文档.ppt

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1、闭合电路的欧姆定律课堂本讲稿第一页，共四十六页 10.有一游标卡尺，主尺的最小分度是有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，用它测量一小球，用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是的直径，如图甲所示的读数是 _ cm 用螺旋测微器测量用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是_mm图乙图乙20302515mm0主尺主尺05103cm12游标游标1.3801.7311.733本讲稿第二页，共四十六页1 1、什么是电源？、什么是电源？2 2、电源电动势的概念、电源电动势的概念?物理意义物理意义?把其它形式的能转换成电能的装置。把其它形式的能转换成电能的装

2、置。（1 1）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。电源的负极移到正极所做的功。（2 2）意义：电动势表示电源将其他形式的能转）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。化为电能本领。3 3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？对于纯电阻电路对于纯电阻电路复习回顾复习回顾:本讲稿第三页，共四十六页外外电电路路：电电源源外外部部的的电电路路外外电电阻阻：外外电电路路上上的的电电阻阻R R外外 电电 压压：外外电电阻阻两两端端的的电电压压，内内电电路路：电电源源内内部部的的电电路路

3、内内 电电 阻阻：电电 源源 内内 部部 的的 电电 阻阻 r r内内电电压压：内内电电阻阻两两端端的的电电压压U内内又叫又叫路端电压路端电压U外外整个电路称整个电路称闭合电路闭合电路V V内电路rR电源一、闭合电路一、闭合电路:本讲稿第四页，共四十六页2、闭合电路欧姆定律本讲稿第五页，共四十六页开关（开关（S S1）断开时电压表所测得的结果）断开时电压表所测得的结果开关闭合时两个电压表所测得的结果开关闭合时两个电压表所测得的结果U外外/VU内内/VU外外+U内内E=2.19 V1.852.002.062.092.112.152.160.310.170.110.090.070.040.022.

4、162.172.172.182.182.192.18实验数据分析：结论：电源的电动势等于内、外电压之和。本讲稿第六页，共四十六页2 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，通过非静电力中，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，所以做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为电流方向为负极流向正极负极流向正极。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，沿电流方向电势降低。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

5、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，沿电流方中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升跃升”。本讲稿第七页，共四十六页bdacababcd本讲稿第八页，共四十六页1 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，在时间，在时间t内内外电路中有多少电能转化为内能？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，也，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为

6、内能，是多少？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内非内非静电力做多少功静电力做多少功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本讲稿第九页，共四十六页根据能量守恒定律，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本讲稿第十页，共四十六页、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正、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

7、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本讲稿第十一页，共四十六页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、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

8、E、rsRAVE、rAVE、rAV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本讲稿第十二页，共四十六页、电源的外特性曲线、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短路电流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，图线，内阻越大，图线倾斜得越厉害倾斜得越厉害在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的电电动势动势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

9、值是不是 零。本讲稿第十三页，共四十六页UI0E EI短短UI1.01.50本讲稿第十四页，共四十六页1 1、在如图所示的电路中，电源的电动势、在如图所示的电路中，电源的电动势为为 1.5V1.5V，内阻为，内阻为0.120.12，外电路的电阻，外电路的电阻为为1.381.38，求电路中的电流和路端电压求电路中的电流和路端电压.RSEr 课堂训练课堂训练I=1AU=1.38V本讲稿第十五页，共四十六页课堂训练课堂训练3 3、如图，、如图，R R0.80.8当开关当开关S S断开时电压表断开时电压表的读数为的读数为1.5V1.5V；当开关；当开关S S闭合时电压表的读闭合时电压表的读数为数为1.

10、2V1.2V则该电源的电动势和内电阻分别则该电源的电动势和内电阻分别为多少为多少?E=1.5VE=1.5V，r=0.2r=0.2本讲稿第十六页，共四十六页【课课堂堂练习练习】1(1),(2)本讲稿第十七页，共四十六页2.400mV 3.(1)开关开关S断开时断开时,，两电流表读数均为零。，两电流表读数均为零。（2）开关）开关S闭合时，闭合时，R=R3+=4.5 本讲稿第十八页，共四十六页 课堂训练课堂训练A A、B B5、本讲稿第十九页，共四十六页 课堂训练课堂训练AC4、本讲稿第二十页，共四十六页2、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

11、I1=0.2A;当开关处于位置当开关处于位置2时时,电流表读数电流表读数I2=0.3A.求电源的电动势求电源的电动势E和和内电阻内电阻r.E=3Vr=1sE、rR1AR212本讲稿第二十一页，共四十六页1、在如图所示电动势为、在如图所示电动势为V的电源跟一个阻的电源跟一个阻值值R=9的电阻接成闭合电路的电阻接成闭合电路,测得电源两端测得电源两端电压为电压为1.8V,求电源的内电阻求电源的内电阻.r=1E、rRV本讲稿第二十二页，共四十六页E=1.5Vr=0.23、如图，、如图，R0.8当开关当开关S断开时电压表的读断开时电压表的读数为数为1.5V；当开关；当开关S闭合时电压表的读数闭合时电压表

12、的读数为为1.2V则该电源的电动势和内电阻分别为则该电源的电动势和内电阻分别为多少多少?E、rsRV本讲稿第二十三页，共四十六页4 4、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,该电源的电动势该电源的电动势为为 V,V,内阻为内阻为 0.50.5U/VI/AO1232463 3本讲稿第二十四页，共四十六页5 5、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.将它们分别连成闭合将它们分别连成闭合电路电路,其外电路的电流其外电路的电流I和路端电压

13、和路端电压U U的关系的关系如图所示如图所示,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 r2 2本讲稿第二十五页，共四十六页四、恒定电流电路的动态变化分析：四、恒定电流电路的动态变化分析：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,判断全电路判断全电路总电

14、阻的变化情况总电阻的变化情况(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)的变的变化情况化情况(4)(4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化变化本讲稿第二十六页，共四十六页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：滑动变阻器滑动滑动变阻器滑动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

15、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本讲稿第二十七页，共四十六页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1 1】如图所示电路，当滑动变如图所示电路，当滑动变阻器的滑片阻器的滑片P P向上移动时，判断电向上移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如路中的电压表、电流表的示数如何变化何变化?电压表电压表1 1、2 2示数变化谁大？示数变化谁大？本讲稿第二十八页，共四十六页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

16、，电键，电键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化情况为：打开，则电流表和电压表的示数变化情况为：（）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本讲稿第二十九页，共四十六页1.A1.A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、

17、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、rsRBA本讲稿第三十页，共四十六页2.2.如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，当如图所示，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（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，

18、电压表的读数减小A AR1R2R3VA本讲稿第三十一页，共四十六页由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由由 得得1 1电源提供的功率（电源功率）电源提供的功率（电源功率）2 2电源的输出功率（外电路得到的功率）电源的输出功率（外电路得到的功率）3 3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 五、闭合电路中的功率五、闭合电路中的功率4 4、闭合电路中的能量转化、闭合电路中的能量转化电源提电源提供电能供电能外电路消耗外电路消耗的能量的能量内电路消耗内电路消耗内电路消耗内电路消耗的电能的电能的电能的电能本讲稿第三十二页，共四十六页结论：结论：电源的效率随外电阻的增大而

19、增大电源的效率随外电阻的增大而增大5 5、电源的工作效率、电源的工作效率本讲稿第三十三页，共四十六页1.1.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,电电路中的电阻为路中的电阻为R1 1、R2 2和和R3 3的阻值相同的阻值相同.在开关在开关S S处处于闭合状态下于闭合状态下,若将开关若将开关S S1 1由位置由位置1 1切换到位置切换到位置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 B

20、R1R2R3V12ss1Er本讲稿第三十四页，共四十六页2.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=0.5,电动机的电阻电动机的电阻R0=1.0,电阻电阻R1=1.5.电动机正常电动机正常工作时工作时,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功率将电能转化为机械能的功率(3)电源的输出功率电源的输出功率R1ErV本讲稿第三十五页，共四十六页0RPrPM6 6、电源最大输出功率、电源最大输出功率电源的功率最大时，其效率只有50本讲稿第三十六页，共

21、四十六页1.1.电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电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，下面说法中正确的是阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是()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本讲稿第三十七页，共四十六页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,内阻为内阻为0.50.5,R,R0 0为为2 2,变阻器的阻值变化范围为变阻器的

22、阻值变化范围为010010,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 rR本讲稿第三十八页，共四十六页六、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

23、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本讲稿第三十九页，共四十六页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,当开关接通后当开关接通后,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电压是用电压表测得各部分电压是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本讲稿第四十页，共四十

24、六页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，则产生故障应是（设没有读数，则产生故障应是（设只是一处有故障）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 C本讲稿第四十一页，共四十六页2.2.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,由于电阻发生由于电阻发生短路或者断路故障短路或者断路故障,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,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

25、 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本讲稿第四十二页，共四十六页七、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，所以其两端所以其两端的电压就是所在支路两端的电压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，会引起电容器的充放引起电容器的充放电电，进而引起内部电场的变化，进而引起内部电场的变化本讲稿第四十三页，共四十六页1.1.

26、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的电流方的电流方向向,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

27、 2的电流方向为自右向左的电流方向为自右向左ACACR1R2Cs2s1E本讲稿第四十四页，共四十六页2.2.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,内阻内阻r=1.0;=1.0;R1 1=10,=10,R2 2=10,=10,R3 3=30,=30,R4 4=35;=35;电容器电容器的电容的电容C=100F.=100F.电容器原来不带电电容器原来不带电.求接通电键求接通电键S S后流过后流过R4 4的总电量的总电量.R1R2CsE,rR4R3本讲稿第四十五页，共四十六页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=

28、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接触改为与触点接触改为与触点1 1接触，待电路稳定后，试求：接触，待电路稳定后，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，直直到到电电流流变变为为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.本讲稿第四十六页，共四十六页