物理第八章 恒定电流 基础课2 电路 闭合电路的欧姆定律 新人教版.ppt

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1、基础课基础课2 2电路闭合电路的欧姆定律电路闭合电路的欧姆定律知识点一、电阻的串联、并联知识点一、电阻的串联、并联知识点二、电动势和内阻知识点二、电动势和内阻1电动势电动势(1)定定义：电源源在在内内部部移移动电荷荷过程程中中，非非静静电力力对电荷荷做做的功与移的功与移动电荷的荷的_的比的比值。(2)定定义式：式：_，单位位为V。(3)大大小小：电动势在在数数值上上等等于于在在电源源内内部部_把把1 C正正电荷从荷从负极移送到正极所做的功。极移送到正极所做的功。2 内阻：内阻：电电源内部源内部导导体的体的电电阻。阻。电荷量荷量非静非静电力力知识点三、闭合电路的欧姆定律知识点三、闭合电路的欧姆定

2、律1闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律(1)内内容容：闭合合电路路里里的的电流流跟跟电源源的的电动势成成_，跟跟内内、外外电阻之和成阻之和成_。(2)公式公式I_(只适用于只适用于纯电阻阻电路路)；E_(适用于所有适用于所有电路路)。U外外Ir正比正比反比反比2路端电压与外电阻的关系路端电压与外电阻的关系增大增大E思考判断思考判断(1)电电动动势势的的大大小小反反映映了了电电源源把把电电能能转转化化为为其其他他形形式式的的能能的的本本领领强强弱。弱。()(2)电电动动势势由由电电源源中中非非静静电电力力的的特特性性决决定定，与与电电源源的的体体积积无无关关，与与外电路无关。外电路无关。()(

3、3)电动势等于电源的路端电压。电动势等于电源的路端电压。()(4)电路中某电阻增大，该电阻的功率一定增大。电路中某电阻增大，该电阻的功率一定增大。()(5)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。()(6)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。()(7)电源的输出功率越大，电源的效率越高。电源的输出功率越大，电源的效率越高。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)电路的动态变化分析电路的动态变化分析1判定总电阻变化情况的规律判定总电阻变化情况的规律(1)当当外外电路路的的任任何何一一个个电阻阻增

4、增大大(或或减减小小)时，电路路的的总电阻阻一定增大一定增大(或减小或减小)。(2)若若开开关关的的通通、断断使使串串联的的用用电器器增增多多时，电路路的的总电阻阻增增大；若开关的通、断使并大；若开关的通、断使并联的支路增多的支路增多时，电路的路的总电阻减小。阻减小。(3)在在如如图1所所示示分分压电路路中中，滑滑动变阻阻器器可可视为由由两两段段电阻阻构构成成，其其中中一一段段R并并与与用用电器器并并联，另另一一段段R串串与与并并联部部分分串串联。A、B两端的两端的总电阻与阻与R串串的的变化化趋势一致。一致。图12电路动态分析的常用电路动态分析的常用“两法两法”(1)程程序序判判断断法法：遵遵

5、循循“局局部部整整体体部部分分”的的思思路路，按按以以下下步步骤分析：分析：(2)极极限限法法：即即因因滑滑动变阻阻器器滑滑片片滑滑动引引起起的的电路路变化化问题，可将滑，可将滑动变阻器的滑阻器的滑动端分端分别滑至两个极端去滑至两个极端去讨论。1电电压压表表、电电流流表表示示数数变变化化问问题题(多多选选)如如图2所所示示，图中中的的四四个个电表表均均为理理想想电表表，当当滑滑动变阻阻器器滑滑片片P向向右右端端移移动时，下面下面说法中正确的是法中正确的是()图2A电压表表V1的的读数减小，数减小，电流表流表A1的的读数增大数增大B电压表表V1的的读数增大，数增大，电流表流表A1的的读数减小数减

6、小C电压表表V2的的读数减小，数减小，电流表流表A2的的读数增大数增大D电压表表V2的的读数增大，数增大，电流表流表A2的的读数减小数减小解解析析滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片P向向右右端端移移动动，使使得得RP变变小小，总总电电阻阻变变小小，总总电电流流变变大大，即即电电流流表表A1的的读读数数增增大大。内内电电压压变变大大，R1两两端端电电压压变变大大，并并联联电电路路的的电电压压即即电电压压表表V1的的读读数数变变小小，即即R3两两端端电电压压变变小小，通通过过R3的的电电流流变变小小即即电电流流表表A2的的读读数数减减小小，由由于于总总电电流流增增大大，所所以以经经过过另另外外一一个个支

7、支路路即即经经过过R2的的电电流流变变大大，R2两两端端电压变大，即电压表电压变大，即电压表V2的读数增大，选项的读数增大，选项A、D正确。正确。答案答案AD2小小灯灯泡泡亮亮度度变变化化问问题题(多多选选)如如图3所所示示的的电路路，L1、L2、L3是是3只只小小电灯灯，R是是滑滑动变阻阻器器，开开始始时，它它的的滑滑片片P位位于于中中点点位位置置。当当S闭合合时，3只只小小电灯灯都都发光光。现使使滑滑动变阻阻器器的的滑片滑片P向右移向右移动时，则小小电灯灯L1、L2、L3的的变化情况化情况()图3AL1变亮亮 BL2变亮亮CL3变暗暗 DL1、L2、L3均均变亮亮答案答案BC3含含容容电电

8、路路中中的的电电荷荷量量变变化化问问题题(多多选选)如如图4所所示示，R1、R2、R3、R4均均为可可变电阻阻，C1、C2均均为电容容器器，电源源的的电动势为E，内阻，内阻r0。若改。若改变四个四个电阻中的一个阻阻中的一个阻值，则()图4A减小减小R1，C1、C2所所带的的电荷量都增加荷量都增加B增大增大R2，C1、C2所所带的的电荷量都增加荷量都增加C增大增大R3，C1、C2所所带的的电荷量都增加荷量都增加D减小减小R4，C1、C2所所带的的电荷量都增加荷量都增加解解析析R1上上没没有有电电流流流流过过，R1是是等等势势体体，故故减减小小R1，C1两两端端电电压压不不变变，C2两两端端电电压

9、压不不变变，C1、C2所所带带的的电电荷荷量量都都不不变变，选选项项A错错误误；增增大大R2，C1、C2两两端端电电压压都都增增大大，C1、C2所所带带的的电电荷荷量量都都增增加加，选选项项B正正确确；增增大大R3，C1两两端端电电压压减减小小，C2两两端端电电压压增增大大，C1所所带带的的电电荷荷量量减减小小，C2所所带带的的电电荷荷量量增增加加，选选项项C错错误误；减减小小R4，C1、C2两两端端电电压压都都增增大大，C1、C2所所带带的的电电荷荷量量都都增增加加，选选项项D正确。正确。答案答案BD方法技巧方法技巧2分析电容器带电荷量的变化要注意以下两点分析电容器带电荷量的变化要注意以下两

10、点(1)把把电电容容器器当当成成断断路路简简化化电电路路图图，按按照照电电路路动动态态分分析析的的基基本本方法来分析各部分电路电压与电流的变化。方法来分析各部分电路电压与电流的变化。(2)电电路路稳稳定定时时，找找到到与与电电容容器器并并联联的的电电阻阻，而而电电容容器器的的电电压压等于与之并联的电阻两端的电压。等于与之并联的电阻两端的电压。闭合电路的功率及效率问题闭合电路的功率及效率问题【典典例例】如如图5所所示示，已已知知电源源电动势为6 V，内内阻阻为1，保保护电阻阻R00.5，则当当电阻阻箱箱R读数数为多多少少时，保保护电阻阻R0消耗的消耗的电功率最大，且功率最大，且这个最大个最大值为

11、：()A1 4 W B1 8 WC0 8 W D0.5 8 W图5答案答案C【拓展延伸【拓展延伸1】在在【典典例例】中中的的条条件件不不变，则当当电阻阻箱箱R的的读数数为多多少少时，电阻箱阻箱R消耗的功率消耗的功率PR最大且最大且这个最大个最大值为()A1 6 W B0.5 8 WC1 1.5 W D1.5 6 W答案答案D【拓展延伸【拓展延伸2】在在【典典例例】中中，若若电阻阻箱箱R的的最最大大值为3，R05，则当当电阻阻箱箱R读数数为多多少少时，电阻阻箱箱R的的功功率率最最大大且且这个个最最大大值为()答案答案C【拓展延伸【拓展延伸3】在【典例】中的条件不在【典例】中的条件不变，则电源的最

12、大源的最大输出功率出功率为()A3 W B4 W C5 W D9 W答案答案D方法技巧方法技巧1电电源源的的PR图图象象问问题题将将一一电源源与与一一电阻阻箱箱连接接成成闭合合回回路路，测得得电阻阻箱箱所所消消耗耗功功率率P与与电阻阻箱箱读数数R变化化的的曲曲线如如图6所示，由此可知所示，由此可知()图6A电源最大源最大输出功率可能大于出功率可能大于45 WB电源内阻一定等于源内阻一定等于5 C电源源电动势为45 VD电阻箱所消耗功率阻箱所消耗功率P最大最大时，电源效率大于源效率大于50%答案答案B2纯纯电电阻阻电电路路和和非非纯纯电电阻阻电电路路(2017唐唐山山模模拟拟)(多多选选)如如图

13、7所所示示，电源源电动势E3 V，小小灯灯泡泡L标有有“2 V0.4 W”，开开关关S接接1，当当滑滑动变阻阻器器调到到R4 时，小小灯灯泡泡L正正常常发光光。现将开关将开关S接接2，小灯泡，小灯泡L和和电动机机M均正常工作。均正常工作。则()图7A电源内阻源内阻为1 B电动机的内阻机的内阻为4 C电动机正常工作机正常工作电压为1 VD电源效率源效率约为93.3%答案答案AD电路相关图象问题的分析与计算电路相关图象问题的分析与计算两种图象的比较两种图象的比较电源UI图象电阻UI图象图形物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系1电电源源UI图图象象的的理理解

14、解(多多选选)如如图8所所示示是是某某电源源的的路路端端电压与与电流的关系流的关系图象，下列象，下列结论正确的是正确的是()图8A电源的源的电动势为6.0 VB电源的内阻源的内阻为12 C电源的短路源的短路电流流为0.5 AD电流流为0.3 A时的外的外电阻是阻是18 答案答案AD2电电源源UI图图象象与与电电阻阻UI图图象象的的结结合合(2017黑黑龙龙江江哈哈尔尔滨滨第第一一中中学学考考试试)(多多选选)如如图9所所示示的的UI图象象中中，直直线为某某电源源的的路路端端电压与与电流流的的关关系系图线，直直线为某某一一电阻阻R的的UI图线，用用该电源源直直接接与与电阻阻R连接接成成闭合合电路

15、路，由由图象可知象可知()图9AR的阻的阻值为1.5 B电源源电动势为3 V，内阻，内阻为0.5 C电源的源的输出功率出功率为3.0 WD电源内部消耗功率源内部消耗功率为1.5 W解解析析由由于于电电源源的的路路端端电电压压与与电电流流的的关关系系曲曲线线和和电电阻阻R的的UI图图线线都都为为直直线线，所所以以电电源源的的路路端端电电压压与与电电流流的的关关系系图图线线的的斜斜率率的的绝绝对对值值等等于于电电源源内内阻阻，r1.5；电电阻阻R的的UI图图线线的的斜斜率率等等于于电电阻阻R的的阻阻值值，R1.5，选选项项A正正确确，B错错误误；电电源源的的路路端端电电压压与与电电流流的的关关系系

16、图图线线和和电电阻阻R的的UI图图线线交交点点纵纵、横横坐坐标标的的乘乘积积表表示示电电源源的的输输出出功功率率，电电源源的的输输出出功功率率为为PUI1.51.0 W1.5 W，选选项项C错错误误；由由EIPPr解解得得电电源源内内部部消消耗的功率为耗的功率为PrEIP3.01.0 W1.5 W1.5 W，选项，选项D正确。正确。答案答案AD利用两种图象解题的基本方法利用两种图象解题的基本方法利利用用电电源源的的UI图图象象和和电电阻阻的的UI图图象象解解题题，无无论论电电阻阻的的UI图图象象是是线线性性还还是是非非线线性性，解解决决此此类类问问题题的的基基本本方方法法是是图图解解法法，即即

17、把把电电源源和和电电阻阻的的UI图图线线画画在在同同一一坐坐标标系系中中，图图线线的的交交点点即电阻的即电阻的“工作点工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求。，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求。方法技巧方法技巧电路故障的分析方法电路故障的分析方法1故障特点故障特点(1)断断路路特特点点：断断路路部部分分电路路中中电流流为零零，而而电压不不为零零。因因此此，若若外外电路路中中某某两两点点间电压不不为零零，电流流为零零，则两两点点间有断点，而有断点，而这两点与两点与电源的两极之源的两极之间无断点。无断点。(2)短路特点：表短路特点：表现为有有电流通流通过而某元件两端而某元件两端电压为零

18、。零。2故障的分析方法故障的分析方法 (1)电压表表检测：如如果果电压表表示示数数为零零，则说明明可可能能在在并并联路段之外有断路，或并路段之外有断路，或并联路段短路。路段短路。(2)电流流表表检测：当当电路路中中接接有有电源源时，可可用用电流流表表测量量各各部部分分电路路上上的的电流流，通通过对电流流值的的分分析析，可可以以确确定定故故障障的的位位置置。在在使使用用电流流表表检测时，一一定定要要注注意意电流流表表的的极极性性和和量量程。程。(3)欧欧姆姆表表检测：当当测量量值很很大大时，表表示示该处断断路路，当当测量量值很很小小或或为零零时，表表示示该处短短路路。在在使使用用欧欧姆姆表表检测

19、时，电路一定要切断路一定要切断电源。源。(4)假假设法法：将将整整个个电路路划划分分为若若干干部部分分，然然后后逐逐一一假假设某某部部分分电路路发生生某某种种故故障障，运运用用闭合合电路路或或部部分分电路路的的欧欧姆姆定定律律进行行推推理理现象象符符合合，则故故障障可可能能发生生在在这部部分分电路路，直直到到找找出出发生故障的全部可能生故障的全部可能为止，亦称排除法。止，亦称排除法。图10AR1短路短路 BR2断路断路CR2短路短路 DR3短路短路解解析析A灯灯在在干干路路上上，A灯灯变变亮亮，说说明明电电路路中中总总电电流流变变大大，由由闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律可可知知电电路路的的外

20、外电电阻阻减减小小，这这就就说说明明电电路路中中只只会会出出现现短短路路而而不不会会出出现现断断路路，选选项项B被被排排除除；因因为为短短路路部部分分的的电电阻阻变变小小，分分压压作作用用减减小小，与与其其并并联联的的用用电电器器上上的的电电压压降降低低，C、D两两灯灯变变暗暗，A、B两两灯灯变变亮亮，这这说说明明发发生生短短路路的的电电阻阻与与C、D两两灯灯是是并并联联的的，而而与与A、B两两灯灯是是串串联联的的。观观察察电电路路中中电电阻阻的的连连接接形形式，只有式，只有R3短路符合条件。故应选短路符合条件。故应选D。答案答案D图11AL1和和L2的灯的灯丝都断了都断了BL1的灯的灯丝断了

21、断了CL2的灯的灯丝断了断了D变阻器阻器R断路断路解解析析根根据据电电路路发发生生断断路路的的特特点点可可以以判判断断。因因Uab6 V则则说说明明电电源源没没有有问问题题，是是外外电电路路出出现现故故障障，而而Ucd6 V，则则说说明明L1、R完好，又完好，又Uad0，则说明，则说明L2的灯丝断了，故的灯丝断了，故C正确。正确。答案答案C1(2016全全国国卷卷，17)阻阻值相相等等的的四四个个电阻阻、电容容器器C及及电池池E(内内阻阻可可忽忽略略)连接接成成如如图12所所示示电路路。开开关关S断断开开且且电流流稳定定时，C所所带的的电荷荷量量为Q1；闭合合开开关关S，电流流再再次次稳定定后

22、后，C所所带的的电荷量荷量为Q2。Q1与与Q2的比的比值为()图12解析解析S断开时等效电路如图甲所示。断开时等效电路如图甲所示。甲甲S闭合时等效电路如图乙所示。闭合时等效电路如图乙所示。乙乙 答案答案C2(2016江江苏苏单单科科，8)(多多选选)如如图13所所示示的的电路路中中，电源源电动势为12 V，内内阻阻为2，四四个个电阻阻的的阻阻值已已在在图中中标出出，闭合合开关开关S，下列，下列说法正确的有法正确的有()图13A路端路端电压为10 VB电源的源的总功率功率为10 WCa、b间电压的大小的大小为5 VDa、b间用用导线连接后，接后，电路的路的总电流流为1 A答案答案AC3(2014

23、天天津津理理综综，2)如如图14所所示示，电路路中中R1、R2均均为可可变电阻阻，电源源内内阻阻不不能能忽忽略略，平平行行板板电容容器器C的的极极板板水水平平放放置置，闭合合开开关关S，电路路达达到到稳定定时，带电油油滴滴悬浮浮在在两两板板之之间静静止止不不动。如如果果仅改改变下下列列某某一一个个条条件件，油油滴滴仍仍能能静静止止不不动的的是是()图14A增大增大R1的阻的阻值 B增大增大R2的阻的阻值C增大两板增大两板间的距离的距离 D断开开关断开开关S答案答案B图15A滑滑动变阻器的滑阻器的滑动触触头P滑到了最右端滑到了最右端B电源的源的输出功率最大出功率最大C定定值电阻阻R0消耗的功率消耗的功率为0.5 WD电源的效率达到最大源的效率达到最大值答案答案BC