2019春高中物理 第2章 恒定電流 7 閉合電路的歐姆定律課件 新人教版選修3-1.ppt

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第二章 恒定電流 7閉合電路的歐姆定律 課前預習 1 閉合電路組成 1 外電路 電源 部由用電器和導線組成的電路 在外電路中 沿電流方向電勢 2 內(nèi)電路 電源 部的電路 在內(nèi)電路中 沿電流方向電勢 閉合電路的歐姆定律 外 降低 內(nèi) 升高 2 閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化如圖所示 電路中電流為I 在時間t內(nèi) 等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和 即EIt 非靜電力做功 I2Rt I2rt 3 閉合電路歐姆定律 1 概念 閉合電路中的電流與 成正比 與內(nèi) 外電路中的 成反比 2 表達式 I 公式中 R表示外電路的總電阻 E表示電源的電動勢 r是電源內(nèi)阻 3 適用范圍 電路 電源的電動勢 電阻之和 純電阻 1 路端電壓與電流的關系 1 公式 U 2 圖象 U I 如圖所示是一條傾斜的直線 該直線與縱軸交點的縱坐標表示 斜率的絕對值表示電源的 路端電壓與負載的關系 E Ir 電動勢 內(nèi)阻 增大 E 減小 0 判一判 1 閉合電路沿著電流的方向電勢一定降低 2 閉合電路的電流跟內(nèi) 外電路電阻之和成反比 3 在閉合電路中 外電阻越大 路端電壓越大 4 電路斷開時 電路中的電流為零 路端電壓也為零 5 外電路短路時 電路中的電流無窮大 6 純電阻電路中電源的輸出功率隨外電阻R的增大而增大 選一選 一同學將變阻器與一只6V 6 8W的小燈泡L及開關S串聯(lián)后接在6V的電源E上 當S閉合時 發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光 按此圖的接法 當滑片P向右滑動時 燈泡將 A 變暗B 變亮C 亮度不變D 可能燒壞燈泡解析 由圖可知 變阻器接入電路的是PB段的電阻絲 當滑片P向右滑動時 接入電路中的電阻絲變短 電阻減小 燈泡變亮 B選項正確 由于燈泡的額定電壓等于電源電壓 所以不可能燒壞燈泡 B 想一想 我們有這樣的經(jīng)驗 傍晚是每一天用電高峰時段 萬家燈火 但是燈光較暗 而夜深人靜的時候 燈光特別亮 這是為什么 還有 在家用電器使用中 打開大功率的空調(diào)后 你會發(fā)現(xiàn)燈泡會變暗 而關掉空調(diào)后燈又會馬上亮起來 這是為什么 解析 當電路中接入較多的用電器時 由于這些用電器是并聯(lián)的 其總電阻會變小 干路中的電流就會增大 由于導線有電阻 在導線上就有較大的電壓降 造成燈泡兩端的電壓變小 因此燈泡的亮度就變暗了 課內(nèi)探究 如圖是閉合電路中電勢升降的一個比喻 圖中小男孩就像電路中的正電荷一樣 是升降機的作用實現(xiàn)了他的持續(xù)運動 兩端的高度差相當于內(nèi) 外電阻兩端的電勢差 電源就像升降機 升降機升起的高度相當于電源的電動勢 根據(jù)此比喻請?zhí)骄恳幌?閉合電路中電流與電動勢 電阻有什么關系 探究一對閉合電路的歐姆定律的理解 1 1 閉合電路的歐姆定律的表達形式 2 路端電壓U隨電流I變化的圖像 U I關系圖 1 U I圖像的函數(shù)表達式 U E Ir 2 U I圖像特點 位于第一象限 與橫縱坐標軸相交的傾斜直線 如圖所示 對點訓練1 多選 如圖所示是某電源的伏安特性曲線 則下列結(jié)論正確的是 A 電源的電動勢為6 0VB 電源的短路電流為0 5AC 電流為0 2A時的外電阻是28 4 D 電源的內(nèi)阻為12 AC 如圖所示的閉合電路中 當滑動變阻器的滑片P向右滑動時 兩電表的示數(shù)發(fā)生變化 這一類問題叫電路的動態(tài)分析問題 試問滑片P向右滑動時 兩電表的示數(shù)怎樣變化 提示 P右滑 R R總 I總 U內(nèi) U外 即電流表示數(shù)減小 電壓表示數(shù)增大 探究二閉合電路的動態(tài)分析方法 2 3 特殊值法與極限法 指因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題 可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論 一般用于滑動變阻器兩部分在電路中都有電流時的討論 特別提醒 1 在閉合電路中 任何一個電阻的增大 或減小 都將引起電路總電阻的增大 或減小 該電阻兩端的電壓一定會增大 或減小 2 理想電壓表可認為是斷路 理想電流表可認為是短路 C 解題指導 本題可用多種方法推論各表的變化情況 用 結(jié)論法 解題快捷 但一定要理清各用電器的串 并聯(lián)關系 解析 方法 程序法 當R2的滑動片向右移動時 變阻器有效電阻減小 則總電阻減小 總電流增大 故A1讀數(shù)變大 V2測R3兩端電壓 因為電流增大 所以R3兩端電壓也增大 即V2讀數(shù)變大 電流增大 會使內(nèi)電壓增大 所以路端電壓減小 即V1讀數(shù)變小 路端電壓減小 而V2增大 則R1和R2的并聯(lián)電壓減小 故通過R1的電流減小 即A2讀數(shù)變小 所以選項C正確 方法 結(jié)論法 并同 變阻器R2減小 與R2有并聯(lián)關系的V1 A2示數(shù)變小 串反 變阻器R2減小 與R2有串聯(lián)關系的V2 A1示數(shù)變大 所以選項C正確 對點訓練2 多選 2017 廣州市荔灣區(qū)高二上學期期末 在如圖所示的電路中 當滑動變阻器滑片P向下移動時 A A燈變亮B B燈變亮C C燈變亮D D燈變亮解析 當滑動變阻器滑片P向下移動時 滑動變阻器的有效阻值變小 外電路總電阻變小 根據(jù)閉合電路歐姆定律知 總電流I增大 內(nèi)電壓增大 則路端電壓減小 A燈的電壓減小 故A燈變暗 總電流I增大 通過A燈的電流減小 所以B燈所在支路電流增大 則B燈變亮 B燈的電壓增大 而路端電壓減小 所以C燈的電壓減小 C燈變暗 通過C燈的電流減小 而通過B燈的電流增大 所以通過D燈的電流增大 D燈變亮 故AC錯誤 BD正確 故選 BD BD 在閉合電路中 內(nèi)外電路都有電阻 當電流通過內(nèi)外電路時都要做功 請問 外電路的電阻越大 外電路消耗的功率就越大嗎 提示 不一定 探究三閉合電路的功率分析 3 特別提醒 1 當電源輸出功率最大時 機械效率 50 當R 時 100 但此時P出 0 無實際意義 2 對于內(nèi)外電路上的固定電阻 其消耗的功率根據(jù)P I2R來判斷 與輸出功率大小的判斷方法不同 對點訓練3 2017 江西省南昌二中高二上學期月考 如圖所示 直線OAC為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線 拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率Pr隨電流I變化的圖線 若A B對應的橫坐標為2A 那么線段AB表示的功率及I 2A對應的外電阻是 A 2W 0 5 B 4W 2 C 2W 1 D 6W 2 A 素養(yǎng)提升 分析和計算含有電容器的直流電路時 注意把握以下幾個方面 1 電路穩(wěn)定時電容器在電路中就相當于一個阻值無限大的元件 在電容器處電路看成是斷路 畫等效電路時 可以先把它去掉 2 若要求電容器所帶電荷量時 可在相應的位置補上 求出電容器兩端的電壓 根據(jù)Q CU計算 3 電路穩(wěn)定時電容器所在支路斷路 與電容器串聯(lián)的電阻兩端無電壓 該電阻相當于導線 含電容器電路的分析與計算 4 當電容器與電阻并聯(lián)后接入電路時 電容器兩端的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等 5 電路中的電流 電壓變化時 將會引起電容器的充 放電 有 Q C U 答案 1 10m s2 豎直向上 2 4 10 4C