高中物理 第2章 第7節(jié) 閉合電路的歐姆定律課件 新人教版選修3-1.ppt

《高中物理 第2章 第7節(jié) 閉合電路的歐姆定律課件 新人教版選修3-1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第2章 第7節(jié) 閉合電路的歐姆定律課件 新人教版選修3-1.ppt（52頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第二章恒定電流,第7節(jié)閉合電路的歐姆定律,1．掌握閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)過程．2．理解閉合電路歐姆定律，應(yīng)用它討論路端電壓和負(fù)載的關(guān)系．3．應(yīng)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的電路分析和計(jì)算．,要點(diǎn)一閉合電路的歐姆定律1．閉合電路組成(1)外電路：電源外部由用電器和導(dǎo)線組成的電路，在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低．(2)內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路，在內(nèi)電路中，沿電流方向電勢(shì)升高．,2．閉合電路的歐姆定律(1)推導(dǎo)：如圖所示，設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E，外電路電阻為R，內(nèi)電路電阻為r，閉合電路的電流為I.在時(shí)間t內(nèi)：,(3)將電壓表接在電源兩極間測(cè)得的電壓U外是指路端電壓，不是內(nèi)電路兩端的電壓，也不是電源電動(dòng)勢(shì)，所以U外＜E.(4)電動(dòng)勢(shì)和路端電壓雖然是有相同的單位且有時(shí)數(shù)值也相同，但二者是本質(zhì)不同的物理量．電動(dòng)勢(shì)反映了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)大小．,(1)對(duì)給定的電源，認(rèn)為E、r不變．(2)對(duì)于有電壓變化的閉合電路問題，由E＝U外＋U內(nèi)，可知：內(nèi)、外電路電壓變化的絕對(duì)值相等，即|ΔU外|＝|ΔU內(nèi)|.(3)外電路含有非純電阻元件(如電動(dòng)機(jī)、電解槽等)時(shí)，不能直接用歐姆定律解決電流問題，可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)或能量守恒定律進(jìn)行列式計(jì)算．,要點(diǎn)二路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1．路端電壓與負(fù)載(1)路端電壓U：又叫外電壓，它是外電路上總的電勢(shì)降落．(2)負(fù)載R：電路中消耗電能的元件統(tǒng)稱為負(fù)載．,3．電源的UI圖象與電阻的UI圖象的比較,在閉合電路中，任何一個(gè)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(huì)增大(或減小)．,(1)電源輸出功率越大，效率不一定越高，如電源輸出功率最大時(shí)，效率只有50%.(2)判斷可變電阻功率變化時(shí)，可將可變電阻以外的其他電阻看成電源的一部分內(nèi)阻．,如圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時(shí)，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6V和0.4A；當(dāng)S斷開時(shí)，它們的示數(shù)各改變0.1V和0.1A，求電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻．,,【解析】當(dāng)S閉合時(shí)，由閉合電路歐姆定律得：U1＝E－I1r，即E＝1.6V＋0.4r①當(dāng)S斷開時(shí)，由閉合電路歐姆定律得：U2＝E－I2r，即E＝(1.6＋0.1)V＋(0.4－0.1)r②由①②得：E＝2V，r＝1Ω.【答案】2V1Ω,【方法總結(jié)】解決閉合電路問題的一般步驟：(1)分析電路：認(rèn)清各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，必要時(shí)畫等效電路圖，特別注意電壓表和電流表對(duì)應(yīng)的電路．(2)求總電流I：若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動(dòng)勢(shì)，可用閉合電路歐姆定律直接求出；若內(nèi)、外電路上有多個(gè)未知電阻，可利用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流I；當(dāng)以上方法都行不通時(shí)，可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出I.,(3)各部分的電壓、電流：根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流．(4)注意適用條件：外電路含有非純電阻元件時(shí)(如電動(dòng)機(jī)，電解槽等)，不能直接用歐姆定律解決電流問題，可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)或能量守恒定律進(jìn)行列式計(jì)算．,(2014閔行區(qū)二模)在如圖所示的電路中，電阻R1＝12Ω，R2＝8Ω，R3＝4Ω.當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表示數(shù)為0.25A；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表示數(shù)為0.36A．則電源電動(dòng)勢(shì)為_________V，內(nèi)電阻_________Ω.,變式訓(xùn)練1-1,,答案：3.601.20,在如圖所示的電路中，E為電源電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器．當(dāng)R2的滑片在a端時(shí)合上開關(guān)S，此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U.現(xiàn)將R2的滑片向b端移動(dòng)，則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是()A．I1增大，I2不變，U增大B．I1減小，I2增大，U減小C．I1增大，I2減小，U增大D．I1減小，I2不變，U減小,,【答案】B,【方法總結(jié)】直流電路的動(dòng)態(tài)分析：1．引起電路特性發(fā)生變化主要有三種情況：(1)滑動(dòng)變阻器滑片位置的改變，使電路的電阻發(fā)生變化；(2)電鍵的閉合、斷開或換向(雙擲電鍵)使電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；(3)非理想電表的接入使電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化．,,3．分析方法(1)程序法：基本思路是“部分→整體→部分”．即從阻值變化入手，由串并聯(lián)規(guī)律判知R總的變化情況，再由歐姆定律判知I總和U端的變化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判知各部分的變化情況．(2)結(jié)論法——“并同串反”：“并同”：是指某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減?。?“串反”：是指某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；某一電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率將增大．(3)特殊值法與極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論．一般用于滑動(dòng)變阻器兩部分在電路中都有電流時(shí)的討論．,(2014煙臺(tái)模擬)如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略．在滑動(dòng)變阻器觸頭由a滑向b的過程中，下列說法中正確的是()A．電流表示數(shù)減小B．小燈泡L亮度增加C．電源內(nèi)電阻消耗功率減小D．電源輸出功率一定增加,變式訓(xùn)練2-1,,解析：分析電路結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)再和電阻R并聯(lián)，電流表測(cè)量通過電阻R的電流，滑動(dòng)變阻器觸頭由a滑向b的過程中，電阻變大，總阻值變大，干路電流變小，內(nèi)電壓變小，路端電壓變大，根據(jù)歐姆定律可知，通過電阻R的電流變大，電流表的示數(shù)變大，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；干路電流變小，通過電阻R的電流變大，則通過燈泡L的電流變小，燈泡變暗，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；,答案：C,如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，電動(dòng)機(jī)的電阻R0＝1.0Ω，電阻R1＝1.5Ω.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)U1＝3.0V，求：(1)電源釋放的電功率；(2)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率；將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率；(3)電源的輸出功率和效率．,,【答案】(1)20W(2)12W8W(3)18W90%,,(3)求出總電流后，再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流，再根據(jù)P＝UI或P＝I2R求得功率．2．電源輸出功率最大值的求解方法在解答最大功率問題時(shí)，理解好功率最大的條件是關(guān)鍵，若求解部分電阻不變時(shí)，只要滿足電流最大則功率就最大；若求解部分電阻改變時(shí)，需要計(jì)算出功率的表達(dá)形式，利用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值．,電路圖如圖甲所示，乙中圖線是電路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖象，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為15Ω，定值電阻R0＝3Ω.,變式訓(xùn)練3-1,,(1)當(dāng)R為何值時(shí)，R0消耗的功率最大，最大值為多少？(2)當(dāng)R為何值時(shí)，電源的輸出功率最大，最大值為多少？,答案：(1)010.9W(2)4.5Ω13.3W,1．有關(guān)電動(dòng)勢(shì)的說法中正確的是()A．電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和B．電源提供的電能越多，電源的電動(dòng)勢(shì)越大C．當(dāng)外電路斷開時(shí)，電源路端電壓與電源電動(dòng)勢(shì)相等D．當(dāng)電路中通過1庫侖電量時(shí)，電源消耗的其他形式能的數(shù)值等于電源電動(dòng)勢(shì)的值,答案：ACD,2．一太陽能電池板，測(cè)得它的開路電壓為800mV，短路電流為40mA，若將該電池板與一阻值為20Ω的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A．0.10VB．0.20VC．0.30VD．0.40V,答案：D,3．(2015南平松溪一中期中)如圖所示電路中，三只燈泡原來都正常發(fā)光，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，下面判斷正確的是()A．L1變暗B．L2變暗C．L3變暗D．L1、L2、L3均變亮,,解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，總電阻變小，干路電流變大，燈泡L1處于干路，變亮，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；內(nèi)電壓變大，路端電壓變小，燈泡L2兩端電壓變小，變暗，B選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；流過燈泡L3的電流變大，變亮，C選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：B,4．(2015深圳中學(xué)期中)在圖示的電路中，電源的內(nèi)電阻r＝0.6Ω.電阻R1＝4Ω，R3＝6Ω，閉合開關(guān)后電源消耗的總功率為40W，輸出功率為37.6W．求：(1)電源電動(dòng)勢(shì)E；(2)電阻R2的阻值．,,答案：(1)20V(2)7Ω,