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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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,恒定電流,第二章,7 閉合電路的歐姆定律,第二章,如圖是閉合電路中電勢升降的一個比喻。圖中兒童滑梯兩端的高度差相當(dāng)于內(nèi)、外電阻兩端的電勢差。電源就象升降機(jī),升降機(jī)舉起的高度相當(dāng)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(guān)系?,,閉合電路的歐姆定律,1.閉合電路組成 (1)外電路:電源______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________。 (2)內(nèi)電路:電源________部的電路,在內(nèi)電路中,沿電流方向電勢_______。,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+I(xiàn)2rt,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(dá)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,路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,1.路端電壓與電流的關(guān)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(biāo)表示__________,斜率的絕對值表示電源的________。,E-Ir,電動勢,內(nèi)阻,,增大,E,減小,0,一、對閉合電路的歐姆定律的理解 1.閉合電路的歐姆定律的表達(dá)形式,手電筒中的電池用久了,小燈泡發(fā)光明顯變暗,但拆下電池,用電壓表測量電池的電動勢,發(fā)現(xiàn)電動勢沒有減小太多,這是怎么回事? 答案:電池用久了,電動勢并沒明顯減小,但內(nèi)阻卻明顯變大,根據(jù)U=E-Ir可知路端電壓明顯變小,導(dǎo)致燈泡明顯變暗。,“串反”:指某一電阻增大時,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,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大。 (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(rèn)為是斷路,理想電流表可認(rèn)為是短路。,如圖是一火警報警電路的示意圖,其中R3為用某種材料制成的傳感器,這種材料的電阻率隨溫度的升高而增大。值班室的顯示器為電路中的電流表,電源兩極之間接一報警器。當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時,顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是( ) A.I變大,U變大 B.I變小,U變小 C.I變大,U變小 D.I變小,U變大 答案:A,,[特別提醒](1)當(dāng)電源輸出功率最大時,機(jī)械效率η=50%。當(dāng)R→∞時,η→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。,(重慶市主城區(qū)2014~2015學(xué)年高二上學(xué)期六校期末聯(lián)考)如圖所示,閉合開關(guān)S后,A燈與B燈均發(fā)光,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右滑動時,以下說法中正確的是( ) A.A燈變亮 B.B燈變亮 C.電源的輸出功率減小 D.電源的總功率減小 答案:B,,解析:當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右滑動時,R減小,總電阻減小,則總電流增大,所以B燈變亮,根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律知,A燈的電壓減小,則知A燈變暗,故A錯誤,B正確;由于內(nèi)外電阻的關(guān)系未知,所以當(dāng)R減小時,不能判斷電源輸出功率的變化,故C錯誤。當(dāng)電流增大,由P=EI知,電源的總功率增大,故D錯誤。,閉合電路歐姆定律的應(yīng)用,(1)發(fā)生故障是短路還是斷路?發(fā)生在何處; (2)發(fā)生故障前,滑動變阻器接入電路的阻值為多少; (3)電源電動勢和內(nèi)電阻分別為多大? 解析:(1)電路發(fā)生故障后,電流表示數(shù)變大路端電壓U=U2=I2R2也增大,因此一定是外電路電阻增大所致,一定是外電路某處發(fā)生斷路故障,由于電流表有示數(shù),R2不可能斷路,電壓表有示數(shù)則變阻器不可能斷路,據(jù)題意可知只可能燈L發(fā)生斷路。,(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律:E=U+I(xiàn)r 故障前:E=9+(0.45+0.25)r, 故障后:E=10+0.5r, 解得:r=5Ω,E=12.5V 答案:(1)故障為斷路,只可能燈L發(fā)生斷路;(2)發(fā)生故障前,滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω;(3)電源的電動勢為12.5V,內(nèi)電阻為5Ω。,如圖所示為汽車蓄電池與車燈(電阻不變)、啟動電動機(jī)組成的電路,蓄電池內(nèi)阻為0.05Ω。電流表和電壓表均為理想電表,只接通S1時,電流表示數(shù)為10A。電壓表示數(shù)為12V,再接通S2,啟動電動機(jī)工作時,電流表示數(shù)變?yōu)?A,則此時通過啟動電動機(jī)的電流是( ) A.2A B.8A C.50A D.58A 答案:C,,(吉林一中2013~2014學(xué)年高二期末)如圖所示電路,當(dāng)R2的滑動片向右移動時,各表的變化情況是( ),閉合電路的動態(tài)分析問題,,A.A1、A2讀數(shù)均變大,V1、V2讀數(shù)均變小 B.A1讀數(shù)變大,A2讀數(shù)變小,V1讀數(shù)變大,V2讀數(shù)變小 C.A1讀數(shù)變大,A2讀數(shù)變小,V1讀數(shù)變小,V2讀數(shù)變大 D.A1、A2讀數(shù)均變小,V1、V2讀數(shù)均變大 解析:方法Ⅰ,程序法: 當(dāng)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??;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Ⅱ,結(jié)論法: ①“并同”:變阻器R2減小,與R2有并聯(lián)關(guān)系的V1、A2示數(shù)變小, ②“串反”:變阻器R2減小,與R2有串聯(lián)關(guān)系的V2、A1示數(shù)變大, 所以選項C正確。 答案:C,(上海理工大學(xué)附中2014~2015學(xué)年高二下學(xué)期開學(xué)檢測)如圖所示的電路中,燈泡A和B原來都是正常發(fā)光的,現(xiàn)在突然燈泡A比原來變暗了些,燈泡B比原來變亮了些,則電路中出現(xiàn)的故障可能是( ) A.R3斷路 B.R1短路 C.R2斷路 D.R1、R2同時短路 答案:C,,解析:若R3斷路,外電阻增大,路端電壓U增大,A、B兩燈均變亮,不符合題意,故A錯誤;若R1短路,外電阻減小,路端電壓U減小,干路電流I增大,R3電流I3減小,則通過A的電流IA=I-I3增大,UA增大,A燈變亮,不符合題意,故B錯誤;R2斷路,外電阻增大,路端電壓U增大,干路電流I減小,R3電流I3增大,則通過A的電流IA=I-I3減小,A燈變暗,B燈電壓UB=U-IA(RA+R1)增大,B燈變亮,符合題意,故C正確;R2短路,B燈不亮,不符合題意,故D錯誤。,在如圖所示的電路中,已知電源電動勢E=3V,內(nèi)電阻r=1Ω,電阻R1=2Ω,滑動變阻器R的阻值可連續(xù)增大,問:,閉合電路中的功率問題,,點撥:求解本題應(yīng)把握以下三點: (1)定值電阻消耗功率最大時通過的電流最大。 (2)求可變電阻消耗的功率時可將其他電阻等效為電源內(nèi)阻。 (3)結(jié)合P出與外電阻間的函數(shù)關(guān)系分析,求解。,答案:(1)0.75W (2)2W (3)2W 點評:在解答最大功率問題時,理解好功率最大的條件是關(guān)鍵,若求解部分電阻不變時,只要滿足電流最大則功率就最大;若求解部分電阻改變時,需要計算出功率的表達(dá)形式,利用數(shù)學(xué)知識求極值。,(合肥一中2013~2014學(xué)年高二上學(xué)期檢測)如圖所示,直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線,直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線,若將這兩個電阻分別接到該電源上,則( ),,A.R1接在電源上時,電源的效率高 B.R2接在電源上時,電源的效率高 C.R1接在電源上時,電源的輸出功率大 D.電源的輸出功率一樣大 答案:A,如圖所示,E=10V,r=1Ω,R1=R3=5Ω,R2=4Ω,C=100μF。當(dāng)S斷開時,電容器中帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。求: (1)S閉合后,帶電粒子加速度的大小和方向; (2)S閉合后流過R3的總電荷量。,含電容電路的分析與計算,,點評:電路穩(wěn)定時R3中沒有電流,只有電容器充電(或放電)時R3中才有變化的電流通過,故不能用q=It求電量,只能通過電容器極板上的電量變化來求解。但要注意分析極板上電性是否改變,若不變,用兩個狀態(tài)的電量求差,若變化了,用兩個狀態(tài)的電量求和。,(沈陽市鐵路中學(xué)2014~2015學(xué)年高二上學(xué)期檢測)在下圖電路中K1、K2、K3、K4均閉合,G是極板水平放置的平行板電容器,板間懸浮著一油滴P,斷開哪一個開關(guān)后P會向下運動?( ) A.K1 B.K2 C.K3 D.K4 答案:C,,解析:油滴受重力G與電場力F平衡,斷開K1或K4,電容器帶電量不變,油滴不動,斷開K3,電容器通過回路放電,油滴向下運動。斷開K2,電容器充電,油滴向上運動,故應(yīng)選C。,易錯點:對電路動態(tài)變化分析不清導(dǎo)致錯誤 案例: 閉合電路的電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,如圖所示,閉合電鍵S,當(dāng)滑動變阻器的滑片P從右端滑到左端時,下列說法中正確的是( ) A.小燈泡L1、L3變亮,L2變暗 B.小燈泡L3變暗,L1、L2變亮 C.電壓表V1示數(shù)變化量較小 D.電壓表V2示數(shù)變化量較小,,易錯分析:本題易錯選項及錯誤原因分析如下:,正確解答:當(dāng)滑動變阻器的滑片P從右端滑到左端時,并聯(lián)電路總電阻減小(局部),總電流I增大,路端電壓U減小(整體)。干路電流增大,則L2變亮;與滑動變阻器串聯(lián)的燈泡L1電流增大,變亮;與滑動變阻器并聯(lián)的燈泡L3電壓U3=U-U2,U減小,U2增大,則U3減小,L3變暗;U1減小,U2增大,而路端電壓U=U1+U2減小,所以U1的變化量大于U2的變化量,故A、C錯誤;B、D正確。 正確答案:BD,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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