闭合电路的欧姆定律(IV).ppt

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1、2.7 闭合电路欧姆定律,选修3-1 第二章 恒定电流,第二课时,、两个特例：,（2）外电路短路时,（1）外电路断路时,断路时的路端电压等于电源电动势,温故知新,E=U外+U内,I=E/(R+r),1、路端电压跟负载的关系：,R增大，电流减小，路端电压增大,R减小，电流增大，路端电压减小,一、电源的外特性曲线 路端电压U随电流I变化的图象,(1)图象的函数表达,在横轴上的截距表示电源的短路电流,图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害,在纵轴上的截距表示电源的电动势E,(2)图象的物理意义,E,I短,0.5,1、如图是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图象,由图象可知,该电

2、源的电动势为 V,内阻为,3,2、有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2,内电阻分别为r1和r2.将它们分别连成闭合电路,其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示,可以判定(),AB,A.图象交点所示状态,两电路的外电阻相等B.E1E2,r1r2C.图象交点所示状态,两电路的电阻相等D.E1E2,r1r2,3如图6所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，用该电源与电阻R组成闭合电路，电源的输出功率和电阻R分别是（）A4W；1 B4W；2 C2W；1 D2W；2,解：由B的图线可以求出B的电阻为R=1,由A与纵轴交点，可以看出电源电动势

3、为E=3 V,与横轴交点，表示短路电流I=E/r=6,即r=0.5,电源的输出功率为,P=UI=22=4W,A,二、闭合电路的动态分析问题：1闭合电路的动态分析的具体步骤大体如下：(1)根据局部某一电阻的变化，进而确定闭合电路总电阻的变化情况(2)依据IE/(Rr)，判断闭合电路干路电流的变化情况(3)依据UEIr，判断外电路电压(路端电压)的变化情况(4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化,2闭合电路的动态分析的常用方法(1)任一电阻增大(减小)，则电路的总电阻增大(减小)(2)任一电阻增大(减小)，则该电阻两端的电压一定会增大(减小)，而通过该电阻的电流会减小(增大),分析思路：

4、,例1、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2 及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是()A电压表和电流表读数都增大 B电压表和电流表读数都减小 C电压表读数增大，电流表读数减小 D电压表读数减小，电流表读数增大,A,1电源向整个电路提供的总电功率P总EI，随电流变化而变化2电源内部的发热功率P内I2r.3电源的输出功率即外电路消耗的电功率：P外P出IU外P总P内IEI2r.以上三式普遍适用,三、闭合电路中的几种功率和电源的效率：,可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示,可见当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为：,5.电源输出功率最大值：,例

5、2.如图275所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源的电动势，r为电源内阻，以下说法中正确的是()A当R2R1r时，R2上获得最大功率B当R1R2r时，R1上获得最大功率C当R20时，R1上获得最大功率D当R20时，电源的输出功率最大,图275,AC,电路图如图2710甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15，定值电阻R03.(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？(2)当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？,图2710,【思路点拨】求解本题应把握以下三点(1)由UI图象求电源的电动势和内阻(2)电路中的电流最大

6、时，R0消耗的功率最大(3)利用电源有最大输出功率的条件，求电源的最大输出功率,【答案】(1)010.9 W(2)4.5 13.3 W,1分析和计算含有电容器的直流电路时，注意以下三个方面：(1)电路稳定后，电容器所在支路相当于断路因此，该支路上的电阻两端无电压，该电阻相当于导线(2)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等 当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压.(3)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之电容器放电通过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电量的变化,

7、四、含电容器电路的分析与计算：,例3：在如图276所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器开关闭合后，灯泡L能正常发光当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是(),图276,A灯泡L将变暗B灯泡L将变亮C电容器C的电荷量将减小D电容器C的电荷量将增大,AD,如图2712所示，电路中E10 V，R14，R26，C30 F.电池内阻可忽略(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流(2)然后将开关S断开，求这以后通过R1的总电量,图2712,解析：,(1)由闭合电路欧姆定律，闭合稳定后流过电阻的电流为:,断开后流过的电量为,Q=Q2Q1=1.2 10-

8、4C,例5：如图电路中，电源电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab=6V，Uad=0，Ucd=6V，由此可判断哪一元件断路了？,五、电路故障分析,1、断路：电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差。造成电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大,2、短路：被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过。造成电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大,方法总结,3、如图所示的电路中，闭合电键k后，灯a和b都正常发光，后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由此推

9、 断这故障可能是（）Aa灯灯丝烧断 B电阻R2断 C电阻R2短路 D电容被击穿短路,B,1.辩析改错：如图所示电源电动势E=10V，内阻r=0.5,电动机的电阻R0=1.0,定值电阻R=1.5,电动机正常工作时电压表的示数为3.0V求电源释放的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？,经检查，数值计算无误，该同学求解过程是否有不当之处，若有请予以改正。,电动机消耗功率：,电源释放的电功率：,P=EI=103.33=33.3W,P=I2R0=3.332 10=11.1W,某同学求解如下：整个回路的电流是：,课堂训练,答：此解法不当,整个回路的电流是：,电源释放的电功率：,电动机消耗功率：,2.小

10、张同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流 I 变化的图线画在了同一坐标纸上，如右图中的 a、b、c 所示，则下列判断正确的是()A.直线 a 表示电源的总功率B.曲线 b 表示电源的输出功率 C.电源的电动势 E=3V.内电阻r=1D.电源的最大输出功率Pmax=9W,A C,解见下页,解：,电源的总功率PE=IEI,所以直线 a 表示电源的总功率,电源内部的发热功率Pr=I2rI2,所以曲线 b 表示电源内部的发热功率,输出功率,由直线 a，E=P/I=9/3=3V,由曲线 b,r=Pr/I2=9/32=1,5.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在

11、打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了()A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 W,解：,车灯的电阻 R=12.5/10-0.05=1.2,车灯原来的功率 P1=I12 R=120 W,电动机启动后,车灯的电压,U2=E-Ir=12.5-580.05=9.6 V,车灯后来的功率 P2=U22/R=76.8 W,车灯的电功率降低了 P1-P2=43.2 W,B,如图所示的电路中，电路消耗的总功率为40W，电阻R1为4；R2为6，电源内阻r为0.6，电源的效率为94%，求：(1)ab两点间的电压；(2)电源的电动势,