高中物理：闭合电路的欧姆定律课件.ppt

1、基本概念 用导线把电用导线把电源、用电器连成的一个源、用电器连成的一个完整的电路完整的电路 由用电器、由用电器、导线组成的叫外电路导线组成的叫外电路 电源内部的电路电源内部的电路叫内电路叫内电路 RS内电路内电路外电路外电路ErrE内电路内电路等等 效效rE内电路内电路RS外电路外电路 在在外电路外电路中，电流方向由正极流向负极，中，电流方向由正极流向负极，沿电沿电流方向电势降低流方向电势降低。在在内电路内电路中，即在电源内部，通过非静电力做中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。极流向正极。2、闭合回路的

2、电流方向、闭合回路的电流方向内内电路与电路与外外电路中的总电流是电路中的总电流是相同相同的。的。ABCD内电路中电势如何变化？内电路中电势如何变化？（1）在外电路中，）在外电路中，沿电流方向沿电流方向电势降低。电势降低。（2）在内电路中，一方面，存在内阻，）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方沿电流方向电势也降低向电势也降低；另一方面，；另一方面，沿电流方向存在电势沿电流方向存在电势“跃升跃升”BC 和和DA化学反应层。化学反应层。3、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况BDACA B电源电动势电源电动势BCDA内部分析内部分析ABCD闭合回路中，电流和电势降落闭合回路中，电流和电势降

3、落U内内U外外E结论：结论：E=U外外+U内内ErRS+电流电流+电势电势电流为电流为 I,I,则在时间则在时间t t内内,外电路中有多少电能转化为内外电路中有多少电能转化为内能？能？Q Q外外=I=I2 2RtRt2 2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r r，当电流通过内电路时，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？也有一部分电能转化为内能，是多少？Q外外=I=I2 2rtrt3 3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t t内内非静电力做多少功非静电力做多少功W=EqW=EqEItEIt4 4、以上各能量之间有什么关系？、以上各能量之间有什么关系？讨论讨论rERK

4、结论：结论：根据能量守恒定律，非静电力做的根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。式的能的总和。即：即：EIt=I2Rt+I2rt整理得整理得：E=IRIrW=Q外外+Q内内、表述：闭合电路中的电流跟电源的电、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比反比、对纯电阻电路、对纯电阻电路 rREIIrIRE rREI外电路是外电路是纯电阻纯电阻的电路。的电路。二、闭合电路欧姆定律：二、闭合电路欧姆定律：3、说明：、说明：IrU内（2）.是内电路上的电势降落，

5、是内电路上的电势降落，习惯上叫习惯上叫内电压内电压.内外UUE IrIRE（1）.是外电路上总的电势是外电路上总的电势降落，习惯上叫降落，习惯上叫路端电压路端电压.IRUUAB外)(ABCDRr适用于任何闭合电路适用于任何闭合电路只用于纯电阻电路只用于纯电阻电路BDAC思考：当滑动变阻器的滑片由思考：当滑动变阻器的滑片由a向向b移动时移动时,安培表和伏特表示数如何安培表和伏特表示数如何变化变化?RR总总总总外外示数减小示数减小示数增大示数增大总REI 外外rrREIIrIRE 、如图电路：、如图电路：路端电压路端电压:IrEU三、路端电压跟负载（外电阻）的关系三、路端电压跟负载（外电阻）的关系

6、rREI 2路端电压与负载的关系2.2.外电路短路时外电路短路时0/0RIE rU路端，1.1.外电路断路时外电路断路时0RIUE路端，IrEUrREI 两种特殊情况两种特殊情况路端电压随电流变化关系的图像图象的函数表达：图象的函数表达：IrEUUIOEI短短图象的物理意义：图象的物理意义：在在纵轴上的截距纵轴上的截距表示电源表示电源的的电动势电动势E 在在横轴上的截距横轴上的截距表示电源表示电源的的短路电流短路电流图象图象斜率斜率的绝对值表示的绝对值表示电源的内阻电源的内阻，内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害越大，图线倾斜得越厉害rEI/短短1 1、如图，、如图，R R0.80.8当开关当开关

7、S S断开时电压表断开时电压表的读数为的读数为1.5V1.5V；当开关；当开关S S闭合时电压表闭合时电压表的读数为的读数为1.2V1.2V则该电源的电动势和内电则该电源的电动势和内电阻分别为多少阻分别为多少?E、rsRV2 2、如图，、如图，1 1=14,=14,2 2=9,=9,当开关处于当开关处于位置位置1 1时时,电流表读数电流表读数I I1 1=0.2A;=0.2A;当开关处当开关处于位置于位置2 2时时,电流表读数电流表读数I I2 2=0.3A.=0.3A.求电源求电源的电动势的电动势E E和内电阻和内电阻r.r.sE、rR1AR2123 3、如图是某电源的路端电压、如图是某电源

8、的路端电压U U随干路电流随干路电流I I的变化图象的变化图象,由图象可知由图象可知,该电源的电动该电源的电动势为势为 V,V,内阻为内阻为 U/VI/AO123246 4 4、如图所示，在同一坐标系中画出、如图所示，在同一坐标系中画出a a、b b、c c三个电源的三个电源的U U一一I I图象，其中图象，其中a a和和c c的图象平的图象平行，下列说法中正确的是行，下列说法中正确的是 （）A A E Ea aErrb bC C E Ea aEEc c，r ra a=r=rc cD D E Eb bEEE2 2,r,r1 1rr2 2C.C.图象交点所示状态图象交点所示状态,两电路的总电阻相

9、等两电路的总电阻相等D.ED.E1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2内外UUE由由 IUIUEI内外得得1 1电源提供的功率（电源功率）电源提供的功率（电源功率）EIP 总2 2电源的输出功率（外电路得到的功率）电源的输出功率（外电路得到的功率）IUP外外3 3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 rIIUP2内内四、闭合电路中的功率四、闭合电路中的功率4 4闭合电路中的能量转化闭合电路中的能量转化mmmPPrRP，PrRrE，PrRrRrRErRRERIIUP时，当时当当4时4)()(2222220RPrPMR1R2思考思考：电源输出功率最大时，是否效率最高？电源输出功率最大时，是否效率

10、最高？结论：结论：电源的效率随外电阻的增大而增大电源的效率随外电阻的增大而增大电源的工作效率电源的工作效率%100总出PP%100EU外对对电路电路,电源的效率为电源的效率为:%100)(22rRIRI%100rRR%10011Rr小结：小结：电源的功率和效率电源的功率和效率电功率：电功率：电源的输出功率电源的输出功率P出出=UI电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率Pr=I 2r电源的总功率电源的总功率 PE=EI电源的输出功率，电源的输出功率，rErR/)rR(E)rR(REP4422222 可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，O RP出出

11、Pmr而当内外电阻相等时，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为电源的输出功率最大为rEPm42 电源的效率：电源的效率：rRREUPPE （最后一个等号只适用于纯电阻电路）（最后一个等号只适用于纯电阻电路）1.1.纯电阻电路，纯电阻电路，电源的电动势和内阻都保持一电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是说法中正确的是()A A电源的路端电压一定逐渐变小电源的路端电压一定逐渐变小 B B电源的输出功率一定逐渐变小电源的输出功率一定逐渐变小 C C电源内部消耗的功率一定逐渐变大电源内部消耗的功率一定逐渐变大 D D

12、电源的供电效率一定逐渐变小电源的供电效率一定逐渐变小2 2如图所示的电路中如图所示的电路中,R,R为电阻箱为电阻箱,V,V为理想电压为理想电压表表.当电阻箱读数为当电阻箱读数为R R1 1=2=2时时,电压读数为电压读数为U U1 1=4V;=4V;当电阻箱读数为当电阻箱读数为R R2 2=5=5时时,电压表读数电压表读数为为U U2 2=5V,=5V,求求:(1)(1)电源的电动势电源的电动势E E和内阻和内阻r.r.(2)(2)当电阻箱当电阻箱R R读数为多少时读数为多少时,电源的输出功率电源的输出功率最大最大?最值最值P Pm m为多少为多少?E rRVs【典例典例3 3】在如图所示的电

13、路中在如图所示的电路中,已知电源电动势已知电源电动势E=3 V,E=3 V,内电阻内电阻r=1,r=1,电阻电阻R R1 1=2,=2,滑动变阻滑动变阻器器R R的阻值可连续增大的阻值可连续增大,问问:(1)(1)当当R R多大时多大时,R,R消耗的功率最大消耗的功率最大?最大功率为多少最大功率为多少?(2)(2)当当R R多大时多大时,R,R1 1消耗的功率最大消耗的功率最大?最大功率为多少最大功率为多少?(3)(3)当当R R为多大时，电源的输出功率最大？最大为多少？为多大时，电源的输出功率最大？最大为多少？特别提醒：特别提醒：【互动探究互动探究】当当R R消耗功率最大时电源的效率是多少？

14、消耗功率最大时电源的效率是多少？1.1.如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时（当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时（）A A、电压表的读数增大，电流表的读数减小、电压表的读数增大，电流表的读数减小 B B、电压表和电流表的读数都增大、电压表和电流表的读数都增大 C C、电压表和电流表的读数都减小、电压表和电流表的读数都减小 D D、电流表的读数增大，电压表的读数减小、电流表的读数增大，电压表的读数减小R1R2R3VA五、恒定电流电路的动态变化分析：五、恒定电流电路的动态变化分析：具体步骤具体步骤:(1)(1)根据某一支

15、路电阻的变化根据某一支路电阻的变化判断判断全电路全电路总电阻总电阻的变化情况的变化情况(2)(2)判断判断闭合电路闭合电路干路电流干路电流的变化情况（的变化情况（I=E/RI=E/R）(3)(3)依据依据U=E-IrU=E-Ir，判断判断外电路电压外电路电压(路端电压路端电压)的的变化情况变化情况(4)(4)依据分压、分流原理依据分压、分流原理判断动态部分的物理量判断动态部分的物理量的变化的变化2.A2.A灯与灯与B B灯电阻相同，当变阻器滑片向下移灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是是()()A A、A A、B B灯都变亮灯

16、都变亮 B B、A A、B B灯都变暗灯都变暗 C C、A A灯变亮，灯变亮，B B灯变暗灯变暗 D D、A A灯变暗，灯变暗，B B灯变亮灯变亮E、rsRBA3 3、如图所示，电源电动势为、如图所示，电源电动势为E E，内阻为，内阻为r r，合，合上开关上开关S S后电灯恰能正常发光，如果某一时刻后电灯恰能正常发光，如果某一时刻电灯电灯L L1 1的灯丝烧断，则（的灯丝烧断，则（）A.LA.L3 3变亮，变亮，L L2 2、L L4 4变暗变暗B.LB.L2 2、L L3 3变亮，变亮，L L4 4变暗变暗C.C.L L4 4变亮，变亮，L L2 2、L L3 3变暗变暗D.LD.L3 3、

17、L L4 4变亮，变亮，L L2 2变暗变暗BL1 L2L3L4SE、r4 4、如图所示电路，已知电源的电动势、如图所示电路，已知电源的电动势E E和内和内电阻电阻r r恒定，恒定，R R1 1、R R2 2是定值电阻，是定值电阻，R R3 3是滑动变是滑动变阻器。当滑动头从阻器。当滑动头从a a移到移到b b，各个电表的示数，各个电表的示数如何变化？如何变化？如图所示，电源电压恒定，当滑动变阻器触如图所示，电源电压恒定，当滑动变阻器触头自左向右滑行时，灯泡头自左向右滑行时，灯泡L1、L2的亮度变化的亮度变化情况是情况是 ()AL1变亮，变亮，L2变暗变暗BL1变暗，变暗，L2变亮变亮CL1、

18、L2均变暗均变暗DL1、L2均变亮均变亮D 如图所示电路中，闭合电键如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑，当滑动变阻器的滑动触头动触头P从最高端向下滑动时，从最高端向下滑动时，()A电压表电压表V读数先变大后变小，电流表读数先变大后变小，电流表A读数变大读数变大B电压表电压表V读数先变小后变大，电流表读数先变小后变大，电流表A读数变小读数变小C电压表电压表V读数先变大后变小，电流表读数先变大后变小，电流表A读数先变读数先变小后变大小后变大D电压表电压表V读数先变小后变大，电流表读数先变小后变大，电流表A读数先变读数先变大后变小大后变小A1.1.图中图中,开关开关S S1 1、S S2

19、2均处于闭合状态均处于闭合状态,在分别断开在分别断开S S1 1、S S2 2 后的短暂过程中后的短暂过程中,关于流过电阻关于流过电阻R R1 1、R R2 2的的电流方向电流方向,以下判断正确的是（以下判断正确的是（）A A、若只断开、若只断开S S1 1,流过流过R R1 1的电流方向为自左向右的电流方向为自左向右 B B、若只断开、若只断开S S1 1,流过流过R R1 1的电流方向为自右向左的电流方向为自右向左 C C、若只断开、若只断开S S2 2,流过流过R R2 2的电流方向为自左向右的电流方向为自左向右 D D、若只断开、若只断开S S2 2,流过流过R R2 2的电流方向为自

20、右向左的电流方向为自右向左R1R2Cs2s1E六、含电容器电路的分析六、含电容器电路的分析思路方法：思路方法：1 1、电路稳定后，电路稳定后，电容器在电路中就相当于断路电容器在电路中就相当于断路2 2、电路稳定后，电路稳定后，电容所在电路无电流电容所在电路无电流，所以其所以其两端的电压就是所在支路两端的电压两端的电压就是所在支路两端的电压3 3、电路的、电路的电压、电流变化电压、电流变化时，会时，会引起电容器的引起电容器的充放电充放电，进而引起内部电场的变化，进而引起内部电场的变化2.2.如图所示如图所示,E=10V,R,E=10V,R1 1=4,R=4,R2 2=6,C=30=6,C=30F

21、.F.电电池内阻可忽略池内阻可忽略.(1)(1)闭合开关闭合开关S,S,求稳定后通过求稳定后通过R R1 1的电流的电流.(2)(2)然后将开关然后将开关S S断开断开,求求这以后这以后流过流过R R1 1的总电量的总电量.R1R2CsE3.3.在如图所示的电路中在如图所示的电路中,电源的电动势电源的电动势E=3.0V,E=3.0V,内内阻阻r=1.0;Rr=1.0;R1 1=10,R=10,R2 2=10,R=10,R3 3=30,R=30,R4 4=35;=35;电容器的电容电容器的电容C=100F.C=100F.电容器原来不带电电容器原来不带电.求求接通电键接通电键S S后流过后流过R

22、R4 4的总电量的总电量.R1R2CsE,rR4R3 4 4、已知如图，、已知如图，R R1 1=20=20，R R2 2=10=10，R R3 3=5=5，R R4 4=10=10，电源电动势，电源电动势E=3.6VE=3.6V，内电阻为，内电阻为r=2r=2，C=2FC=2F，求电容器的带电量。，求电容器的带电量。10)()(4321RRRRRArREI3.0VIRU3ARRUI1.0211AIII2.013VRIU2111VRIU1333VUUUc131CCUQc6102上板带正电5 5.如图所示如图所示,将一电动势将一电动势E=6V,E=6V,内阻内阻r=0.5r=0.5的电的电源源,

23、与一粗细均匀的电阻丝相连与一粗细均匀的电阻丝相连,电阻丝的长度电阻丝的长度为为L=0.3m,L=0.3m,阻值为阻值为R=4,R=4,电容器的电容为电容器的电容为C=3C=3F,F,闭合开关使其达到稳定状态后闭合开关使其达到稳定状态后,当滑动当滑动触头触头P P向右以速度向右以速度v=0.6m/sv=0.6m/s匀速滑动的过程中匀速滑动的过程中,电流计的读数为多少电流计的读数为多少?流过电流计的电流方向流过电流计的电流方向如何如何?APsE rBG七、电路故障分析题型七、电路故障分析题型短路处特点：短路处特点：有电流通过而电压为零有电流通过而电压为零断路处特点：断路处特点：电路电压不为零而电流

24、为零电路电压不为零而电流为零1.1.如图所示的电路中如图所示的电路中,电源电动势为电源电动势为6V,6V,当开关接当开关接通后通后,灯泡灯泡L L1 1和和L L2 2都不亮都不亮,用电压表测得各部分用电压表测得各部分电压是电压是U Uabab=6V,U=6V,Uadad=0V,U=0V,Ucdcd=6V,=6V,由此可以判定由此可以判定()()A A、L L1 1和和L L2 2 的灯丝都烧断了的灯丝都烧断了 B B、L L1 1的灯丝烧断的灯丝烧断 C C、L L2 2的灯丝烧断的灯丝烧断 D D、变阻器、变阻器R R断路断路RsL1L2adcb2.2.如图所示的电路中如图所示的电路中,开

25、关开关S S闭合后闭合后,由于电阻发由于电阻发生短路或者断路故障生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数电压表和电流表的读数都增大都增大,则肯定出现了下列那种故障则肯定出现了下列那种故障()()A A、R R1 1短路短路 B B、R R2 2短路短路 C C、R R3 3短路短路 D D、R R1 1断路断路R1R2R3VsE rA 3.如图所示电路，开关如图所示电路，开关S闭合后灯闭合后灯L不发光，不发光，用测电笔测试电灯两接线处和插座两孔均能用测电笔测试电灯两接线处和插座两孔均能使测电笔氖管发光，经检查，保险丝未烧断，使测电笔氖管发光，经检查，保险丝未烧断，开关完好，以下四种判断中正确的是（开关完好，以下四种判断中正确的是（）A.进户火线断路进户火线断路 B.进户零线断路进户零线断路 C.室内发生短路室内发生短路 D.灯线断开了灯线断开了B4.如图所示，电阻如图所示，电阻R18，电动机绕组电阻，电动机绕组电阻R02，当电键，当电键K断开时，电阻断开时，电阻R1消耗的电消耗的电功率是功率是2.88W；当电键闭合时，电阻；当电键闭合时，电阻R1消耗的消耗的电功率是电功率是2W，若电源的电动势为，若电源的电动势为6V.求：电键求：电键闭合时，电动机输出的机械功率闭合时，电动机输出的机械功率.