闭合电路欧姆定律优质精选课件.pptx

1、闭合电路欧姆定律文档知识梳理知识梳理一、电源的电动势和内阻一、电源的电动势和内阻1.电动势电动势(1)电源:电源是通过非静电力做功把其他形式其他形式的能转化成电势能电势能的装置。(2)电动势:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E=,单位:V。Wq(3)电动势的物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能把其他形式的能转化成电势能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。2.内阻内阻:电源内部的电路叫内电路内电路,其也有电阻r,叫做电源的内电阻内电阻,它是电源的另一重要参数。二、闭合电路及其欧姆定律二、闭合电路及其欧姆定律1.闭合电路闭合电路(1)组成(2)内、外

2、电压的关系:E=U外外+U内内。:,:,()内电路 电源内部的电路 内电阻所分担的电压称为内电压外电路 电源外部的电路 其两端电压称为外电压 或路端电压2.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比正比,跟内、外电路的电阻之和成反比反比。(2)公式(3)路端电压与外电阻的关系a.负载R增大I减小U内减小减小U外增大增大,外电路断路时(R无穷),I=0,U外=E。b.负载R减小I增大U内增大增大U外减小减小,外电路短路时(R=0),I=,U内=E。(4)U-I关系图:由U=E-Ir可知,路端电压随着电路中电流的增大而减小:U()()EIRrEUU外内只适用于

3、纯电阻电路适用于任何电路Er-I关系图线如图所示。a.当电路断路即I=0时,纵轴的截距为电动势电动势。b.当外电路电压为U=0时,横轴的截距为短路电流短路电流。c.图线的斜率的绝对值为电源的内电阻内电阻。1.有关电压与电动势的说法中正确的是()A.电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B.电动势就是电源两极间的电压C.电动势公式E=中的W与电压U=中的W是一样的,都是静电力做的功D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领强弱的物理量WqWqD答案答案D电压和电动势的单位虽然相同,但它们表示的意义不同,电压是表示静电力做功,将电能转化为其他形式能的本领大小的物

4、理量;而电动势则表示电源把其他形式能转化为电势能本领大小的物理量,故电压和电动势是两个不同的物理量,A、B错,D正确;电动势E=中的W是非静电力做功,电压U=中的W是静电力做功,C错。WqWq2.飞行器在太空飞行,主要靠太阳能电池提供能量。若一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA。若将该电池板与一阻值为20的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是()答案答案D电源的开路电压等于电源电动势,所以电动势E=800mV。由闭合电路欧姆定律得短路电流I短=,所以电源内阻r=20,该电源与20的电阻连成闭合电路时,电路中电流I=mA=20mA,所以路端电压U=IR=400mV=

5、0.40V,D项正确。ErEI短33800 1040 10ERr8002020D深化拓展深化拓展考点一考点一电路的动态分析电路的动态分析考点二考点二电路中的功率及效率电路中的功率及效率考点三考点三电源和电阻的电源和电阻的U U-I I图像的比较图像的比较考点四考点四含电容器电路的分析含电容器电路的分析考点五考点五电路故障检测电路故障检测深化拓展深化拓展考点一电路的动态分析考点一电路的动态分析1.程序法程序法:基本思路是“部分整体部分”,无论电阻间是串联还是并联,只要有一个电阻变大(或变小),R总一定变大(或变小),再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况,先确定串联在干路中定值电阻两端的电压,再根

6、据U端=U1+U2+判定并联电路的电压,最后由部分电路欧姆定律判知各部分物理量的变化情况。2.“并同串反并同串反”法法:所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;某一电阻减小时,与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。要注意“并同串反”的规律仅作为一种解题技巧供参考。3.极限法极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。4.特殊值法特殊值法:对于某些双臂环路

7、问题,可以代入特殊值去判定,从而找出结论。1-1如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可以视为不变),R1和R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。闭合开关S后,将照射光强度增强,则()DA.电路的路端电压将增大B.灯泡L将变暗C.R2两端的电压将增大D.R1两端的电压将增大答案答案D光强度增加,R3减小,电路中的总电阻减小,总电流I增加,内电压增大,路端电压U减小,A错误。由UR1=IR1知R1两端电压增大,D正确。由UR2=U-UR1得R2两端电压减小,通过R2的电流减小,则通过L的电流增加,灯泡L变亮,B、C错误。1-2(201

8、9北京理综,17,6分)如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大,电流表的示数减小D.电压表的示数减小,电流表的示数增大A答案答案A在变阻器R0的滑动端向下滑动过程中,其连入电路的有效电阻减小,则R总减小,由I=可知I增大,由U内=Ir可知U内增大,由E=U内+U外可知U外减小,故电压表示数减小。由U1=IR1可知增大,由U外=+U并可知U并减小,由I2=可知电流表示数变小,故A正确。ERr总1RU1RU2UR并电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小,在数值

9、上等于电源没有接入电路时两极间的电压。闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.R断路D.=100%=100%=100%=100%,因此当R增大时,效率闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。“并同串反”法:所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。考点四含电容器电路的分析(1)电源:电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电势能的装置。要对检测的电路切断电源,逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在。=20,该电源与20的

10、电阻连成闭合电路时,电路中电流I=考点三电源和电阻的U-I图像的比较由闭合电路欧姆定律得短路电流I短=,所以电源内阻r=极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。同理可知,两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势,说明多用电表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路,故只能是与多用电表并联的小灯发生了断路故障。特殊值法:对于某些双臂环路问题,可以代入特殊值去判定,从而找出结论。电压表与电流表的示数都减小5时,电源有最大输出功率,最大输出功率为P出m=3.图线的斜率的绝对值为电源的内电阻。他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。闭合开关S,电

11、路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.考点二电路中的功率及效率考点二电路中的功率及效率1.电源的功率电源的功率(1)电源的总功率任意电路:P总=EI=U外I+U内I=P出+P内。纯电阻电路:P总=I2(R+r)=。(2)电源内部消耗的功率:P内=I2r=U内I=P总-P出。(3)电源的输出功率:任意电路:P出=UI=EI-I2r=P总-P内。纯电阻电路:P出=I2R=输出功率随R的变化关系:2ERr22()E RRr22()4ERrrRa.当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。b.当Rr时,随着R的增大,输出功率越来越小。c.当Rr时,随着R的增大,输出功率越来越大。d.P出R2,故R1接在

12、电源上时,电源的效率高,A项正确,B项错误;将电阻接在电源上,电阻的U-I图线与电源的路端电压和电流的关系图线的交点,表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流,从图像中可看出电流的数值,由于B、C图线的斜率等于电阻的阻值,由图像可知,R2与电源的内阻相等,所以电源接R2时比接R1时输出功率大,故C、D错。PP出总22()I RIRrRRr11rR考点四含电容器电路的分析考点四含电容器电路的分析1.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻上无电压降,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。2.当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电

13、压相等。3.电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电。如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电。4-1如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是()A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离D.断开开关SB答案答案B设油滴质量为m,带电荷量为q,两板间距离为d,当其静止时,有q=q=mg;由题图知,增大R1,由闭合电路欧姆定律有I=知I减小,Ir=U内减小,UR1=E-Ir增大,

14、油滴将向上加速运动;增大R2,油滴受力不变,仍保持静止;由E=知,增大d,U不变时,E减小,油滴将向下加速运动;断开开关S,电容器将通过R1、R2放电,两板间场强变小,油滴将向下加速运动。故只有B项正确。CUd1RUd1ERrUd4-2(多选)如图所示的电路中,电源电动势E=3V,内电阻r=1,定值电阻R1=3,R2=2,电容器的电容C=100F,则下列说法正确的是()A.闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.5VB.闭合开关S,电路稳定后电容器所带电荷量为3.010-4CC.闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.510-4CD.先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,通过电阻R

15、1的电荷量为3.010-4CAC答案答案AC闭合开关S,电路稳定后电流I=0.5A,电容器两端的电压为U=IR1=1.5V,选项A正确;电路稳定后电容器带电荷量为Q=CU=10010-61.5C=1.510-4C,选项B错误、C正确;先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,电容器C通过电阻R1放电,通过电阻R1的电荷量为1.510-4C,选项D错误。12ERRr考点五电路故障检测考点五电路故障检测电路故障一般是短路或断路,常见的情况有:导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、变阻器内部断路、接触不良等现象。检查故障的基本方法有两种:1.电压表检测方法电压表检测方法:如果电压表示数为0,说明电压表上无电流通过

16、,则可能在并联段之外有断路,或并联段内有短路。如果电压表有示数,说明电压表上有电流通过,则在并联段之外无断路,或并联段内无短路。2.用多用电表的欧姆挡检测用多用电表的欧姆挡检测要对检测的电路切断电源,逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在。电压表的示数增大,电流表的示数减小当电路断路即I=0时,纵轴的截距为电动势。图线的斜率的绝对值为电源的内电阻。要对检测的电路切断电源,逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在。考点三电源和电阻的U-I图像的比较答案D由电源的U-I图线可知E=3V,由两图线交点知,该电源和小灯泡组成闭合

17、电路时,电流I=2A,路端电压U=2V,电源的输出功率P出=UI=4W,总功率P总=IE=6W,故D项正确。任意电路:P出=UI=EI-I2r=P总-P内。一、电源的电动势和内阻考点三电源和电阻的U-I图像的比较图线的斜率的绝对值为电源的内电阻。=20,该电源与20的电阻连成闭合电路时,电路中电流I=要对检测的电路切断电源,逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在。所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;某一电阻减小时,与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。=20,该电源与20的电阻连成闭合电路时,电路中

18、电流I=电压表检测方法:如果电压表示数为0,说明电压表上无电流通过,则可能在并联段之外有断路,或并联段内有短路。电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法闭合开关S后,将照射光强度增强,则电压表与电流表的示数都增大如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是()3-1如图所示,直线A为电源的U-I图线,曲线B为小灯泡的U-I图线,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的总功率分别是()5-1某照明电路出现故障,其电路如图1所示,该电路用标称值12V的蓄电池为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50V挡检测故障。他将黑表笔接在c点,用红

19、表笔分别探测电路的a、b点。断开开关,红表笔接a点时多用电表指示如图2所示,读数为11.5V,说明蓄电池蓄电池正常(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。图1图2红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用电表指示仍然和图2相同,可判定发生故障的器件是小灯小灯(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。答案答案11.5(11.311.8之间的值均可)蓄电池小灯解析解析由题图2可知,直流50V挡的分度值为1V,故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5V左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值,说明a、c两点与电源之间是通路,只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障,但故障

20、的具体位置不能确定。同理可知,两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势,说明多用电表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路,故只能是与多用电表并联的小灯发生了断路故障。5-2用电压表检查如图电路中的故障,测得Uad=5.0V,Ucd=0V,Ubc=0V,Uab=5.0V,则此故障可能是()A.L断路B.R断路C.R断路D.S断路B答案答案BUad=5.0V说明a到电源正极,d到电源负极均为通路;Uab=5.0V,说明a到电源正极,b到电源负极均为通路;又Ucd=0V,Ubc=0V,说明a、b间存在断路,故R可能断路。夯基提能作业电压表与电流表的示数都增大(1)定值电阻:求解定值电阻消耗的最大功

21、率时,根据P=I2R可知,电流最大时消耗功率最大。解析(1)定值电阻R1消耗的电功率为P1=I2R1=,可见当滑动也可采用等效电源法将用电器获得最大功率问题转化为等效电源输出最大功率问题。答案BUad=5.断开开关S,电容器将通过R1、R2放电,两板间场强变小,油滴将向下加速运动。输出功率随R的变化关系:(3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知,当R1+R2=r,即R2=r-R1=(2-0.电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法R1接在电源上时,电源的效率高电压表检测方法

22、:如果电压表示数为0,说明电压表上无电流通过,则可能在并联段之外有断路,或并联段内有短路。“并同串反”法:所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。0V,Ucd=0V,Ubc=0V,Uab=5.(3)电动势的物理含义:电压表与电流表的示数都减小3-2如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2两端的电压与通过的电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则()电压表检测方法:如果电压表示数为0,说明电压表上无电流通过,则可能在并联段之外有断路,或并联

23、段内有短路。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是()如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电。5V,说明蓄电池正常(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。1-1如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可以视为不变),R1和R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。4-1如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。0V,则此故障可能是()由P损=I2r可知,选项C正确。要对检测的电路切断电源,逐一使元件脱离

24、原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在。电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领强弱的物理量R1接在电源上时,电源的效率高由P损=I2r可知,选项C正确。-I关系图线如图所示。(3)路端电压与外电阻的关系阻上无电压降,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。电动势就是电源两极间的电压开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()mA=20mA,所以路端电压U=IR=400mV=0.考点四含电容器电路的分析5V,选项A正确;电路稳定后电容器带电荷量为Q=CU=10010-61.闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.R1接在电源上时,电源的输出功

25、率大3-2如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2两端的电压与通过的电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则()变阻器接入电路的阻值为0时,R1消耗的功率最大,最大功率为P1m=2W。L断路B.一、电源的电动势和内阻(2)电源内部消耗的功率:P内=I2r=U内I=P总-P出。=20,该电源与20的电阻连成闭合电路时,电路中电流I=R1接在电源上时,电源的输出功率大(2)电源内部消耗的功率:P内=I2r=U内I=P总-P出。0V,Ucd=0V,Ubc=0V,Uab=5.“并同串反”法:所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联的电阻中的电流、两端电

26、压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。4-2(多选)如图所示的电路中,电源电动势E=3V,内电阻r=1,定值电阻R1=3,R2=2,电容器的电容C=100F,则下列说法正确的是如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是()要对检测的电路切断电源,逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在。当电路断路即I=0时,纵轴的截距为电动势。(3)电源的输出功率:极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。(1)内容: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反比。电压表与电流表的示数都增大当电路断路即I=0时,纵轴的截距为电动势。阻上无电压降,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。谢谢观看！