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文檔簡介
1、 7.閉合電路的歐姆定律 一、閉合電路的歐姆定律 1內、外電路 (1)概念:內電路是電源內部電路,外電路是電源外部電路 (2)特點:外電路中電流由電源 流向 ,沿電流方向電勢 ,內電路中電流由電源 流向 ,沿電流方向電勢 2閉合電路的能量轉化 非靜電力做功等于內、外電路電能轉化為其他方式能的總和,即:EIt.正極正極負極負極降低降低負極負極正極正極升高升高I2RtI2rt 3閉合電路的歐姆定律 (1)內容:閉合電路里的電流,跟電源的電動勢成 ,跟內、外電路的電阻之和成 (2)公式:I 或E. 或E (3)適用條件:、適于外電路為電路,適于一切電路正比正比反比反比IRIrU外外U 內內純電阻純電
2、阻 二、路端電壓與負載的關系 1路端電壓與電流的關系 (1)公式:U. (2)圖象(UI圖象):如以下圖所示是一條傾斜的 ,該直線與縱軸交點的縱坐標表示, 斜 率 的 絕 對 值 表 示 電 源 的 EIr直線直線電動勢電動勢內阻內阻 2路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律 (1)外電阻R增大時,電流I ,外電壓U,當R增大到無限大(斷路)時,I ,U . (2)外電阻R減小時,電流I ,路端電壓U ,當R減小到零時,I ,U .減小減小增大增大0E增大增大減小減小0 1對閉合電路歐姆定律的了解 (1)推導:設電源的電動勢為E,內電路電阻為r,外電路電阻為R,閉合電路的電流為I.在時間t內: (2)關于
3、電動勢E的幾個關系式 EU內U外,適用于一切的閉合電路 EI(Rr),由閉合電路的歐姆定律得到,它僅適用于外電路為純電阻的電路 UEIr,適用于一切的閉合電路,常用來判別路端電壓的變化和丈量電源的電動勢和內阻如以下圖所示中電阻R1、R2、R3的阻值相等,電池的內阻不計開關S接通后流過R2的電流是S接通前的()答案:答案:B 2路端電壓的變化 電源的電動勢和內阻由電源本身決議,不隨外電路電阻的變化而變化,而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而變化的 (2)由UEIr知,路端電壓隨干路電流的增大而減小,如圖乙所示假設r0,即電源無內阻,那么無論R、I怎樣變化,UE,闡明路端電壓變化的根本緣由在于
4、電源有內阻,內阻上由于電流流過產生電勢差(從負極到正極,測內電壓的電壓表正極必需與電池負極相連)以下關于閉合電路的說法中,錯誤的選項是() A電源短路時,電源的內電壓等于電動勢 B電源短路時,路端電壓為零 C電源斷路時,路端電壓最大 D電源的負載添加時,路端電壓也增大 解析:電源短路時,外電阻為零,路端電壓為零,由EU內U外,故U內E,A、B正確;電源斷路時,R外,I0,由UEIr,故U最大等于E,C正確;負載添加,并聯(lián)在電源上的用電器個數(shù)添加,外電阻減小,路端電壓減小,故D錯 答案:D 3閉合電路中的幾種功率和電源的效率 (1)電源向整個電路提供的總電功率P總EI,隨電流變化而變化 (2)電
5、源內部的發(fā)熱功率P內I2r. (3)電源的輸出功率即外電路耗費的電功率: P外P出IU外P總P內IEI2r. 以上三式普遍適用 如此式可以看出當Rr時,電源的輸出功率最大,P出與R的關系如右圖所示當外電路的電阻分別為8 和2 時,單位時間內在外電路上產生的熱量正好相等,那么該電源的內電阻是() A1 B2 C4 D6 答案:C 4部分電路歐姆定律的UI圖象與閉合電路歐姆定律的UI圖象比較部分電路歐姆定律閉合電路歐姆定律UI圖象研討對象對某一固定電阻而言,兩端電壓與經過電流成正比關系對電源進展研討,電源的外電壓隨電流的變化關系如以下圖所示,I是電源的路端電壓隨電流變化的圖線,是某電阻的伏安特性曲
6、線,當該電源向該電阻供電時,電阻上耗費的功率和電源的效率分別為() A4 W和33% B2 W和67% C2 W和33% D4 W和67%答案:答案:D 2用電壓表直接去丈量電源兩極的電壓,這個電壓是不是電源的電動勢? 3電動勢和電壓有何不同? 提示:電壓電動勢意義電壓表示靜電力做功將電能轉化為其他方式能的身手電動勢表示非靜電力做功將其他方式的能轉化為電能的身手決議要素電壓是由電源、導體電阻、外電路的銜接方式共同決議電動勢只由電源本身決議,與外電路無關 4在UI圖象中,電源的內阻等于圖象斜率的大小圖象的斜率能否等于圖象傾角的正切值?為什么? 教材資料分析 說一說 一些同窗能夠有這樣的閱歷:傍晚
7、用電多的時候,燈光發(fā)暗,而 點撥:家庭電路的用電器都是并聯(lián)的,當傍晚用電多的時候或插上電爐、電暖氣等用電多的電器時,負載增多、外電阻R減小,整個電路的總電阻減小,干路中電流添加,輸電線路上的電壓添加,運用電器兩端的電壓變小,燈光變暗 思索與討論 設電源的電動勢E3 V,內阻r2 ,請根據(jù) 點撥:(1)外電路斷開的形狀對應圖中的A點,此時電路中電流為零,路端電壓到達最大值,內電壓為零,路端電壓等于電源的電動勢3 V. (2)電動勢E的大小等于縱軸截距,故電動勢越大,圖象與縱軸的交點縱坐標越大 (3)電源短路時,路端電壓等于零,干路中電流最大,對應于坐標系中的B點,此時電流的大小等于橫軸截距1.5
8、 A.如右圖所示的電路中,當S閉合時,電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6 V和0.4 A;當S斷開時,它們的示數(shù)各改動0.1 V和0.1 A,求電源的電動勢及電阻 解析:當S閉合時,由閉合電路歐姆定律得:U1EI1r, 即E1.60.4r 當S斷開時,由閉合電路歐姆定律得: U2EI2r,即E(1.60.1)(0.40.1)r 由得:E2 V,r1 . 答案:2 V1 【反思總結】解此類題時,一定要先弄清電路的銜接方式,以及電流表、電壓表所測電流、電壓的范圍;了解電壓表和電流表均為理想電表的含義 【跟蹤發(fā)散】11:如以下圖所示的電路中,R1R2R31 ,電壓表內阻很大,當S斷開時,
9、電壓表示數(shù)為0.8 V,當S閉合時,電壓表示數(shù)為1 V,求電源電動勢與內阻 答案:2 V0.5 如以下圖所示電路中,當變阻器R3的滑片P向b端挪動時() A電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小 B電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大 C電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大 D電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小答案:答案:B (2)在閉合電路中,任何一個電阻增大(或減小),那么總電阻將增大(或減小),任何一個電阻增大(或減小),該電阻兩端的電壓一定會增大(或減小),經過該電阻的電流那么會減小(或增大) 【跟蹤發(fā)散】21:如右圖所示是一實驗電路圖在滑動觸頭由a端滑向b端的過程中,以下表述正確的選項是() A路端電壓變小
10、 B電流表的示數(shù)變大 C電源內阻耗費的功率變小 D電路的總電阻變大 解析:由a到b,R1值減小,因此總電阻變小,D錯;總電流增大,由UEIr,E、r不變,路端電壓減小,所以A正確;再結合歐姆定律知電流表的示數(shù)變小,B錯;由P內I2r知電源內阻耗費的功率變大,C錯應選A. 答案:A如右圖所示的電路中,E3 V,r0.5 ,R01.5 ,電阻箱的最大阻值Rm10 . (1)當電阻箱的阻值R_ 時,它耗費的功率最大,為_ W. (2)當電阻箱的阻值R_ 時,電阻R0耗費的功率最大,為_ W. 答案:(1)21.125(2)03.375 【跟蹤發(fā)散】31:如以下圖所示,電源的電動勢為30 V,內電阻為
11、1 ,一個“6 V,12 W的電燈與一個繞線電阻為2 的電動機串聯(lián)知電路中的電燈正常發(fā)光,那么電動機輸出的機械功率為() A36 WB44 W C48 W D60 W答案:答案:A 如下圖,E10 V,r1 ,R1R35 ,R24 ,C100 F.當S斷開時,電容器中帶電粒子恰益處于靜止形狀,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 (2)S閉合后,流過R3的總電荷量等于電容器上電荷的添加量,所以QC(UCUC)4104 C. 答案:(1)g方向豎直向上(2)4104 C 【反思總結】分析和計算含有電容器的直流電路時,需留意以下三點: (1)在直流電
12、路中,電容器在電路中就相當于一個阻值無限大的元件,一旦電路到達穩(wěn)定形狀,在電容器處電路看成是斷路 (2)電路穩(wěn)定后,由于電容器所在支路無電流經過,所以在此支路中的電阻上無電壓降低,因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓 (3)當電容器和用電器并聯(lián)后接入電路時,電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)用電器兩端的電壓相等 【跟蹤發(fā)散】41:如以下圖所示,知C6F,R15 ,R26 ,E6 V,r1 ,開關S原來處于斷開形狀,以下說法中正確的選項是() A開關S閉合瞬間,電流表的讀數(shù)為0.5 A B開關S閉合瞬間,電壓表的讀數(shù)為5.5 V C開關S閉合經過一段時間,再將開關S迅速斷開,那么經過R2的電荷量
13、為1.8105 C D以上說法都不對答案:答案:C 1關于電動勢,以下說法中正確的選項是() A電源電動勢等于電源正、負極之間的電勢差 B用電壓表直接丈量電源兩極得到的電壓數(shù)值,實踐上總略小于電源電動勢的準確值 C電源電動勢總等于內、外電路上的電壓之和,所以它的數(shù)值與外電路的組成有關 D在閉合電路中,當外電阻變大時,路端電壓增大,電源的電動勢也增大 解析:電動勢是電源本身的屬性,是由電源本身決議的,與外電路的組成及變化無關,故C、D錯誤由閉合電路的歐姆定律得EUIr.用電壓表直接丈量電源兩極時,雖然電壓表的電阻很大,但電路中也有電流,內電路中也有電壓降落,電壓表直接丈量電源兩極得到的電壓數(shù)值應
14、略小于電動勢,B正確,A錯誤 答案:B 2.如右圖所示的電路中,電源的電動勢E和內電阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,假設變阻器的滑片向b端滑動,那么() A電燈L更亮,電流表的示數(shù)減小 B定值電阻R2耗費的功率增大 C電燈L變暗,電源的總功率減小 D電燈L變暗,電流表的示數(shù)增大答案:答案:A 3.如右圖所示電路中,電源電動勢為E,內電阻為r,在平行板電容器C中恰好有一帶電粒子處于懸空靜止形狀,當變阻器R0的滑動端向左挪動時,帶電粒子將() A向上運動 B向下運動 C靜止不動 D不能確定運動形狀的變化 解析:當滑動觸頭向左挪動時R0變大,那么總電流變小,R兩端的電壓變小,電容器中的場強變小,粒子遭到的電場力減小,重力大于電場力,所以粒子將向下運動,故B正確 答案:B 4(2021新課標全國卷)電源的效率定義為外電路電阻耗費的功率與電源的總功率之比在測電源電動勢和內電阻的實驗中得到的實驗圖線如下圖,圖中U為路端電壓,I為干路電流,a、b為圖線上的兩點,相應形狀下電源的效率分別為a、b.由圖可知a、b的值分別為()答案:答案:D 5如以下圖所示,電源的電動勢是6 V,內電阻是0.5 ,小電動機M的線圈電阻為0.5 ,限流電阻R0為3 .假設理想電壓
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