1.2閉合電路的歐姆定律ppt課件

1、2.7 2.7 閉合電路歐姆定閉合電路歐姆定律律選修選修3-1 第二章第二章 恒定電流恒定電流、兩個(gè)特例：、兩個(gè)特例：（2 2）外電路）外電路短路短路時(shí)時(shí)/00RIE rU端，0RIE 端，U（1 1）外電路）外電路斷路斷路時(shí)時(shí)E、rAVE、rAV斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì) E=U E=U外外+U+U內(nèi)內(nèi) I=E/(R+r) I=E/(R+r)1、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系：、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系： R增大，電流減小，路端電壓增大增大，電流減小，路端電壓增大R減小，電流增大，路端電壓減小減小，電流增大，路端電壓減小一、電源的外特性曲線一、電源的外特性曲線 路端電壓路

2、端電壓U U隨電流隨電流I I變化的圖象變化的圖象 (1)(1)圖象的函數(shù)表達(dá)圖象的函數(shù)表達(dá) IrEUrEI/短在在橫軸橫軸上的上的截距截距表示電源的表示電源的短路電流短路電流圖象圖象斜率斜率的絕對(duì)值表示電源的的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害圖線傾斜得越厲害在在縱軸縱軸上的上的截距截距表示電源表示電源的的電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E E (2)(2)圖象的物理意義圖象的物理意義UIOEI短1 1、如圖是某電源的路端電壓、如圖是某電源的路端電壓U U隨干路電流隨干路電流I I的變化圖象的變化圖象, ,由圖象可知由圖象可知, ,該電源的電動(dòng)該電源的電動(dòng)勢(shì)為勢(shì)為 V,V,內(nèi)阻為內(nèi)阻

3、為 U/VI/AO1232462 2、有兩節(jié)電池、有兩節(jié)電池, ,它們的電動(dòng)勢(shì)分別為它們的電動(dòng)勢(shì)分別為E E1 1和和E E2 2, ,內(nèi)電阻分別為內(nèi)電阻分別為r r1 1和和r r2 2. .將它們分別連成閉將它們分別連成閉合電路合電路, ,其外電路的電流其外電路的電流I I和路端電壓和路端電壓U U的關(guān)系如圖所示的關(guān)系如圖所示, ,可以判定可以判定( )( )UIO12A.A.圖象交點(diǎn)所示狀態(tài)圖象交點(diǎn)所示狀態(tài), , 兩電路的外電阻相等兩電路的外電阻相等B.EB.E1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2C.C.圖象交點(diǎn)所示狀態(tài)圖象交點(diǎn)所示狀態(tài), , 兩電路的電阻相等兩電路的電阻相等D.ED

4、.E1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2 3 3如圖如圖6 6所示，直線所示，直線A A為電源的路端電壓為電源的路端電壓U U與電流與電流I I的關(guān)系的關(guān)系圖線，直線圖線，直線B B是電阻是電阻R R的兩端電壓的兩端電壓U U與電流與電流I I的關(guān)系圖線，用的關(guān)系圖線，用該電源與電阻該電源與電阻R R組成閉合電路，電源的輸出功率和電阻組成閉合電路，電源的輸出功率和電阻R R分分別是（別是（ ） A A4W4W；1 B1 B4W4W；2 C2 C2W2W；1 D1 D2W2W；22 解：由解：由B B的圖線可以求出的圖線可以求出B B的電阻為的電阻為R=1R=1由由A A與縱軸交點(diǎn)，可以看出

5、電源電動(dòng)勢(shì)與縱軸交點(diǎn)，可以看出電源電動(dòng)勢(shì)為為E=3 VE=3 V與橫軸交點(diǎn)，表示短路電流與橫軸交點(diǎn)，表示短路電流I=E/r=6,I=E/r=6,即即r=0.5r=0.5 ArREI25 .013電源的輸出功率為電源的輸出功率為P=UI=2P=UI=22=4W2=4WA二、閉合電路的動(dòng)態(tài)分析問題：二、閉合電路的動(dòng)態(tài)分析問題：1閉合電路的動(dòng)態(tài)分析的具體步驟大體如下：閉合電路的動(dòng)態(tài)分析的具體步驟大體如下：(1)根據(jù)局部某一電阻的變化，進(jìn)而確定閉合電路總電阻根據(jù)局部某一電阻的變化，進(jìn)而確定閉合電路總電阻的變化情況的變化情況(2)依據(jù)依據(jù)IE/(Rr)，判斷閉合電路干路電流的變化情，判斷閉合電路干路電流

6、的變化情況況(3)依據(jù)依據(jù)UEIr，判斷外電路電壓，判斷外電路電壓(路端電壓路端電壓)的變化情的變化情況況(4)依據(jù)分壓、分流原理判斷動(dòng)態(tài)部分的物理量的變化依據(jù)分壓、分流原理判斷動(dòng)態(tài)部分的物理量的變化2閉合電路的動(dòng)態(tài)分析的常用方法閉合電路的動(dòng)態(tài)分析的常用方法(1)任一電阻增大任一電阻增大(減小減小)，則電路的總電阻增大，則電路的總電阻增大(減小減小)(2)任一電阻增大任一電阻增大(減小減小)，則該電阻兩端的電壓一定會(huì)增大，則該電阻兩端的電壓一定會(huì)增大(減小減小)，而通過該電阻的電流會(huì)減小而通過該電阻的電流會(huì)減小(增大增大)分析思路：分析思路： 例例1、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻的電源與定

7、值電阻R1、R2 及滑動(dòng)變阻器及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖所示的電路，連接成如圖所示的電路， 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，端時(shí)， 下列說法正確的是下列說法正確的是() A電壓表和電流表讀數(shù)都增大電壓表和電流表讀數(shù)都增大 B電壓表和電流表讀數(shù)都減小電壓表和電流表讀數(shù)都減小 C電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小 D電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大A1電源向整個(gè)電路提供的總電功率電源向整個(gè)電路提供的總電功率P總總EI，隨，隨電流變化而變化電流變化而變化2電源內(nèi)部的發(fā)熱功率電源內(nèi)部的發(fā)熱功率P內(nèi)內(nèi)I2r.3電源的輸出

8、功率即外電路消耗的電功率：電源的輸出功率即外電路消耗的電功率：P外外P出出IU外外P總總P內(nèi)內(nèi)IEI2r.以上三式普遍適用以上三式普遍適用三、閉合電路中的幾種功率和電源的效率：三、閉合電路中的幾種功率和電源的效率：rErR/)rR(E)rR(REP4422222 可見電源輸出功率隨外可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示電阻變化的圖線如圖所示O RP出出Pmr可見當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大為：可見當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大為：rEPm42 5. 電源輸出功率最大值：電源輸出功率最大值：例例2.如圖如圖275所示，所示，R1為定值電阻，為定值電阻，R2為可變?yōu)榭勺冸娮?，?/p>

9、阻，E為電源的電動(dòng)勢(shì)，為電源的電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻，以下說為電源內(nèi)阻，以下說法中正確的是法中正確的是()A當(dāng)當(dāng)R2R1r時(shí)，時(shí)，R2上獲得最大功率上獲得最大功率B當(dāng)當(dāng)R1R2r時(shí)，時(shí)，R1上獲得最大功率上獲得最大功率C當(dāng)當(dāng)R20時(shí)，時(shí)，R1上獲得最大功率上獲得最大功率D當(dāng)當(dāng)R20時(shí)時(shí) ，電源的輸出功率最大，電源的輸出功率最大圖圖275AC 電路圖如圖電路圖如圖2710甲所示甲所示 ，圖乙中圖線是電路，圖乙中圖線是電路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖象，滑動(dòng)變中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖象，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為阻器的最大阻值為15 ，定值電阻，定值電阻R03 . (1)當(dāng)當(dāng)R為何值

10、時(shí)，為何值時(shí)，R0消耗的功率最大？最大值為多少？消耗的功率最大？最大值為多少？(2)當(dāng)當(dāng)R為何值時(shí)，電源的輸出功率最大？最大值為多少？為何值時(shí)，電源的輸出功率最大？最大值為多少？圖圖2710【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】求解本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)求解本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)(1)由由UI圖象求電源的電動(dòng)勢(shì)和圖象求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻內(nèi)阻(2)電路中的電流最大時(shí)，電路中的電流最大時(shí)，R0消耗消耗的功率最大的功率最大(3)利用電源有最大輸出功率的條利用電源有最大輸出功率的條件，求電源的最大輸出功率件，求電源的最大輸出功率【答案】【答案】(1)010.9 W(2)4.5 13.3 W1分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)

11、，分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，注意以下三個(gè)方面：注意以下三個(gè)方面：(1)電路穩(wěn)定后，電容器所在支路相當(dāng)于電路穩(wěn)定后，電容器所在支路相當(dāng)于斷路斷路因因此，該支路上的電阻兩端無電壓，該電阻相當(dāng)于此，該支路上的電阻兩端無電壓，該電阻相當(dāng)于導(dǎo)線導(dǎo)線(2)當(dāng)電容器與電阻當(dāng)電容器與電阻并聯(lián)并聯(lián)后接入電路時(shí)，后接入電路時(shí)，電容器兩電容器兩端的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等端的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等 當(dāng)電容器和某一電阻當(dāng)電容器和某一電阻串聯(lián)串聯(lián)后接在某一電路兩后接在某一電路兩端時(shí)，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓端時(shí)，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓.(3)電路中的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器電

12、路中的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充放電，如果電容器兩端的電壓升高，電容器的充放電，如果電容器兩端的電壓升高，電容器將充電，反之電容器放電通過與電容器串聯(lián)的將充電，反之電容器放電通過與電容器串聯(lián)的電阻的電量等于電容器電阻的電量等于電容器帶電量的變化帶電量的變化四、含電容器電路的分析與計(jì)算：四、含電容器電路的分析與計(jì)算： 例例3： 在如圖在如圖276所示的電路中，電源電所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為、內(nèi)電阻為r，C為電容器，為電容器，R0為定值電為定值電阻，阻，R為滑動(dòng)變阻器開關(guān)閉合后，燈泡為滑動(dòng)變阻器開關(guān)閉合后，燈泡L能正常能正常發(fā)光當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，下列判發(fā)光

13、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是斷正確的是()圖圖276A燈泡燈泡L將變暗將變暗B燈泡燈泡L將變亮將變亮C電容器電容器C的電荷量將減小的電荷量將減小D電容器電容器C的電荷量將增大的電荷量將增大AD 如圖如圖2712所示，電路中所示，電路中E10 V，R14 ，R26 ，C30 F.電池內(nèi)阻可忽略電池內(nèi)阻可忽略(1)閉合開關(guān)閉合開關(guān)S，求穩(wěn)定后通過，求穩(wěn)定后通過R1的電流的電流(2)然后將開關(guān)然后將開關(guān)S斷開，求這以后通過斷開，求這以后通過R1的總電的總電量量圖圖2712ER1R2CS解析：解析：(1)由閉合電路歐姆定律，閉合由閉合電路歐姆定律，閉合穩(wěn)定后流過電阻的電流為穩(wěn)定后流過

14、電阻的電流為:I=ER1+R2104+6=1(A)(2)斷開斷開S前電容器上極板帶正電前電容器上極板帶正電,其帶電量為其帶電量為Q1=CU2=CIR2=3010-6 1 6=1.810-4C斷開電路穩(wěn)定后，電容器的電壓升高為斷開電路穩(wěn)定后，電容器的電壓升高為U1 =E=10V,電容器被充電電容器被充電,上極板仍帶正電上極板仍帶正電帶電量帶電量Q2=CU1 =CE=30 10-6 10=3 10-4C斷開后流過的電量為斷開后流過的電量為Q=Q2Q1=1.2 10-4C 例例5 5：如圖電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為：如圖電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為6V6V，當(dāng)開，當(dāng)開關(guān)關(guān)S S接通后，燈泡接通后，燈泡L L1 1

15、和和L L2 2都不亮，用電壓表都不亮，用電壓表測(cè)得各部分電壓是測(cè)得各部分電壓是 U Uabab=6V=6V，U Uadad=0=0， U Ucdcd=6V=6V，由此可，由此可 判斷哪一元件斷判斷哪一元件斷 路了？路了？L1L2abdcsR五、電路故障分析五、電路故障分析1 1 、斷路斷路：電流為零，斷點(diǎn)的同側(cè)無電勢(shì)差，若電流為零，斷點(diǎn)的同側(cè)無電勢(shì)差，若只有一個(gè)斷點(diǎn)，斷點(diǎn)的兩端有電勢(shì)差。造成電路中只有一個(gè)斷點(diǎn)，斷點(diǎn)的兩端有電勢(shì)差。造成電路中的總電阻增大，干路上的電流減小，與其并聯(lián)的用的總電阻增大，干路上的電流減小，與其并聯(lián)的用電器兩端的電壓增大電器兩端的電壓增大 2 2 、短路短路：被短路的

16、用電器兩端無電壓，用電被短路的用電器兩端無電壓，用電器無電流流過。造成電路中總電阻減小，干路電器無電流流過。造成電路中總電阻減小，干路電流增大，被短路用電器不工作，與其串聯(lián)的用電流增大，被短路用電器不工作，與其串聯(lián)的用電器兩端電壓增大器兩端電壓增大 方法總結(jié)方法總結(jié)3 3、如圖所示的電路中，閉合電鍵、如圖所示的電路中，閉合電鍵k k后，燈后，燈a a和和b b都正常發(fā)光，都正常發(fā)光， 后來由于某種故障使燈后來由于某種故障使燈b b突然變亮，電壓表讀數(shù)增加，由此推突然變亮，電壓表讀數(shù)增加，由此推 斷斷這故障可能是這故障可能是 （ ） A Aa a燈燈絲燒斷燈燈絲燒斷 B B電阻電阻R R2 2斷

17、斷 C C電阻電阻R R2 2短路短路 D D電容被擊穿短路電容被擊穿短路B B1. 辯析改錯(cuò)：辯析改錯(cuò)： 如圖所示電源電動(dòng)勢(shì)如圖所示電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r = 0. 5,電動(dòng)機(jī)的電阻電動(dòng)機(jī)的電阻R0 =1. 0,定值電阻定值電阻R=1. 5,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電壓表的示數(shù)為電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電壓表的示數(shù)為3.0V求電源釋求電源釋放的電功率為多少？電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為多少？放的電功率為多少？電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為多少？經(jīng)檢查，數(shù)值計(jì)算無誤，該同學(xué)經(jīng)檢查，數(shù)值計(jì)算無誤，該同學(xué)求解過程是否有不當(dāng)之處，若有求解過程是否有不當(dāng)之處，若有請(qǐng)予以改正。請(qǐng)予以改正。電動(dòng)機(jī)消耗功率：電動(dòng)機(jī)消耗功率：電源

18、釋放的電功率：電源釋放的電功率：A333015150100.RRrEI P=EI=103.33=33.3WP=I2R0= 3.332 10=11.1WRE rV某同學(xué)求解如下：整個(gè)回路的電流是：某同學(xué)求解如下：整個(gè)回路的電流是：課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練答：此解法不當(dāng)答：此解法不當(dāng)整個(gè)回路的電流是：整個(gè)回路的電流是：A2513 .RUI電源釋放的電功率：電源釋放的電功率：W20210 EIP總總功功電動(dòng)機(jī)消耗功率：電動(dòng)機(jī)消耗功率： W12505122022 .rRIPP總總功功2. 小張同學(xué)將一直流電源的總功率小張同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率和電源內(nèi)部的發(fā)熱功

19、率Pr隨電流隨電流 I 變化的圖線畫在變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)紙上，如右圖中的了同一坐標(biāo)紙上，如右圖中的 a、b、c 所示，則下所示，則下列判斷正確的是列判斷正確的是 ( )A.直線直線 a 表示電源的總功率表示電源的總功率B .曲線曲線 b 表示電源的輸出功率表示電源的輸出功率 C.電源的電動(dòng)勢(shì)電源的電動(dòng)勢(shì) E= 3V.內(nèi)電阻內(nèi)電阻r=1D .電源的最大輸出功率電源的最大輸出功率Pmax= 9W321P/W369I/A0acbA C解見下頁解見下頁321P/W369I/A0acb解：解：電源的總功率電源的總功率PE =IEI所以直線所以直線 a 表示電源的總功率表示電源的總功率電源內(nèi)部的發(fā)熱功率電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr =I2rI2