第七節(jié) 閉合電路歐姆定律 第二課時(shí)_第1頁(yè)
第七節(jié) 閉合電路歐姆定律 第二課時(shí)_第2頁(yè)
第七節(jié) 閉合電路歐姆定律 第二課時(shí)_第3頁(yè)
第七節(jié) 閉合電路歐姆定律 第二課時(shí)_第4頁(yè)
第七節(jié) 閉合電路歐姆定律 第二課時(shí)_第5頁(yè)
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2.7閉合電路歐姆定律

(第二、三課時(shí))路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系思考:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由a向b移動(dòng)時(shí),電流表和電壓表示數(shù)如何變化?

R↑R總I總U外電流表示數(shù)減小電壓表示數(shù)增大U外=E-Ir↑↓↑1、如圖電路:R增大,電流減小,路端電壓增大R減小,電流增大,路端電壓減小三、路端電壓跟負(fù)載(外電阻)的關(guān)系路端電壓:閉合電路歐姆定律:外電路兩端的電壓叫路端電壓.2、兩個(gè)特例:(2)外電路短路時(shí)(1)外電路斷路時(shí)E、rAVE、rAV斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)說(shuō)一說(shuō):一些同學(xué)可能有這樣的經(jīng)驗(yàn):傍晚用電多的時(shí)候,在插上電爐、電熱水壺等用電多的電器時(shí),燈光會(huì)變暗,拔掉后燈光馬上又變亮起來(lái)。在一些供電質(zhì)量不太好的地區(qū)更為嚴(yán)重。嘗試去解釋一下這種現(xiàn)象。設(shè)置情景:設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r=2Ω。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式U=E-Ir,以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),做出U與I關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI/AO討論:1、外電路斷開(kāi)的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖中的哪一點(diǎn)?怎樣看出這時(shí)路端電壓與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系?E=3v三、路端電壓跟負(fù)載(外電阻)的關(guān)系設(shè)置情景:設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r=2Ω。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式U=E-Ir,以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),做出U與I關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI/AOE=3v討論:2、電動(dòng)勢(shì)E的大小對(duì)圖像有什么影響?在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E.

三、路端電壓跟負(fù)載(外電阻)的關(guān)系設(shè)置情景:設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r=2Ω。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式U=E-Ir,以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),做出U與I關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI/AOE=3vI短=1.5A討論:3、電源短路的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖中哪一點(diǎn)?怎么樣讀出這時(shí)電流大?。吭跈M軸上的截距表示電源的短路電流三、路端電壓跟負(fù)載(外電阻)的關(guān)系設(shè)置情景:設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r=2Ω。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式U=E-Ir,以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),做出U與I關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI/AOE=3vI短=1.5A討論:4、r的大小對(duì)圖像有什么影響?

圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻,內(nèi)阻越大,圖線傾斜得越厲害.三、路端電壓跟負(fù)載(外電阻)的關(guān)系3、電源的外特性曲線

——路端電壓U隨電流I變化的圖象.

(1)圖象的函數(shù)表達(dá)

②在橫軸上的截距表示電源的短路電流③圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻,內(nèi)阻越大,圖線傾斜得越厲害.①在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E.

(2)圖象的物理意義UIOEI短θ三、路端電壓跟負(fù)載(外電阻)的關(guān)系0.51、如圖是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖象,由圖象可知,該電源的電動(dòng)勢(shì)為

V,內(nèi)阻為

ΩU/VI/AO1232463課堂練習(xí)ABUIO12A.圖象交點(diǎn)所示狀態(tài),兩電路的外電阻相等B.E1>E2,r1>r2C.圖象交點(diǎn)所示狀態(tài),兩電路的電阻相等D.E1>E2,r1<r2課堂練習(xí)2、有兩節(jié)電池,它們的電動(dòng)勢(shì)分別為E1和E2,內(nèi)電阻分別為r1和r2.將它們分別連成閉合電路,其外電路的電流I和路端電壓U的關(guān)系如圖所示,可以判定()3、如圖所示為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的U-I圖象,則下列說(shuō)法中正確的是()A.電動(dòng)勢(shì)E1=E2,短路電流I1>I2B.電動(dòng)勢(shì)E1=E2.內(nèi)阻r1>r2C電動(dòng)勢(shì)E1>E2,內(nèi)阻r1<r2D.當(dāng)兩電源的工作電流變量相同時(shí),電源2的路端電壓變化較大OUI12AD課堂練習(xí)4、如圖所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)點(diǎn)P向右移動(dòng)時(shí),電流表、電壓表的示數(shù)將如何變化?E、rR1AVR2R3P課堂練習(xí)電流表的示數(shù)增大電壓表的示數(shù)減小電路動(dòng)態(tài)分析分析方法:串反并同5、A燈與B燈電阻相同,當(dāng)變阻器滑片向下移動(dòng)時(shí),對(duì)兩燈明暗程度的變化判斷正確的是()A、A、B燈都變亮B、A、B燈都變暗C、A燈變亮,B燈變暗D、A燈變暗,B燈變亮B課堂練習(xí)V1示數(shù)增大V2示數(shù)增大A示數(shù)減小課堂練習(xí)6、如圖所示電路,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)時(shí),判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化?7、在如圖電路中,閉合電鍵S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示,電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列比值正確的是()A、U1/I不變,ΔU1/ΔI不變.B、U2/I變大,ΔU2/ΔI變大.C、U2/I變大,ΔU2/ΔI不變.D、U3/I變大,ΔU3/ΔI不變.課堂練習(xí)ACD四、閉合電路中的功率由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等,得:1.電源提供的功率(電源功率):

2.電源的輸出功率(外電路得到的功率)

3.電源內(nèi)阻上的熱功率

說(shuō)明:外電路可以是任何電路。4.供電效率:η=P出/P總=U外/E討論:滑片從a移動(dòng)到b的過(guò)程中,何時(shí)電源的輸出功率最大?電源的總功率和內(nèi)電阻消耗的功率與電流的關(guān)系1、電源的總功率OP總Iα.MP0I0(1)條件:E、r一定(2)規(guī)律:①公式表述:②文字表述:電源的總功率與電流成正比。③圖像表述:過(guò)原點(diǎn)的直線,斜率表示電動(dòng)勢(shì)。2、電源內(nèi)電阻消耗的功率(1)條件:E、r一定OP內(nèi)IMI0P0(2)規(guī)律:①公式表述:②文字表述:電源內(nèi)阻消耗的功率與電流的平方成正比。③圖像表述:過(guò)原點(diǎn)的拋物線。例1:如圖所示直線OAC某一直流電源的總功率P總隨電流I的變化圖線,拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率Pr隨電流I的變化圖線,A、B兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)都是2A,那么I=2A時(shí)電源輸出功率及外電阻分別是()A.2W,0.5ΩB.4W,2ΩC.2W,1ΩD.6W,2ΩAOP/WI/A32P內(nèi)P總19ABC電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系1、條件:

(1)純電阻電路,(2)E、r一定,(3)

R是外電路的總電阻,(4)R是變化的(自變量)。2、規(guī)律:推導(dǎo)方法(1)配方法;(2)均值不等式(1)公式表述:(2)圖像表述:②當(dāng)R=r時(shí),電源輸出功率最大RP出PmrP0R1R2O③當(dāng)時(shí),電源的輸出功率相等。最大輸出功率①當(dāng)R=0即電路短路和R=∞即電路斷路兩種情況下,電源的輸出功率均為零。④當(dāng)R∈(0,r)是增函數(shù);當(dāng)R∈(r,∞)是減函數(shù);例2:如圖所示的電路,電源的電動(dòng)勢(shì)E=9.0V,內(nèi)電阻r=2.0Ω,定值電阻R1=1.0Ω,R2為可變電阻,其阻值在0--10Ω范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。(1)R2取何值時(shí),電源的輸出功率最大?(3)R2

取何值時(shí),R1消耗的電功率最大?(2)R2取何值時(shí),R2

消耗的電功率最大?R2R1Er1、當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí),電源輸出的功率最大,但此時(shí)效率才50%。2、模型化歸:研究變阻器上消耗功率最大時(shí),可把定值電阻看作內(nèi)阻。例3:某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系和電阻R1、R2的電壓與電流的關(guān)系如圖所示.用此電源和電阻R1、R2組成電路.R1、R2可以同時(shí)接入電路,也可以單獨(dú)接入電路.為使電源輸出功率最大,可采用的接法是()A.將R1單獨(dú)接到電源兩端B.將R2單獨(dú)接到電源兩端C.將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端D.將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端024312R2R16U/VI/A解:由圖線得:R1=0.5Ω,R2=1Ω,

電源內(nèi)阻r=0.5Ω為使電源輸出功率最大,應(yīng)使R=r,選項(xiàng)A正確。A電源的效率與外電阻的關(guān)系1、條件:純電阻電路,E、r一定2、規(guī)律:(3)圖像表述:(1)公式表述:(2)文字表述:電源的效率隨著外電阻的增大而增大。ORηrM10.53、幾種特殊情況:(1)斷路:R=0η=0R=∞η=100%(2)短路:(3)最大輸出功率R=rη=50%4、說(shuō)明:該規(guī)律與路端電壓與外電阻關(guān)系如出一轍。例4:如圖所示直線A為電源的U-I圖線,直線B為電阻的U-I圖線,用該電源和該電阻組成閉合電路,則電源的輸出功率和電源的效率分別是()A.4W,33%B.2W,33.3%C.2W,67%D.4W,67%I/AU/V246BA3210解:由圖線可知R=1Ω,E=3Vr=0.5Ω虛線和坐標(biāo)軸所包圍的面積等于輸出功率P出=4WP總=EI=6WD本題主要考查導(dǎo)體的U-I圖像與電源的U-I圖像的區(qū)別以及在同一坐標(biāo)系中交點(diǎn)的含義。圖線A、B,的交點(diǎn)即為此時(shí)電路的工作狀態(tài)。從交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)可讀出此時(shí)工作電路中的總電流和路端電壓。虛線和坐標(biāo)軸所包圍的面積等于輸出功率。五、電路故障分析例題1:如圖所示電路中白熾燈A、B不亮,但電路中只有一處斷開(kāi),今用電壓表測(cè)得:Uab=0,Uac=6V,Ubd=6V,Ucd=0。則可知()

A.B燈斷B.A燈斷C.R斷D.電源斷1、給定測(cè)量值,分析推斷故障

C例題2:如圖所示的電路中,閉合電鍵,燈L1、L2正常發(fā)光,由于電路出現(xiàn)故障,突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮,燈L2變暗,電流表的讀數(shù)變小,根據(jù)分析,發(fā)生的故障可能是()(A)R1斷路(B)R2斷路(C)R3短路(D)R4短路2、根據(jù)觀察現(xiàn)象,分析推斷故障

A3、根據(jù)故障,分析推斷可能觀察到的現(xiàn)象例題3:如圖所示,燈泡A和B都正常發(fā)光,R2忽然斷路,已知U不變,試分析A、B兩燈的亮度如何變化?A燈變亮B燈變暗六、含有電容器的直流電路電容器是一個(gè)儲(chǔ)能元件,在直流電路中,當(dāng)電路穩(wěn)定后,電容器相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大的元件,含有電容器的支路看作斷路,關(guān)于電路中電容器的考查常見(jiàn)以下幾方面:(一)考查電容器所帶電荷量例1:已知如圖,電源內(nèi)阻不計(jì)。為使電容器的帶電量增大,可采取以下那些方法:(

)A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.減小R1R1

R3R2ECABBCCCR1R2R3CD1、如圖所示的電路中,已知電容C1=C2,電阻R1﹥R2,電源內(nèi)阻可忽略不計(jì),當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí),以下說(shuō)法中正確的有()A、C1的電量增多,C2的電量減少B、C1的電量減少,C2的電量增多C、C1、C2的電量都增多D、C1、C2的電量都減少D課堂訓(xùn)練(二)考查電路變化后流過(guò)用電器的電荷量例2:如圖2所示電路中R1=R2=R3=8Ω,電容器電容C=5μF,電源電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻不計(jì),求電鍵S由穩(wěn)定的閉合狀態(tài)斷開(kāi)后流過(guò)的電荷量.解析:電鍵閉合時(shí)電路結(jié)構(gòu)為R1和R2串聯(lián)后與R3并聯(lián),電容器并在R2兩端,電源內(nèi)阻不計(jì),由串聯(lián)正比分壓得U2=3V,b板帶正電,電荷量Q2=CU2;電鍵斷開(kāi)后電路結(jié)構(gòu)為R1和R2串聯(lián),電容器通過(guò)R3并在R1兩端,則電容器兩端電壓為U1=3V,b板帶負(fù)電,電荷量Q1=CU1;所以電鍵斷開(kāi)后電容器通過(guò)R3先放電后反向充電,流過(guò)R3的電荷量為兩情況下電容器所帶電荷量之和ΔQ=Q1+Q2注意:求電路變化后流過(guò)用電器的電荷量的問(wèn)題,一定要注意同一極板上所

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