精编高二物理课堂教学课件 选修31恒定电流 27

一、知识与技能 1知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。 2知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。,二、过程与方法 1理解闭合电路的欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题。 2理解路端电压与负载的关系。 三、情感、态度和价值观 闭合电路的欧姆定律是整章的核心，学好它，并系统、完整地理顺本章知识。,1闭合电路组成 (1)外电路：_的电路，在外电路中，沿电流方向电势_。 (2)内电路：_的电路，在内电路中，沿电流方向电势_。,2闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的_成正比，跟内、外电路的_之和成反比。 (2)公式：I_。 (3)适用范围：_电路。 (4)常用的变形公式及适用范围 公式：E_U内或U_。 适用范围：任何闭合电路。,3路端电压与电流的关系 图271 (1)公式：U_。 (2)图象(UI图象)：如图271所示是一条倾斜的_，该直线与纵轴交点的纵坐标表示_，斜率的绝对值表示电源的_。,4路端电压随外电阻的变化规律 (1)外电阻R增大时，电流I_，外电压U_，当R增大到无限大(断路)时，I_，U_。 (2)外电阻R减小时，电流I_，路端电压U_，当R减小到零时I_，U_。,答案： 1(1)电源外部 降低 (2)电源内部 升高 2(1)电动势 电阻 (3)纯电阻 (4)U外 EIr 3(1)EIr (2)直线 电动势 内阻 4(1)减小 增大 0 E (2)增大 减小 0,知识点1 闭合电路的欧姆定律 1外电路和内电路：闭合电路由两部分组成，一部分是电源外部的电路，叫外电路。另一部分是电源内部的电路，叫内电路。 2定律的内容：闭合电路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。 公式表示：,【例1】如图272所示，电解槽A和电炉B并联接到电源上。电源内阻r1 ，电炉电阻R19 ，电解槽电阻rA0.5 ，当S1闭合、S2断开时，电炉消耗的功率为648 W；S1、S2都闭合时，电炉消耗的功率为475 W。(电炉电阻不变)试求：,(1)电源电动势； (2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小； (3)S1、S2都闭合时，电解槽电能转化成化学能的功率。 【答案】(1)120 V (2)20 A (3)1900 W,(3)电解槽消耗电功率 PAIAU2095 W1900 W,【思维点悟】S1闭合、S2断开时，电路为纯电阻电路，可应用闭合电路欧姆定律；S1、S2均闭合，可利用电炉的电压、电流推知电解槽的电压、电流，电解槽是非纯电阻，不能应用欧姆定律。,2动态直流电路的分析方法 闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题分析的基本步骤是：,说明：(1)在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)，通过该电阻的电流一定会减小(或增大)。 (2)讨论各支路电压(电流)变化时，先讨论定值电阻上的电压(电流)变化，后讨论可变电阻上的电压(电流)变化。,【例2】如图274所示电路的接法，当变阻器R3的滑动触头向右移动时，问电路中各个电表的示数怎样变化？ 【答案】A1变小；V1变大；A2变小；V2变大,【解析】首先对各个表的作用作一分析： 测的是路端电压， 测的是R2与R3并联后两端电压， 测的是干路总电流， 测的是通过R3的电流。,【思维点悟】当电路中任一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”，判断此类问题时，应由局部的变化推出总电流的变化，路端电压的变化，再由此分析对其他各部分电路产生的影响。,1解决闭合电路问题的一般步骤 (1)分析电路：认清各元件的串、并联关系，必要时画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路。 (2)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出I。,(3)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。 (4)注意适用条件：外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算。,【例3】如图275所示，R1R2R31.0 ，当开关S闭合时，伏特表的读数是1.0 V，当开关S断开时，伏特表的读数是0.8 V，求电源的电动势和内电阻。 【答案】E2 V，r0.5 ,2闭合电路中的功率分析 (1)各部分功率关系分析 由EItI2RtI2rt知EII2RI2r,P出对外电阻R的函数关系图象 图象分析,【例4】在如图276所示的电路中，已知电源电动势E3 V，内电阻r1 ，电阻R12 ，滑动变阻器R的阻值可连续增大，问： (1)当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？ (2)当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？ 【答案】(1)R3 时 0.75 W (2)R0时 2 W,3含有电容器电路的分析与计算 (1)分析和计算含有电容器的直流电路时，注意把握以下几个方面： 电路稳定时电容器在电路中应相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看做是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。 若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上。求出电容器两端的电压，根据QCU计算。,电路稳定时电容器所在支路上电阻两端无电压，该电阻相当于导线。 当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。 电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之电容器放电。通过与电容器并联的电阻的电量等于电容器带电量的变化。,(2)含电容器电路问题的分析方法 应用电路的有关规律分析出电容器两极板间的电压及其变化情况。 根据平行板电容器的相关知识进行分析求解。,【例5】在如图277所示的电路中，电源的电动势E3.0 V，内阻r1.0 ；电阻R110 ，R210 ，R330 ，R435 ；电容器的电容C100 F。电容器原来不带电，求接通开关S后流过R4的总电荷量。 【答案】2104 C,旧电池和新电池能混联使用吗？ 一般新电池的电动势为1.5 V，旧电池也有1.4 V，电动势减少很小，但旧电池的内阻却增大很多(约10 或更多)，如和新电池混联，效果不佳。,(1)三个旧电池和一个新电池串联，新电池电动势1.5 V、内阻约0.5 ，旧电池电动势设为1.4 V，内阻10 ，若外电阻为10 ，电流I A0.14 A，路端电压为UAB0.1410 V1.4 V。反不如只用一节新电池好。