第七章恒定电流第课时闭合电路欧姆定律

1、第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 第第3 3课时课时 闭合电路闭合电路的的 考点自清考点自清 一、电动势一、电动势 1.1.电源是通过非静电力做功把电源是通过非静电力做功把 的能转化成的能转化成 的装置的装置. . 2.2.电动势电动势: :非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电 量的比值量的比值, ,E E= = ,:V.,:V. 3.3.电动势的物理含义电动势的物理含义: :电动势表示电源电动势表示电源 本领的大小本领的大小, ,在数值上等于在数值上等于 电源没有接入电路时两极间的电压电源没有接入电路时两极间的电压. . 4.4.电动势是电动势是 量

2、量, ,需注意电动势不是电压需注意电动势不是电压. . 其它形式其它形式 电势能电势能 q W 把其它形把其它形 式的能转化成电势能式的能转化成电势能 标标 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律 1.1.定律内容定律内容: :闭合电路的电流跟电源电动势成闭合电路的电流跟电源电动势成 , , 跟内、外电路的电阻之和成跟内、外电路的电阻之和成 . . 2.2.定律表达式为定律表达式为: :I I= = 3.3.适用条件适用条件: : 4.4.闭合电路欧姆定律的两种常用关系式闭合电路欧姆定律的两种常用关系式: : (1) (1)E E= = (2) (2)

3、E E= = 正比正比 反比反比 rR E 纯电阻电路纯电阻电路 U U外 外+ +U U内内 U U+ +I Ir r 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 特别提示特别提示 I I= = 只适用于纯电阻闭合电路只适用于纯电阻闭合电路, ,变式变式E E= =U U外 外+ + U U内 内, ,E E= =U U外外+ +Ir Ir和和U U外 外= =E E- -I Ir r适用于任何闭合电路 适用于任何闭合电路. . 三、路端电压三、路端电压U U与外电阻与外电阻R R的关系的关系 根据根据U U= =I IR R= = 知知, ,当外电路电阻当外电路电阻R R增大时增大时, , 电

4、路的总电流电路的总电流I I , ,电源内电压电源内电压U U内 内 , ,路 路 端电端电 压压U U外 外 . .表示为 表示为U UR R图象如图图象如图1 1所示所示. . rR E R r E rR ER 1 减小减小减小减小 增大增大 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 四、四、U UI I关系图关系图 由由U=U=E E- -I Ir r可知可知, ,路端电压随着电路中电流的增大而路端电压随着电路中电流的增大而 ; ;U UI I关系图线如图关系图线如图2 2所示所示. . 图图1 1 减小减小 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (1)(1)当电路断路即当电路断路即I

5、I=0=0时时, ,纵坐标的截距为纵坐标的截距为 . . (2)(2)当外电路电压为当外电路电压为U U=0=0时时, ,横坐标的截距为横坐标的截距为 . . (3)(3)图线的斜率的绝对值为电源的图线的斜率的绝对值为电源的 . . 图图2 2 电动势电动势 短路电流短路电流 内阻内阻 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 热点聚焦热点聚焦 热点一热点一 两个两个U UI I图象的比较图象的比较 1.1.路端电压与电流的关系路端电压与电流的关系: :U U= =E E- -I Ir r, ,可用图可用图3 3甲表示甲表示, , 图象表示在图象表示在E E、r r不变的前提下不变的前提下, ,

6、U U随随I I单调递减单调递减, ,U U 是是I I的一次函数的一次函数, ,由图由图3 3甲说明甲说明 (1)(1)图中表示电流为图中表示电流为I I1 1时时, ,路端电压为路端电压为U U1 1, ,对应内电对应内电 压为压为U U. (2) (2)过过E E点的平行于横轴的虚线表示电流为零时点的平行于横轴的虚线表示电流为零时, , 路端电压不随路端电压不随I I而改变而改变, ,且始终等于电源电动势且始终等于电源电动势, , 就是理想电源的情况就是理想电源的情况. . 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (3)(3)图线斜率的绝对值表示电源内阻的大小图线斜率的绝对值表示电源内阻

7、的大小 图中图中I Im m表示外电阻等于零表示外电阻等于零( (即短路即短路) )时时, ,回路中的电流回路中的电流, , 即即I Im m= = r E 图图3 3 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 2.2.一段导体两端的电压与通过的电流关系一段导体两端的电压与通过的电流关系: :U U= =I IR R, , 可用图可用图4 4表示表示. .图象表明在电阻图象表明在电阻R R不变的条件不变的条件 下下, ,U U与与I I成正比成正比, ,斜率表示导体的电阻斜率表示导体的电阻. . 图图4 4 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 热点二热点二 闭合电路的功率计算闭合电路的功率计

8、算 1.1.电源的总功率电源的总功率: :P P总 总= =E EI I= =U U外外I I+ +U U内内I I= =U UI I+ . + . 2.2.电源的输出功率电源的输出功率: :P P出 出= =I IU U= =I IE E- . - . 对于外电路是纯电阻的电路对于外电路是纯电阻的电路, ,电源的输出功率电源的输出功率: : P P出 出= = 电源的输出功率随外电阻的变化关系如图电源的输出功率随外电阻的变化关系如图5 5所示所示. . rI 2 rI 2 rRrR E rR RE RI 4/)( 2 2 2 2 2 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (1)(1)当当R

9、 R= =r r时时, ,P P出 出maxmax= = (2)(2)一个输出功率一个输出功率( (除最大功率外除最大功率外) )P P对应于两个不同对应于两个不同 的外电阻的外电阻R R1 1和和R R2 2, ,且且r r= = (3)(3)当当R Rr r时时, ,R RP P出 出 ; ;当当R Rr r时时, ,R RP P出 出 . . 图图5 5 . 4 2 r E . 21R R 3.3.电源的效率电源的效率: :%100%100 rR R P P 总 出 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 题型题型1 1 含电容电路的判断与计算含电容电路的判断与计算 【例【例1 1】电动

10、势为电动势为E E、内阻为、内阻为r r的电源与粗细均匀的的电源与粗细均匀的 电阻丝相连电阻丝相连, ,组成如图组成如图6 6所示的电路所示的电路. .电阻丝长度为电阻丝长度为 L L, ,电阻为电阻为R R, ,C C为平行板电容器为平行板电容器, ,其相对面积为其相对面积为S S, ,两两 板间的距离为板间的距离为d d, ,在滑动触头向右滑的过程中在滑动触头向右滑的过程中, ,电流电流 计中有电流通过计中有电流通过, ,为什么为什么? ?若电流计允许通过的最大若电流计允许通过的最大 电流为电流为I Im m, ,求求P P滑动时滑动时, ,所允许的最大速度是多少所允许的最大速度是多少?

11、? 图图6 6 题型探究题型探究 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 思路点拨思路点拨 解析解析 电容器的电压等于电阻丝电容器的电压等于电阻丝PBPB段上的电压段上的电压, ,如如 果果P P不滑动不滑动, ,电阻丝电阻丝PBPB段长度不变段长度不变, ,加在电容加在电容C C上的上的 电压也不变电压也不变, ,电流计电流计G G中无电流通过中无电流通过. .若若P P向右滑动向右滑动, , PBPB段长度减少段长度减少, ,电阻减少电阻减少, ,电压也减小电压也减小, ,电容器就要电容器就要 放电放电. .电流计电流计G G中的电流就是电容器放电的电流中的电流就是电容器放电的电流. .由

12、由 于滑动的速度越大于滑动的速度越大, ,电容器上电压减小越快电容器上电压减小越快, ,放电电放电电 流越大流越大. .因此电流计因此电流计G G允许通过电流的最大值就决定允许通过电流的最大值就决定 了了P P滑动的最大速度滑动的最大速度. . 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 设滑动触头设滑动触头P P滑动的速度为滑动的速度为v v, ,那么在那么在t t时间内滑过时间内滑过 的距离为的距离为L L= =v vt t. .若若P P1 1、P P2 2为为滑动触头的初末位置滑动触头的初末位置, , 那么滑动触头那么滑动触头P P从从P P1 1滑至滑至P P2 2的过程中的过程中, ,

13、触头触头P P与与B B点间点间 的电压减小量为的电压减小量为U U= =U U1 1- -U U2 2= = 在此过程中在此过程中, ,电容器的放电量为电容器的放电量为Q Q= =C CU U= =C C 其中其中, ,电容器的电容为电容器的电容为C C= = L BPBP rR ER 21 . L t rR ER L L rR ERv rR ER , L tv . 4 kd S 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 那么那么, ,根据电流的定义根据电流的定义, ,流过电流计的电流为流过电流计的电流为 又因为流过电流计的电流又因为流过电流计的电流I II Im m, ,所以触头所以触头P

14、P滑动时滑动时, , 所允许的最大速度为所允许的最大速度为v vm m= = 答案答案 见解析见解析 . )(4 1 4 LrRkd SER tL t rR ER kd S t Q I vv . )(4 m SER LIrRkd 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 规律总结规律总结 在直流电路中在直流电路中, ,当电容器充放电时当电容器充放电时, ,电路电路 里有充放电电流里有充放电电流, ,一旦电路达到稳定状态一旦电路达到稳定状态, ,电容器在电容器在 电路中就相当于一个阻值无限大的元件电路中就相当于一个阻值无限大的元件, ,在电容器处在电容器处 电路看作是断路电路看作是断路, ,简化电

15、路时可去掉它简化电路时可去掉它. .分析和计算分析和计算 含有电容器的直流电路时含有电容器的直流电路时, ,需注意以下几点需注意以下几点: : (1)(1)电容器两极电容器两极板板间的电压等于该支路两端的电压间的电压等于该支路两端的电压. . (2)(2)当电容器和用电器并联后接入电路时当电容器和用电器并联后接入电路时, ,电容器两电容器两 极极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等板间的电压与其并联用电器两端的电压相等. . (3)(3)电路的电流、电压变化时电路的电流、电压变化时, ,将会引起电容器的充将会引起电容器的充 ( (放放) )电电. . 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律

16、(4)(4)如果变化前后极板带的电性相同如果变化前后极板带的电性相同, ,那么通过每根那么通过每根 引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差; ;如果如果 变化前后极板带电的电性改变变化前后极板带电的电性改变, ,那么通过每根引线的那么通过每根引线的 电荷量等于始末状态电容器的电荷量之和电荷量等于始末状态电容器的电荷量之和. . 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 变式练习变式练习1 1 如图如图7 7所示所示, ,E E=10 V,=10 V, r r=1 ,=1 ,R R1 1= =R R3 3=5 ,=5 ,R R2 2=4 ,=4 , C C

17、=100 F.=100 F.当当S S断开时断开时, ,电容器电容器 中带电粒子恰好处于静止状态中带电粒子恰好处于静止状态. . 求求: : (1)S(1)S闭合后闭合后, ,带电粒子加速度的大小和方向带电粒子加速度的大小和方向. . (2)S(2)S闭合后流过闭合后流过R R3 3的总电荷量的总电荷量. . 解析解析 (1)(1)当当S S断开时断开时, ,电流流经电流流经R R1 1和和R R2 2, ,电容器通电容器通 过过R R3 3直接接在直接接在R R2 2两端两端, ,故故 U UC C= =4 V= =4 V 图图7 7 rRR ER 21 2 第七章恒定电流第课时闭合电路欧

18、姆定律 此时粒子恰好处于静止状态此时粒子恰好处于静止状态, ,则则 S S闭合后闭合后R R1 1被短路被短路, ,电流流经电流流经R R2 2, ,则则 由牛顿第二定律由牛顿第二定律, ,有有 则则a a= =g g, ,竖直向上竖直向上 (2)(2)Q Q= =C C( (U UC C-U UC C) ) 代入数据有代入数据有Q Q=4=41010-4 -4 C C 答案答案 (1)(1)g g 方向竖直向上方向竖直向上 (2)4(2)41010-4 -4 C C mg d U q c V8 2 2 rR ER Uc mamg d qUc 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 题型题型2

19、 2 闭合电路中的功率问题闭合电路中的功率问题 【例【例2 2】如图如图8 8所示所示, ,R RB B=4 ,=4 , A A、C C、D D是额定电压和额是额定电压和额 定功率相同的定功率相同的3 3个用电器个用电器, , 电源内阻是电源内阻是1 ,S1 ,S闭合后闭合后, , 当变阻器的电阻调为当变阻器的电阻调为5 5 时时, ,各用电器均正常工作各用电器均正常工作. . (1)S (1)S断开后断开后, ,若仍要各用电器正常工作若仍要各用电器正常工作, ,变阻器电变阻器电 阻阻R R应调为多少？应调为多少？ (2)S(2)S闭合和断开时闭合和断开时, ,R RB B上的电功率之比为多少

20、？上的电功率之比为多少？ 变阻器上消耗的功率之比为多少？变阻器上消耗的功率之比为多少？ 图图8 8 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 解析解析 (1)(1)在题图所示电路中在题图所示电路中, ,A A、C C、D D三个用电器是三个用电器是 并联的并联的, ,且正常工作且正常工作, ,其额定功率相等其额定功率相等, ,说明三个用电说明三个用电 器的电流均相等器的电流均相等, ,设每个用电器的额定电流为设每个用电器的额定电流为I I, ,若若 S S闭合闭合, ,有有 3 3I I= = 若若S S断开断开, ,则有则有 2 2I I= = 由解得由解得R Rx x=10 =10 rRR

21、UE B xB RrR UE 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (2)(2)在在S S闭合和断开两种情况下闭合和断开两种情况下, ,电阻电阻R RB B上消耗的电上消耗的电 功率之比应为其通过电流的平方比功率之比应为其通过电流的平方比 变阻器上消耗的功率之比应等于通过的电流平方变阻器上消耗的功率之比应等于通过的电流平方 与电阻乘积之比与电阻乘积之比 答案答案 (1)10 (2)94 98(1)10 (2)94 98 4 9 ) 2 3 ( 2 I I P P B B 8 9 ) 2 3 ( 2 x R R I I P P 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 方法提炼方法提炼 分析闭合

22、电路中的功率问题时就注意以分析闭合电路中的功率问题时就注意以 下三个问题下三个问题: : (1)(1)电流发生变化时电流发生变化时, ,路端电压发生变化路端电压发生变化, ,功率比较功率比较 与计算时不要忘记这一点与计算时不要忘记这一点. . (2)(2)利用当外电阻等于内阻时输出功率最大这一结利用当外电阻等于内阻时输出功率最大这一结 论论, ,必要时要将某一电必要时要将某一电阻看作内阻阻看作内阻, ,作等效电源处理作等效电源处理. . (3)(3)注意所求功率是电路中哪部分电路的功率注意所求功率是电路中哪部分电路的功率, ,不同不同 部分电路分析思路不同部分电路分析思路不同. . 第七章恒定

23、电流第课时闭合电路欧 姆定律 变式练习变式练习2 2 如图如图9 9所示电所示电 路中路中, ,直流发电机直流发电机E E=250 V,=250 V, r r=3 ,=3 ,R R1 1= =R R2 2=1 ,=1 ,电热器电热器 组中装有组中装有5050只完全相同的电只完全相同的电 热器热器, ,每只电热器的额定电压为每只电热器的额定电压为200 V,200 V,额定功率为额定功率为 1 000 W,1 000 W,其他电阻不计其他电阻不计, ,并且不计电热器电阻随温并且不计电热器电阻随温 度的变化度的变化. .问问: : (1)(1)当接通几只电热器时当接通几只电热器时, ,实际使用的电

24、热器都能实际使用的电热器都能 正常工作？正常工作？ (2)(2)当接通几只电热器时当接通几只电热器时, ,发电机输出功率最大？发电机输出功率最大？ (3)(3)当接通几只电热器时当接通几只电热器时, ,电热器组加热物体最快？电热器组加热物体最快？ (4)(4)当接通几只电热器时当接通几只电热器时, ,电阻电阻R R1 1, ,R R2 2上消耗的功率上消耗的功率 最大？最大？ 图图9 9 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (5)(5)当接通几只电热器时当接通几只电热器时, ,实际使用的每只电热器中实际使用的每只电热器中 电流最大？电流最大？ 解析解析 不计电不计电热热器电阻随温度的变化器

25、电阻随温度的变化, ,则每只电热器则每只电热器 的电阻的电阻 R R0 0= =40 .= =40 . 每只电热器的额定电流每只电热器的额定电流 I I0 0= =5 A.= =5 A. P U 2 U P 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (1)(1)要使用电器正常工作要使用电器正常工作, ,必须使电热器两端实际电必须使电热器两端实际电 压等于额定电压压等于额定电压200 V,200 V,因此干路电流因此干路电流 而每只电热器的额定电流为而每只电热器的额定电流为5 A,5 A,则电热器的只数则电热器的只数 n n1 1=2=2只只. . (2)(2)要使电源输出功率最大要使电源输出功率

26、最大, ,必须使外电阻等于内阻必须使外电阻等于内阻, , 由此可得电热器总电阻由此可得电热器总电阻 R R= =r r-(-(R R1 1+ +R R2 2)=1 .)=1 . 故有故有n n2 2= =40= =40只只. . 用 UEU RRr U I 0 21 0 A,10 R R0 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (3)(3)要使电热器组加热物体最快要使电热器组加热物体最快, ,就必须使电热器组就必须使电热器组 得到的电功率最大得到的电功率最大, ,有的同学错误地认为电热器接有的同学错误地认为电热器接 得越多得越多, ,总功率就越大总功率就越大, ,这是没有考虑到外电阻的变这是

27、没有考虑到外电阻的变 化会影响电源输出功率的变化化会影响电源输出功率的变化. .这里要注意到这里要注意到A A、B B 两点间得到最大功率的条件两点间得到最大功率的条件, ,相当相当于于R R1 1、R R2 2视为等效视为等效 ( (电源电源) )内阻内阻, ,要使电热器的总功率最大要使电热器的总功率最大, ,必须使其总必须使其总 电阻为电阻为 R R=R R1 1+ +R R2 2+ +r r=5 =5 所以所以n n3 3= =8= =8只只. . R R 0 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 答案答案 (1)2(1)2只只 (2)40(2)40只只 (3)8(3)8只只 (4)5

28、0(4)50只只 (5)1(5)1只只 (4)(4)要使要使R R1 1、R R2 2上消耗的功率最大上消耗的功率最大, ,必须使其电流为最必须使其电流为最 大大, ,由此电路中总电阻必须最小由此电路中总电阻必须最小, ,即当即当5050只电热器全只电热器全 接通时接通时, ,可满足要求可满足要求, ,所以所以 n n4 4=50=50只只. . (5)(5)要使实际使用的每只电热器中电流最大要使实际使用的每只电热器中电流最大, ,则须要则须要 U UAB AB最大 最大, ,这样这样A A、B B间的电阻应最大间的电阻应最大, ,所以所以n n5 5=1=1只只. . 第七章恒定电流第课时闭

29、合电路欧 姆定律 题型题型3 3 电路故障分析电路故障分析 【例【例3 3】如图如图1010所示的电路中所示的电路中, ,灯泡灯泡A A和和B B原来都是原来都是 正常发光正常发光. .忽然灯泡忽然灯泡B B比原来变暗了些比原来变暗了些, ,而灯泡而灯泡A A 比原来变亮了些比原来变亮了些, ,试判断电路中什么地方出现断试判断电路中什么地方出现断 路的故障路的故障?(?(设只有一处出现了故障设只有一处出现了故障) ) 图图1010 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 思维导图思维导图 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 解析解析 依题意依题意, ,整个电路只有一处发生了断路整个电路只有

30、一处发生了断路, ,下面下面 分别对不同区域进行讨论分别对不同区域进行讨论: : (1)(1)若若R R1 1断路断路. .电路中总电阻变大电路中总电阻变大, ,电流变小电流变小, ,路端电压路端电压 升高升高,A,A、B B两灯均两灯均变变亮亮, ,不合题意不合题意. . (2)(2)若若R R3 3断路断路.B.B与与R R3 3并联并联, ,该段电路中电阻变大该段电路中电阻变大, ,电压电压 升高升高,B,B中的电流增大中的电流增大,B,B灯变亮灯变亮, ,不合题意不合题意. . (3)(3)若若R R2 2断路断路,A,A与与R R2 2并联并联, ,这段电路中电阻变大这段电路中电阻变

31、大, ,使总使总 电阻变大电阻变大, ,总电流变小总电流变小, ,各部分压降变小各部分压降变小,A,A灯两端电灯两端电 压升高压升高,A,A中电流增大中电流增大,A,A灯变亮灯变亮; ;因因B B灯两端电压减灯两端电压减 小小,B,B灯中电流变小灯中电流变小,B,B灯变暗灯变暗, ,与题中条件相符与题中条件相符. . (4)A(4)A灯、灯、B B灯所在支路或其他部分发生断路灯所在支路或其他部分发生断路, ,则两灯则两灯 均不会发光均不会发光, ,不合题意不合题意, ,故应是故应是R R2 2断路断路. . 答案答案 见解析见解析 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 方法归纳方法归纳 (1

32、)(1)断路故障的判断断路故障的判断: :用电压表与电源并用电压表与电源并 联联, ,若有电压时若有电压时, ,说明电源正常说明电源正常. .再逐段与电路并联再逐段与电路并联, , 若电压表指针偏转若电压表指针偏转, ,则该段电路中有断点则该段电路中有断点; ; (2)(2)短路故障的判断短路故障的判断: :电流表有示数而用电器不工作电流表有示数而用电器不工作 则该支路短路则该支路短路; ;用电压表与该部分并联用电压表与该部分并联, ,若有电压时若有电压时, , 未短路未短路; ;若无电压则该两点间可能短路若无电压则该两点间可能短路, ,或被短路或被短路. . 分析电路故障的基本方法是假设法分

33、析电路故障的基本方法是假设法: :如果电路发生某如果电路发生某 种故障种故障, ,寻求故障发生在何处时寻求故障发生在何处时, ,可将整个电路划分可将整个电路划分 为若干部分为若干部分; ;然后逐一假设某部分电路发生故障然后逐一假设某部分电路发生故障, ,运运 用电路定律进行正向推理用电路定律进行正向推理, ,推理结果若与题述物理现推理结果若与题述物理现 象不符合象不符合, ,则故障不是发生在这部分电路则故障不是发生在这部分电路; ;若推理结若推理结 果与题述物理现象符合果与题述物理现象符合, ,则故障可能发生在这部分电则故障可能发生在这部分电 路路, ,直到找出发生故障的全部可能为止直到找出发

34、生故障的全部可能为止, ,亦称排除法亦称排除法. . 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 变式练习变式练习3 3 如图如图1111所示的电所示的电 路中路中, ,电源的电动势为电源的电动势为6 V,6 V,当当 开关开关S S接通后接通后, ,灯泡灯泡L L1 1和和L L2 2都不都不 亮亮, ,用电压表测得各部分的电用电压表测得各部分的电 压是压是U Uab ab=6 =6 V,V,U Uad ad=0 V, =0 V,U Ucd cd=6 V, =6 V, 由此可断定由此可断定 ( )( ) A.LA.L1 1和和L L2 2的灯丝都烧断了的灯丝都烧断了 B.LB.L1 1灯丝烧断了

35、灯丝烧断了 C.LC.L2 2的灯丝烧断了的灯丝烧断了 D.D.变阻器变阻器R R断路断路 图图1111 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 解析解析 由由U Uab ab=6 V =6 V可知可知, ,电源完好电源完好, ,灯泡都不亮灯泡都不亮, ,说明电说明电 路当中出现断路故障路当中出现断路故障, ,且在且在a a、b b之间之间. .由由U Ucd cd=6 V =6 V可知可知, , 灯泡灯泡L L1 1与变阻器与变阻器R R是通的是通的, ,断路故障出现在断路故障出现在c c、d d之之 间间, ,故灯故灯L L2 2断路断路. . 答案答案 C 第七章恒定电流第课时闭合电路欧

36、 姆定律 题型题型4 4 综合应用综合应用 【例例4 4】 有一种测量人体重的电子秤有一种测量人体重的电子秤, ,其原理如图其原理如图1212 中的虚线框内所示中的虚线框内所示, ,它主要由三部分构成它主要由三部分构成: :踏板、压踏板、压 力杠杆力杠杆ABOABO( (O O点为固定转动轴点为固定转动轴) )、压力传感器、压力传感器R R( (是一是一 个阻值可随压力大小变化而变化的电阻器个阻值可随压力大小变化而变化的电阻器) )、显示体、显示体 重的仪表重的仪表G(G(其实质是理想电流表其实质是理想电流表).).其中其中AOAOBOBO=31.=31. 已知压力传感已知压力传感 器的电阻器

37、的电阻R R与其所受压力与其所受压力F F的关系如下表所示的关系如下表所示: : 图图1212 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计, ,已知理想电流已知理想电流 表的量程为表的量程为0 03 A,3 A,电源电动势为电源电动势为12 V,12 V,内阻为内阻为2 ,2 , 接通电源接通电源, ,则则 (1)(1)该秤零刻度线该秤零刻度线( (即踏板空载时的刻度线即踏板空载时的刻度线) )应标在应标在 电流表刻度盘多少电流表刻度盘多少A(A(安安) )处处? ? (2)(2)利用表中的数据归纳出电阻利用表中的数据归纳出电阻R

38、R随压力随压力F F变化的函变化的函 数关系式数关系式. . (3)(3)如果某人站在踏板上如果某人站在踏板上, ,电流表刻度盘示数为电流表刻度盘示数为0.8 A,0.8 A, 这个人的体重是多少这个人的体重是多少? ? (4)(4)该秤能测量的最大体重是多少该秤能测量的最大体重是多少? ? 压力压力F F/ /N N050100150200250 电阻电阻R R/302622181410 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 解析解析 (1)(1)根据闭合电路欧姆定律得根据闭合电路欧姆定律得 I I= A=0.375 A= A=0.375 A 该秤零刻度线应标在电流表刻度盘该秤零刻度线应标

39、在电流表刻度盘0.375 A0.375 A处处. . (2)(2)由表格数据可以得到由表格数据可以得到: :R R=30-0.08=30-0.08F F (3)(3)根据闭合电路欧姆定律可得根据闭合电路欧姆定律可得: : I I= = 当当I I=0.8 A=0.8 A时解得时解得R R=13 =13 代入代入式得式得: :F F=212.5 N =212.5 N 根据杠杆平衡条件得根据杠杆平衡条件得: :G GBOBO= =F FAO AO 解得解得G G=637.5 N =637.5 N 302 12 rR E rR E 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (4)(4)由于安培表的量程

40、为由于安培表的量程为0 03 A,3 A,根据闭合电路欧姆根据闭合电路欧姆 定律代入数据解得定律代入数据解得: :R Rmin min=2 =2 代入表达式代入表达式R R=30-0.08=30-0.08F F 解得解得F Fmax max=350 N =350 N 根据杠杆平衡条件得根据杠杆平衡条件得: :G GBOBO= =F FAO AO 解得解得: :G Gmax max=1 050 N =1 050 N 该秤能测量的最大体重是该秤能测量的最大体重是1 050 N1 050 N 答案答案 (1)0.375 A (2)(1)0.375 A (2)R R=30-0.08=30-0.08F

41、F (3)637.5 N(3)637.5 N (4)1 050 N(4)1 050 N 本题共本题共1919分分. .其中式各其中式各4 4分分, ,式式3 3 分分, ,式各式各1 1分分. . 评分标准评分标准 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 名师导析名师导析 最近几年高考中最近几年高考中, ,对对“闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律”的考查往的考查往 往是穿插于综合性的电路问题中往是穿插于综合性的电路问题中, ,命题的形式比较灵命题的形式比较灵 活活. .将测量量进行转换是测量中常用的方法将测量量进行转换是测量中常用的方法. .本题将本题将 测力转化为测电流测力转化为测电流. .第

42、第(2)(2)问中归纳规律是新课标所问中归纳规律是新课标所 要求的探究能力之一要求的探究能力之一. . 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 自我批阅自我批阅 (28(28分分) )如图如图1313所示所示, ,电源由电源由n n个电动个电动 势均为势均为1.5 V,1.5 V,且内阻相同的电池串且内阻相同的电池串 联组成联组成, ,合上开关合上开关S,S,滑动变阻器的滑动变阻器的 滑动触头滑动触头C C从从A A端滑至端滑至B B端的过程中端的过程中, , 电路中的一些物理量的变化如图电路中的一些物理量的变化如图1414 甲、乙、丙所示甲、乙、丙所示, ,电表、导线对电路的影响不计电表、导

43、线对电路的影响不计. . 求求: : 图图1313 图图1414 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (1)(1)组成电源的串联电池的个数组成电源的串联电池的个数. . (2)(2)滑动变阻器总阻值滑动变阻器总阻值. . (3)(3)将甲、乙、丙三个图上的将甲、乙、丙三个图上的a a、b b、c c各点的坐标各点的坐标 补齐补齐.(.(甲图为输出功率与路端电压关系曲线甲图为输出功率与路端电压关系曲线; ;乙图乙图 为路端电压与总电流关系曲线为路端电压与总电流关系曲线; ;丙图为电源效率与丙图为电源效率与 外电路电阻关系曲线外电路电阻关系曲线) ) 解析解析 (1)(1)由题图乙可知由题图乙

44、可知 (2(2分分) ) 所以所以r r= (2= (2分分) ) 由题图甲可知由题图甲可知P Pm m= (2= (2分分) ) nr nE I m 5 . 0 3 5 . 1 m I E nr nE 4 )( 2 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 所以所以n n= = 个个=4=4个个 (2(2分分) ) (2)(2)由题图丙知由题图丙知 (2(2分分) ) 又有又有r r=nrnr=4=40.5 =2 0.5 =2 (1 (1分分) ) 所以所以R R= =8 = =8 (2 (2分分) ) (3)(3)由题图乙求由题图乙求a a点的坐标点的坐标I I= (2= (2分分) ) U

45、 U= =I IR R=0.6=0.68 V=4.8 V8 V=4.8 V (2 (2分分) ) 所以所以a a点的坐标为点的坐标为(0.6,4.8) (1(0.6,4.8) (1分分) ) 由图甲求由图甲求b b、c c点的坐标点的坐标 22 m 5 . 1 5 . 45 . 044 E rP rR R 1 r A6 . 0 rR E总 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 当电源输出功率最大时当电源输出功率最大时, ,外电路电阻与内阻相等外电路电阻与内阻相等, ,此此 时电路电流时电路电流 (1(1分分) ) U U=I Ir r=1.5=1.52 V=3 V (12 V=3 V (1分

46、分) ) 所以所以b b点的坐标为点的坐标为(3,4.5) (1(3,4.5) (1分分) ) 电路中当电路中当C C滑至滑至B B端时端时 A5 . 1A 22 5 . 14 2 r E I 总 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (2(2分分) ) U UB B= =I IB BR R=0.6=0.68 V=4.8 V (28 V=4.8 V (2分分) ) P PB B= =I IB BU UB B=2.88 W (2=2.88 W (2分分) ) 所以所以c c点的坐标为点的坐标为(4.8,2.88) (1(4.8,2.88) (1分分) ) 答案答案 (1)4(1)4个个 (2)

47、8 (3)(2)8 (3)见解析见解析 A6 . 0A 82 5 . 14 rR E IB 总 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 1.1.如图如图1515所示电路所示电路, ,测定电池测定电池 组的电动势和内阻组的电动势和内阻, ,其中其中 为电压表为电压表, ,其内阻足够大其内阻足够大, ,定定 值电阻值电阻R R=7.0 .=7.0 .在开在开关关S S未未 接通时接通时, ,电压表电压表 的示数是的示数是6.0 V;6.0 V;开关开关S S接通后接通后, , 电压表电压表 的读数为的读数为5.6 V,5.6 V,那么电池组的电动势那么电池组的电动势 和内阻分别等于和内阻分别等于

48、( )( ) A.6.0 V 0.5 A.6.0 V 0.5 B.6.0 V 1.25 B.6.0 V 1.25 C.5.6 V 1.25 C.5.6 V 1.25 D.5.6 V 0.5 D.5.6 V 0.5 图图1515 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 解析解析 因电压表的内阻足够大因电压表的内阻足够大, ,当开关当开关S S未接通时电未接通时电 压表压表 的示数等于电源电动势的示数等于电源电动势. .当开关当开关S S闭合时据闭闭合时据闭 合电路欧姆定律有合电路欧姆定律有E E= =U U+ ,+ ,可求出内阻可求出内阻r r. . 答案答案 A r R U 第七章恒定电流第课

49、时闭合电路欧 姆定律 2.2.如图如图1616所示的电路中所示的电路中, ,当滑动变当滑动变 阻器的触头阻器的触头P P向上滑动时向上滑动时, ,则则 ( )( ) A. A.电源的总功率变小电源的总功率变小 B.B.电容器贮存的电荷量变大电容器贮存的电荷量变大 C.C.灯灯L L1 1变暗变暗 D.D.灯灯L L2 2变亮变亮 解析解析 R RR R总 总 I IU UU UC C 由此电由此电 路的变化可知路的变化可知: :电源的总功率电源的总功率( (P P= )= )变大变大; ;电容电容 器贮存的电荷量器贮存的电荷量( (Q Q= =CUCUC C) )变小变小; ;灯灯L L1 1

50、变亮变亮; ;灯灯L L2 2变变 亮亮. .所以正确选项是所以正确选项是D.D. 图图1616 D 2 L I EI 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 3.3.小强在用恒温箱进行实验时小强在用恒温箱进行实验时, ,发现恒温箱的温度发现恒温箱的温度 持续升高持续升高, ,无法自动控制无法自动控制. .经检查经检查, ,恒温箱的控制恒温箱的控制 器没有故障器没有故障( (如图如图1717所示所示),),则下列对故障判断正则下列对故障判断正 确的是确的是 ( )( ) 图图1717 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 A.A.只可能是热敏电阻出现故障只可能是热敏电阻出现故障 B.B.只可

51、能是温度设定装置出现故障只可能是温度设定装置出现故障 C.C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D.D.可能是加热器出现故障可能是加热器出现故障 解析解析 恒温箱内温度持续升高恒温箱内温度持续升高, ,说明加热器没损坏说明加热器没损坏, , 而控制器也没问题而控制器也没问题, ,故热敏电阻或温度设定装置出故热敏电阻或温度设定装置出 现故障现故障, ,在没有确定的条件下选在没有确定的条件下选C C而不选而不选A A、B.B. 答案答案 C 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 4.4.如图如图1818所示电路所示电路, ,其中其中R R为一热为一热 敏敏

52、电阻电阻, ,C C为电容器为电容器, ,R R1 1、R R2 2为两为两 个电阻箱个电阻箱. .闭合电键闭合电键, ,当环境温当环境温 度升高时度升高时, ,以下说法正确的是以下说法正确的是 ( )( ) A. A.电容器的带电荷量减少电容器的带电荷量减少 B.B.减小电阻箱减小电阻箱R R1 1的阻值的阻值, ,可使电容器的带电荷量可使电容器的带电荷量 保持不变保持不变 C.C.减小电阻箱减小电阻箱R R2 2的阻值的阻值, ,可使电容器的带电荷量可使电容器的带电荷量 保持不变保持不变 D.D.增加电阻箱增加电阻箱R R2 2的阻值的阻值, ,可使电容器的带电荷量可使电容器的带电荷量 保

53、持不变保持不变 图图1818 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 解析解析 当温度升高时当温度升高时, ,热敏电阻阻值减小使得干路热敏电阻阻值减小使得干路 电流增加电流增加, ,R R2 2上分压增大上分压增大, ,电容器两端电压增大电容器两端电压增大, ,电电 容器带电荷量增大容器带电荷量增大, ,故故A A选项错选项错. .若保持电容器带电若保持电容器带电 荷量不增加荷量不增加, ,应保持应保持R R2 2两端电压不变两端电压不变. .调节调节R R1 1阻值不阻值不 起作用起作用,B,B项错项错. .只有使只有使R R2 2减小减小,C,C对对,D,D错错. . 答案答案 C 第七章

54、恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 5.5.如图如图1919所示电路所示电路, ,电源内阻电源内阻r r=1 ,=1 , R R1 1=2 ,=2 ,R R2 2=5 ,=5 ,灯灯L L标有标有 “3 V,1.5 W3 V,1.5 W”, ,滑动变阻器最滑动变阻器最 大值为大值为R R, ,当滑片当滑片P P滑到最右端滑到最右端A A 时时, ,电流表读数为电流表读数为1 A,1 A,此时灯此时灯L L 恰好正常发光恰好正常发光, ,试求试求: : (1) (1)电源电动势电源电动势E E. . (2) (2)当滑片当滑片P P滑到最左端滑到最左端B B时时, ,电流表读数电流表读数. . (

55、3) (3)当滑片当滑片P P位于滑动变阻器的中点时位于滑动变阻器的中点时, ,滑动变阻滑动变阻 器上消耗的功率器上消耗的功率. . 图图1919 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 解析解析 (1)(1)当当P P滑到滑到A A时时, ,R R2 2被短路被短路, ,如图甲所示如图甲所示, ,由闭由闭 合电路欧姆定律得合电路欧姆定律得 E E= =U UL L+ +I I( (R R1 1+ +r r)=3 V+1)=3 V+1(2+1) V=6 V(2+1) V=6 V (2)(2)当当P P在在B B点时点时, ,电路如图乙所示电路如图乙所示 此时电流表的读数为此时电流表的读数为 A

56、2A 12 6 1 rR E I 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (3)(3)在图甲所示电路中在图甲所示电路中 总电流为总电流为I I=1 A=1 A 通过灯通过灯L L的电流为的电流为: :I IL L= = 通过变阻器通过变阻器R R的电流为的电流为I IR R= =I I- -I IL L=0.5 A=0.5 A 由并联电路的特点可得由并联电路的特点可得: :R R= =R RL L= =6 = =6 P P位于滑动变阻器的中点时位于滑动变阻器的中点时, ,电路如图丙所示电路如图丙所示 此时并联部分电路的总电阻为此时并联部分电路的总电阻为 A5 . 0A 3 5 . 1 L L

57、U P 5 . 0 3 L L I U 2 36 36 2 1 2 1 L L RR RR P 并 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 并联部分电路的电压为并联部分电路的电压为 U U并 并= = 滑动变阻器上消耗的功率为滑动变阻器上消耗的功率为 答案答案 (1)6 V (2)2 A (3)1.92 W(1)6 V (2)2 A (3)1.92 W V4 . 2V6 122 2 1 E rRR R 并 并 W92. 1W 3 4 . 2 2 2 2 R U P R 并 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 6.6.下表为一双桶洗衣机所用电动机的工作参数下表为一双桶洗衣机所用电动机的工作参

58、数. . 名称名称 额定电额定电 压压(V)(V) 频率频率 (Hz)(Hz) 工作电工作电 流流(A)(A) 电阻电阻 ()() 转速转速 (r/min)(r/min) 洗涤洗涤 电动电动 机机 22022050500.50.520201 3701 370 脱水脱水 电动电动 机机 22022050500.80.818181 3701 370 第七章恒定电流第课时闭合电路欧 姆定律 (1)(1)从表中可想到哪些物理知识从表中可想到哪些物理知识? ? (2)(2)图图2020是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程 序序. . 图图2020 第七章恒定电流第课时

59、闭合电路欧 姆定律 若洗涤衣服的时间为若洗涤衣服的时间为15 min,15 min,脱水的时间为脱水的时间为2 min,2 min, 试估算洗涤一次衣服大约用电多少试估算洗涤一次衣服大约用电多少? ?当洗涤和脱水当洗涤和脱水 同时操作时同时操作时, ,流过电源插座的电流是多少流过电源插座的电流是多少? ?为什么为什么? ? 解析解析 (1)(1)从表中可想到工作电压是我国民用交流从表中可想到工作电压是我国民用交流 电压电压220 V;220 V;洗涤电动机的工作功洗涤电动机的工作功率为率为110 W.110 W.脱水电脱水电 动机的功率是动机的功率是176 W;176 W;用欧姆定律用欧姆定律 求出的电流求出的电流 值和实际的工作电流是不同的值和实际的工作电流是不同的, ,原因是欧姆定律适原因是欧姆定律适 合纯电阻电路合纯电阻电路, ,而电动机主要是用来输出机械能的而电动机主要是用来输出机械能的, , 不是用来发热的不是用来