第七节闭合电路欧姆定律 第二课时

1、路端电压跟负载的关系 思考：思考：当滑动变阻器的滑片由当滑动变阻器的滑片由a a向向b b移动移动 时时, ,电流表和电压表示数如何变化电流表和电压表示数如何变化? ? RR总总 总 外 外 电流表示数减小 电压表示数增大 外 外 r 、如图电路：、如图电路： R R增大，电流减小，增大，电流减小，路端电压路端电压增大增大 R R减小，电流增大，减小，电流增大，路端电压路端电压减小减小 三、路端电压跟负载（外电阻）的关系三、路端电压跟负载（外电阻）的关系 路端电压路端电压: :IrEU rR E I 闭合电路闭合电路 欧姆定律欧姆定律: : 外电路两端的电压叫路端电压外电路两端的电压叫路端电压

2、 、两个特例：、两个特例： （2 2）外电路）外电路短路短路时时 /00RIE rU 端 ， 0RIE 端 ，U （1 1）外电路）外电路断路断路时时 E、r A V E、r A V 断路时的断路时的路端电压路端电压等于电源电动势等于电源电动势 说一说说一说: : 一些同学可能有这样的经验：傍晚用一些同学可能有这样的经验：傍晚用 电多的时候，在插上电炉、电热水壶电多的时候，在插上电炉、电热水壶 等用电多的电器时，灯光会变暗，拔等用电多的电器时，灯光会变暗，拔 掉后灯光马上又变亮起来。在一些供掉后灯光马上又变亮起来。在一些供 电质量不太好的地区更为严重。尝试电质量不太好的地区更为严重。尝试 去解

3、释一下这种现象。去解释一下这种现象。 设置情景设置情景: : 设电源的电动势设电源的电动势E=3V， 内阻内阻r=2。请根据路。请根据路 端电压与电流的关系端电压与电流的关系 式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐 标，标，I为横坐标，做出为横坐标，做出 U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。 U/V I I/ / O ： 1 1、外电路断开的状态对应于图中的哪一、外电路断开的状态对应于图中的哪一 点？怎样看出这时路端电压与电动势的关点？怎样看出这时路端电压与电动势的关 系？系？ E=v 三、路端电压跟负载（外电阻）的关系三、路端电压跟负载（外电阻）的关系 设置情景设置情景: : 设电源的电

4、动势设电源的电动势E=3V， 内阻内阻r=2。请根据路。请根据路 端电压与电流的关系端电压与电流的关系 式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐 标，标，I为横坐标，做出为横坐标，做出 U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。 U/V I I/ / O E=v ： 2 2、电动势、电动势E E的大小对图像有什么影响？的大小对图像有什么影响？ 在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的电动势电动势E E 三、路端电压跟负载（外电阻）的关系三、路端电压跟负载（外电阻）的关系 设置情景设置情景: : 设电源的电动势设电源的电动势E=3V， 内阻内阻r=2。请根据路。请根据路 端电压与电流的关系端

5、电压与电流的关系 式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐 标标，I为横坐标为横坐标，做出，做出 U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。 U/V I I/ / O E=v I I短 短 . ：3 3、电源短路的状态对应于图中哪一点？、电源短路的状态对应于图中哪一点？ 怎么样读出这时电流大小？怎么样读出这时电流大小？ rEI/ 短 在在横轴横轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的短路电流短路电流 三、路端电压跟负载（外电阻）的关系三、路端电压跟负载（外电阻）的关系 设置情景设置情景: 设电源的电动势设电源的电动势E=3V， 内阻内阻r=2。请根据路。请根据路 端电压与电流的关系端电压与电流的关系

6、 式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐 标标，I为横坐标为横坐标，做出，做出 U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。 U/V I I/ / O E=v I I短 短 . ： 4 4、r r的大小对图像有什么影响的大小对图像有什么影响? ? 图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻，内阻 越大，图线倾斜得越厉害越大，图线倾斜得越厉害 三、路端电压跟负载（外电阻）的关系三、路端电压跟负载（外电阻）的关系 、电源的外特性曲线、电源的外特性曲线 路端电压路端电压U U随电流随电流I I变化的图象变化的图象 (1)(1)图象的函数表达图象的函数表达 IrEU rEI/ 短

7、在在横轴横轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的 短路电流短路电流 图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻越大，内阻越大， 图线倾斜得越厉害图线倾斜得越厉害 在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示电源表示电源 的的电动势电动势E E (2)(2)图象的物理意义图象的物理意义 U IO E I短 三、路端电压跟负载（外电阻）的关系三、路端电压跟负载（外电阻）的关系 1 1、如图是某电源的路端电压、如图是某电源的路端电压U U随干路电流随干路电流I I 的变化图象的变化图象, ,由图象可知由图象可知, ,该电源的电动该电源的电动 势为势为 V,V,内阻为内阻为 U/V I/A

8、O 1 2 3 246 课堂练习课堂练习 U IO 1 2 A.A.图象交点所示状态图象交点所示状态, , 两电路的外电阻相等两电路的外电阻相等 B.EB.E1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2 C.C.图象交点所示状态图象交点所示状态, , 两电路的电阻相等两电路的电阻相等 D.ED.E1 1EE2 2,r,r1 1rI2 B.电动势电动势E1=E2.内阻内阻r1r2 C电动势电动势E1E2，内阻，内阻r1r2 D.当两电源的工作电流变量相同时，电源当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端的路端 电压变化较大电压变化较大 O U I 1 2 课堂练习课堂练习 4 4、如图所示，当滑动变

9、阻器的滑动点、如图所示，当滑动变阻器的滑动点P P向向 右移动时，电流表、电压表的示数将如何右移动时，电流表、电压表的示数将如何 变化？变化？ E、r R1 A V R2 R3 P 课堂练习课堂练习 电流表的示数增大电流表的示数增大 电压表的示数减小电压表的示数减小 电路动态分析电路动态分析 分析方法：串反并同 5 5、A A灯与灯与B B灯电阻相同，当变阻器滑片向灯电阻相同，当变阻器滑片向 下移动时，对两灯明暗程度的变化判断下移动时，对两灯明暗程度的变化判断 正确的是正确的是( )( ) A A、A A、B B灯都变亮灯都变亮 B B、A A、B B灯都变暗灯都变暗 C C、A A灯变亮，灯

10、变亮，B B灯变暗灯变暗 D D、A A灯变暗，灯变暗，B B灯变亮灯变亮 课堂练习课堂练习 P R A B E R0 r 图 5 V V1 1示数增大示数增大 V V2 2示数增大示数增大 A A示数减小示数减小 课堂练习课堂练习 6 6、如图所示电路、如图所示电路, ,当滑动变阻器的滑片当滑动变阻器的滑片P P向上移动向上移动 时时, ,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化? ? 7 7、在如图电路中，闭合电键、在如图电路中，闭合电键S S，当滑动变阻器的，当滑动变阻器的 滑动触头滑动触头P P 向下滑动时，四个理想电表的示数都向下滑动时，四个理

11、想电表的示数都 发生变化，电表的示数分别用发生变化，电表的示数分别用I、U U1 1、U U2 2和和U U3 3表示，表示， 电表示数变化量的大小分别用电表示数变化量的大小分别用I、UU1 1、UU2 2和和 UU3 3表示下列比值正确的是（表示下列比值正确的是（ ） A A、U U1 1/ /I不变，不变，UU1 1/I不变不变 B B、U U2 2/ /I变大，变大，UU2 2/I变大变大 C C、U U2 2/ /I变大，变大，UU2 2/I不变不变 D D、U U3 3/ /I变大，变大，UU3 3/I不变不变 课堂练习课堂练习 ACD 四、闭合电路中的功率四、闭合电路中的功率 由于

12、闭合电路中内、外电路的电流相等，由于闭合电路中内、外电路的电流相等， IUIUEI 内外 得： 1电源提供的功率（电源功率）：电源提供的功率（电源功率）： EIP 总 2电源的输出功率（外电路得到的功率）电源的输出功率（外电路得到的功率） IUP 外外 3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 rIIUP 2 内内 说明：外电路可以是任何电路。说明：外电路可以是任何电路。 4. 供电效率供电效率:=P出 出/P总总 U外 外/E 讨论：讨论：滑片从滑片从a移动到移动到b的过程中，的过程中， 何时电源的输出功率最大？何时电源的输出功率最大？ EIP 总 O P总 总 I . M P0 I0 O P

13、内 内 I M I0 P0 rIP 2 内 例例1:如图所示直线如图所示直线OAC某一直流电源的总功率某一直流电源的总功率P 总总随电流 随电流I的变化图线，抛物线的变化图线，抛物线OBC为同一直流电为同一直流电 源内部热功率源内部热功率Pr随电流随电流I的变化图线，的变化图线，A、B两点两点 的横坐标都是的横坐标都是2A，那么，那么I=2A时电源输出功率及时电源输出功率及 外电阻分别是（外电阻分别是（ ） A2W，0.5 B4W，2 C2W，1 D6W，2 O P/W I/A 32 P内 内 P总 总 1 9 A B C r E rRrR E rR RE RIP 44/)()( 2 2 2

14、2 2 2 出 r E P m 4 2 R=rR=r R P出 出 Pm r P0 R1R2 O rRR 21 R=0R=0R=R= 例例2:如图所示的电路如图所示的电路,电源的电动势电源的电动势E=9.0V，内，内 电阻电阻r=2.0，定值电阻，定值电阻R1=1.0，R2为可变电阻，为可变电阻， 其阻值在其阻值在0-10范围内调节。范围内调节。 0 . 3 12 rRR 0 2 R （1）R2取何值时，取何值时， 电源的输出电源的输出 功率最大？功率最大？ （3） R2 取何值时，取何值时，R1消耗的电功率最大？消耗的电功率最大？ W rR E P m 75. 6 )(4 1 2 WR rR

15、 E RIP0 . 9 1 2 1 1 2 （2）R2取何值时，取何值时， R2 消耗的电功率最大？消耗的电功率最大？ 0 . 1 12 RrR W r E P m 1 .10 4 2 R2 R1 E r 1 1、当内外电阻相等时，电源输出的功率最大，但此时效、当内外电阻相等时，电源输出的功率最大，但此时效 率才率才50%50%。 2 2、模型化归：研究变阻器上消耗功率最大时，可把定值、模型化归：研究变阻器上消耗功率最大时，可把定值 电阻看作内阻。电阻看作内阻。 例例3:某一电源的路端电压与电流的关系和电阻某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2 的电压与电流的关系如图所示用此电源和电阻

16、的电压与电流的关系如图所示用此电源和电阻R1、 R2组成电路组成电路R1、R2可以同时接入电路，也可以单独可以同时接入电路，也可以单独 接入电路为使电源输出功率最大，可采用的接法是接入电路为使电源输出功率最大，可采用的接法是 （ ） A将将R1单独接到电源两端单独接到电源两端 B将将R2单独接到电源两端单独接到电源两端 C将将R1、R2串联后接到电源两端串联后接到电源两端 D将将R1、R2并联后接到电源两端并联后接到电源两端 0 2 4 3 1 2 R2 R1 6 U/ V I/A R1=0.5, R2=1, r=0.5 R r rR R E U P P E 1 1 O R r M 1 0.5

17、 R=0=0 R= =100 % R=r =50% 例例4:如图所示直线如图所示直线A为电源的为电源的U-I图线图线,直线直线B为电为电 阻的阻的U-I图线图线,用该电源和该电阻组成闭合电路用该电源和该电阻组成闭合电路,则则 电源的输出功率和电源的效率分别是（电源的输出功率和电源的效率分别是（ ） A. 4W, 33% B. 2W, 33.3% C. 2W, 67% D. 4W, 67% I/A U/V 2 4 6 B A 3 2 1 0 %67% 总 出 P P 本题主要考查本题主要考查导体的导体的U-IU-I图像图像与与电源的电源的U-IU-I图像图像的区别以及在同的区别以及在同 一坐标系

18、中交点的含义。图线一坐标系中交点的含义。图线A A、B,B,的交点即为此时电路的工作状的交点即为此时电路的工作状 态。从交点的横、纵坐标可读出此时工作电路中的总电流和路端电态。从交点的横、纵坐标可读出此时工作电路中的总电流和路端电 压。压。 五、电路故障分析五、电路故障分析 例题例题1 1：如图所示电路中白炽灯如图所示电路中白炽灯A A、B B不亮，但电路不亮，但电路 中只有一处断开，今用电压表测得：中只有一处断开，今用电压表测得：U Uab ab=0 =0，U Uac ac=6V =6V， U Ubd bd=6V =6V，U Ucd cd=0 =0。则可知（。则可知（ ） A AB B灯断灯

19、断 B.AB.A灯断灯断 C.RC.R断断 D. D. 电源断电源断 1 1、给定测量值，分析推断故障、给定测量值，分析推断故障 C 例题例题2 2：如图所示的电路中，闭合电键，灯如图所示的电路中，闭合电键，灯L L1 1、L L2 2 正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L L1 1变亮，变亮， 灯灯L L2 2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的 故障可能是（故障可能是（ ） （A A）R R1 1断路断路 （B B）R R2 2断路断路 （C C）R R3 3短路短路 （D D）R R4 4短路短路 2

20、2、根据观察现象，分析推断故障、根据观察现象，分析推断故障 A 3 3、根据故障，分析推断可能观察到的现象、根据故障，分析推断可能观察到的现象 例题例题3 3：如图所示，灯泡：如图所示，灯泡A A和和B B都正常发光，都正常发光，R R2 2忽然忽然 断路断路, ,已知已知U U不变，试分析不变，试分析A A、B B两灯的亮度如何变两灯的亮度如何变 化？化？ A A灯变灯变 亮亮 B B灯变灯变 暗暗 六、含有电容器的直流电路六、含有电容器的直流电路 电容器是一个储能元件，在直流电路中，当电路稳定后，电容电容器是一个储能元件，在直流电路中，当电路稳定后，电容 器相当于一个阻值无限大的元件，含有

21、电容器的支路看作断路，关器相当于一个阻值无限大的元件，含有电容器的支路看作断路，关 于电路中电容器的考查常见以下几方面：于电路中电容器的考查常见以下几方面： （一）考查电容器所带电荷量（一）考查电容器所带电荷量 例例1 1：已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增 大，可采取以下那些方法：（大，可采取以下那些方法：（ ） A. A.增大增大R R1 1 B. B.增大增大R R2 2 C. C.增大增大R R3 3 D. D.减小减小R R1 1 R1 R3 R2 E C A B B C C C R1R2 R3 CDCD 1 1、如图所示的电路中

22、，已知电容、如图所示的电路中，已知电容C C1 1=C=C2 2，电，电 阻阻R R1 1R R2 2，电源内阻可忽略不计，当开关，电源内阻可忽略不计，当开关S S 接通时，以下说法中正确的有（接通时，以下说法中正确的有（ ） A A、C C1 1的电量增多，的电量增多，C C2 2的电量减少的电量减少 B B、C C1 1的电量减少，的电量减少，C C2 2的电量增多的电量增多 C C、C C1 1、C C2 2的电量都增多的电量都增多 D D、C C1 1、C C2 2的电量都减少的电量都减少 D D 课堂训练课堂训练 （二）考查电路变化后流过用电器的电荷量（二）考查电路变化后流过用电器的

23、电荷量 例例2 2：如图如图2 2所示电路中所示电路中R R1 1=R=R2 2=R=R3 3=8=8，电容器电容，电容器电容C=5C=5F,F, 电源电动势电源电动势E=6VE=6V，内阻不计，求电键，内阻不计，求电键S S由稳定的闭合状态由稳定的闭合状态 断开后流过的电荷量断开后流过的电荷量 解析：电键闭合时电路结构为解析：电键闭合时电路结构为R R1 1和和R R2 2串联后与串联后与R R3 3 并联，电容器并在并联，电容器并在R R2 2两端，电源内阻不计，由串两端，电源内阻不计，由串 联正比分压得联正比分压得U U2 23V3V，b b板带正电，电荷量板带正电，电荷量Q Q2 2

24、CUCU2 2； ；电键断开后电路结构为 电键断开后电路结构为R R1 1和和R R2 2串联，电容器串联，电容器 通过通过R R3 3并在并在R R1 1两端，则电容器两端电压为两端，则电容器两端电压为U U1 13V3V， b b板带负电，电荷量板带负电，电荷量Q Q1 1CUCU1 1; ;所以电键断开后电容所以电键断开后电容 器通过器通过R R3 3先放电后反向充电，流过先放电后反向充电，流过R R3 3的电荷量为的电荷量为 两情况下电容器所带电荷量之和两情况下电容器所带电荷量之和Q=QQ=Q1 1+Q+Q2 2 注意：求电路变化后流过用电器的电荷量的问题，一定要注意同注意：求电路变化

25、后流过用电器的电荷量的问题，一定要注意同 一极板上所带电荷的电性是否变化，不变则流过用电器的电荷量为一极板上所带电荷的电性是否变化，不变则流过用电器的电荷量为 初、末状态电容器所带电荷量之差，变化则为二者之和初、末状态电容器所带电荷量之差，变化则为二者之和 （三）以电容器为背景考查力电综合问题（三）以电容器为背景考查力电综合问题 例题例题3 3：如图所示，：如图所示，E=10VE=10V，r=1r=1，R R1 1=R=R3 3=5=5，R R2 2=4=4， C=100FC=100F，当，当S S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止 状态，求：状态，求： （1 1