闭合电路欧姆定律 ppt

1、电路电路 电路的基本规律电路的基本规律 （二）（二） 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 一、电源的电动势 1电源是通过非静电力做功把的能转化成 的装置 2电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的 比值，E，单位：V. 3电动势的物理含义：电动势表示电源 本领的大小， 在数值上等于电源没有接入电路时 两极间的电压 4电动势是，需注意电动势不是电压 标量标量 转化成电势能转化成电势能 把其它形式的能把其它形式的能 电势能电势能 其它形式其它形式 二、闭合电路欧姆定律 1闭合电路 1组成 电源内部是 用电器、导线组成 (2)内、外电压的关系：E 2闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路里的电

2、流跟电源的电动势成， 跟内、外电路的电阻之和成 反比反比 正比正比 外电路外电路 内电路内电路 （2 2）公式：闭合电路欧姆定律的表达式多种多）公式：闭合电路欧姆定律的表达式多种多 样。样。 无论外电路为纯电阻还是非纯电阻，都可以无论外电路为纯电阻还是非纯电阻，都可以 表表 达为达为E=UE=U外 外+U +U内， 内，或 或E=UE=U外 外+Ir +Ir 若外电路为纯电阻电路，则可以表达若外电路为纯电阻电路，则可以表达 为为 ，或，或 3.3.全电路路端电压全电路路端电压 (1) (1) 全电路路端电压：电源的全电路路端电压：电源的_ 电压叫路端电压电压叫路端电压, ,在数值上等于在数值上

3、等于_。 正、负极之间正、负极之间 外电路两端电压外电路两端电压 （2） 路端电压与外电阻的关系 增大增大 例题例题一太阳能电池板，测得它的开路电压一太阳能电池板，测得它的开路电压 为为800mV，短路电流为，短路电流为40mA.若将该电池板若将该电池板 与一阻值为与一阻值为20的电阻器连成一闭合电路，的电阻器连成一闭合电路， 则它的路端电压是则它的路端电压是( ) A0.10V B0.20V C0.30V D0.40V D （3）.路端电压跟电流的关系 (1)关系式：U. (2)用图象表示如图所示(其中纵轴截距为，横轴截距 为，斜率的绝对值为) EIr 短路电流短路电流 电动势电动势 内阻内

4、阻 图 (甲)图 (乙) 例题例题如图如图 (甲甲)所示电路中，调节滑动变阻所示电路中，调节滑动变阻 器，通过电压表、电流表示数分别得到电源器，通过电压表、电流表示数分别得到电源 路端电压和干路电流值，电源路端电压路端电压和干路电流值，电源路端电压U与干与干 路电流路电流I关系图象如图关系图象如图 (乙乙)。则。则( ) A电源电动势为电源电动势为E1.5V B电源内阻为电源内阻为r3.0 C电源内阻为电源内阻为r1.0 D回路短路电流回路短路电流I00.5A 图甲图甲 图乙图乙 AC 二电路中的功率及效率问题二电路中的功率及效率问题 小结小结 电路的功率和效率问题电路的功率和效率问题 电源总

5、功率电源总功率 任意电路任意电路:P:P总 总=EI=P =EI=P出 出+P +P内 内 纯电阻电路纯电阻电路: : 电源内部电源内部 消耗的功率消耗的功率 P P内 内=I =I2 2r=Pr=P总 总-P -P出 出 2 2 E PIRr Rr 总 电源的电源的 输出功率输出功率 任意电路任意电路:P:P出 出=UI=P =UI=P总 总-P -P内 内 纯电阻电路纯电阻电路: : 2 2 2 E R PI R R r 出 电源的效率电源的效率 任意电路任意电路: : 纯电阻电路纯电阻电路: : P U 100%100% PE 出 总 R 100% R r 考点一电路动态变化的分考点一电

6、路动态变化的分 析析 1、电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片 的滑动等造成电路结构发生了变化， 一处变化又引起了一系列的变化 2、判定总电阻变化情况的规律 若开关的通、 断使串联的用电器增多时， 电路的总电阻增大； 若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小 例图中滑动触头向下移动时判断各电表的示数变化情况。例图中滑动触头向下移动时判断各电表的示数变化情况。 V V1 1 R R1 1 A A2 2 R R2 2 V V2 2 A A3 3 R R3 3 A A1 1 解析：解析： 触头触头R3R总 总I干 干 U路路 V1A1V2A2A3 3 闭合电路的动态分析

7、闭合电路的动态分析方法：方法： 2如图所示，电动势为如图所示，电动势为E的电源与三个的电源与三个 灯泡和三个电阻相接，只合上开关灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三，三 个灯泡都能正常工作如果再合上个灯泡都能正常工作如果再合上S2，则，则 下列表述正确的是下列表述正确的是() A电源的总功率减小电源的总功率减小 BL1上消耗的功率增大上消耗的功率增大 C通过通过R1上的电流增大上的电流增大 D通过通过R3上的电流增大上的电流增大 解析：电源不计内阻，其输出电压等于电动势.当闭合 时，电路的外电阻 变小，电路电流变大，故 对；电源的输出功率 ，所以电源输 出功率应该变大， 错误；因并联部分两端

8、的电压 ，闭合 时 变大，所以 变小， 上消耗的功率变小，通过 的电流也是变小 的，故 错误. 答案： C 【总结提升】【总结提升】电路动态分析的一般步骤电路动态分析的一般步骤 (1)(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。 (2)(2)根据局部电路电阻的变化，确定电路的外电阻根据局部电路电阻的变化，确定电路的外电阻R R外总 外总 如何变化。如何变化。 (3)(3)根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律 确定电路的总确定电路的总 电流如何变化。电流如何变化。 (4)(4)由由U U内 内=I =I总 总r r确定电源的内电压如何变化

9、。 确定电源的内电压如何变化。 (5)(5)由由U=E-UU=E-U内 内确定路端电压如何变化。 确定路端电压如何变化。 (6)(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。 E I, Rr 总 外总 闭合闭合电路中的功率电路中的功率 及效率问题及效率问题 闭合电路中的功率和效率 1各部分功率关系分析 由EItI2RtI2rt知，EII2RI2r 其中EI为电源的总功率，I2r为电源内 耗功率，I2R为外电路消耗功率，也是 电源的输出功率 (2)P出 出与外电阻 与外电阻R的函数的函数 关系图象关系图象 如图所示，如图所示， 当当Rr时，若时

10、，若R增大，增大，P出 出减小 减小 对一个确定的电源，除Rr 外，外电阻 有两个值对应的输出功率相等， 即( E R1r) 2R1( E R2r) 2R2， 化简后得这两个阻值的关系为 R1R2r2. 1要注意电源的最大输出功率与某一个定要注意电源的最大输出功率与某一个定 值电阻消耗功率最大的区别，定值电阻消耗值电阻消耗功率最大的区别，定值电阻消耗 功率最大是当通过它的电流最大的时候功率最大是当通过它的电流最大的时候 2判断可变电阻的功率变化时，可将可变判断可变电阻的功率变化时，可将可变 电阻以外的其他电阻均看作内阻电阻以外的其他电阻均看作内阻 特别提醒特别提醒 3电源的效率 (1)任意电路

11、：P 出 P 总 100%U E 100% (2)纯电阻电路： R Rr100% 1 1 r R 100% 因此在纯电阻电路中 R 越大， 越大； 当 Rr 时， 电源有最大输出功率， 效率仅为 50% 【典例透析【典例透析1 1】直流电路如图所示，在滑动直流电路如图所示，在滑动 变阻器的滑片变阻器的滑片P P向右移动时，有关电源的说向右移动时，有关电源的说 法错误的是法错误的是( )( ) A.A.总功率一定减小总功率一定减小 B.B.效率一定增大效率一定增大 C.C.内部损耗功率一定减小内部损耗功率一定减小 D.D.输出功率一定先增大后减小输出功率一定先增大后减小 D D 【解析】【解析】

12、选选D D。当滑片。当滑片P P向右移动时，滑动变阻器连入电路中的向右移动时，滑动变阻器连入电路中的 有效电阻值变大，使干路中的电流变小，内压变小，故总功率有效电阻值变大，使干路中的电流变小，内压变小，故总功率 P P总 总=EI =EI减小，选项减小，选项A A正确；效率正确；效率 即即增增 大，选项大，选项B B正确；电源内部损耗的功率正确；电源内部损耗的功率P Pr r=I=I2 2r r减小，选项减小，选项C C正确；正确； 当当R=rR=r时，输出功率最大，由于不知道滑动变阻器原来的阻值时，输出功率最大，由于不知道滑动变阻器原来的阻值 与电源的内阻与电源的内阻r r的大小关系，所以不

13、能确定输出功率的大小变的大小关系，所以不能确定输出功率的大小变 化情况，选项化情况，选项D D错误。故选错误。故选D D。 IUU 100%100% IEE ， 例题 2(2013上海卷)如图，电路中三个电阻R1、R2和 R3 的阻值分别为 R、2R 和 4R.当电键 S1断开，S2闭合时，电源输 出功率 P0；当 S1闭合、S2断开时， 电源输出功率也为 P0.则电源电动势 为_；当 S1、S2都断开时， 电 源的总功率为_ 例题例题2如图所示，在如图所示，在UI图象上，图象上，a、b、c各点均表示该电路各点均表示该电路 中的一个确定的工作状态，中的一个确定的工作状态，45，则下列说法正确的

14、是，则下列说法正确的是( ) A在在b点时，电源有最小的输出功率点时，电源有最小的输出功率 B在在b点时，电源的总功率最大点时，电源的总功率最大 b，增大，电源的总功率和输出功率都增大增大，电源的总功率和输出功率都增大 C从从ab，增大，电源的总功率和输出功率都增大增大，电源的总功率和输出功率都增大 D从从bc，增大，电源的总功率和输出功率都减小增大，电源的总功率和输出功率都减小 解析：解析：在在b点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大 的输出功率，电源的总功率的输出功率，电源的总功率R总 总=IE， ，电流越大总功率越电流越大总功率越 大，外电阻为零时总

15、功率最大，从大，外电阻为零时总功率最大，从ac，增大，增大， 外电阻外电阻 增大，电流减小，电源的总功率减小，输出功率增增大，电流减小，电源的总功率减小，输出功率增 大从大从bc时，时，增大，电流减小，电源的总功率和输出增大，电流减小，电源的总功率和输出 功率都减小功率都减小 答案：答案：D 【例题 3】 如图所示，已知电源电动势 E5 V，内阻 r2 ，定值电阻 R105 ，滑动变阻器 R2的阻值范围为 010 求：(1)当滑动变阻器 R2的阻值为多大时电 阻 R1消耗的功率最大？最大功率是多少？ (2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变 阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？ (3)当滑动变

16、阻器的 阻值为多大时，电 源的输出功率最大？ 最大功率是多少？ 专题、电源输出最大电功率问题 【例 3】 如图 5 所示，已知电源电动势 E5V，内阻 r2 ，定值电阻 R1 05 ，滑动变阻器 R2的阻值范围为 0 10 求： (1)当滑动变阻器 R2的阻值为多大时，电阻 R1消耗的功率最大？最大功率是多少？ (2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变 阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？ (3)当滑动变阻器的 阻值为多大时，电 源的输出功率最大？ 最大功率是多少？ 图图5 (3)由电源的输出功率与外 电阻的关系可知， 当 R1R2r，即 R2rR1(205) 15 时，电源有最大输 出功率，

17、最大功率为 P 出mE 2 4r3125 W 【例 3】 如图 5 所示，已知电源电动势 E5V，内阻 r2 ，定值电阻R1 05 ，滑动变阻器 R2的阻值范围为 0 10 求： (1)当滑动变阻器 R2的阻值为多大时，电阻 R1消耗的功率最大？最大功率是多少？ (2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变 阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？ (3)当滑动变阻器的 阻值为多大时，电 源的输出功率最大？ 最大功率是多少？ 【变式】【变式】如图所示电路中如图所示电路中, ,直流发电机输出电压直流发电机输出电压E=250 E=250 V,r=3 ,RV,r=3 ,R1 1=R=R2 2=1 ,=1 ,

18、电热器组中装有电热器组中装有5050只完全相同的只完全相同的 电热器电热器, ,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 1 000 W,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度的变并且不计电热器电阻随温度的变 化。问化。问:(1):(1)当接通几只电热器时当接通几只电热器时, ,实际使用的电热器都实际使用的电热器都 能正常工作能正常工作? ? (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, ,电热器加热物体最快电热

19、器加热物体最快? ? (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上消耗的功率最大上消耗的功率最大? ? 【解析】【解析】不计电热器电阻随温度的变化，不计电热器电阻随温度的变化， 则每只电热器的电阻则每只电热器的电阻 每只电热器的额定电流每只电热器的额定电流 (1)(1)要使电热器正常工作要使电热器正常工作, ,必须使电热器两端的必须使电热器两端的 实际电压等于额定电压实际电压等于额定电压200 V,200 V,因此干路电流因此干路电流 而每只电热器额定电流为而每只电热器额定电流为5 A,5 A,则电热器的只数则电热器的只数 为为 ( (只只) )。

20、 2 0 200 R 40 , 1 000 0 1 000 I A 5 A 200 。 0 12 E U250 200 I A 10 A r RR3 1 1 。 1 0 I n2 I （2）要使电源输出功率最大，须使外电阻）要使电源输出功率最大，须使外电阻 等于内阻，由此可得电热器的总电阻等于内阻，由此可得电热器的总电阻 R=r-（R1+R2）=1 所以有所以有n2=40只只 （3）要使电热器组加热物体最快，就必须使其）要使电热器组加热物体最快，就必须使其 电功率最大，可将电功率最大，可将R1、R2视为电源内阻，则要视为电源内阻，则要 使电热器组总功率最大时，其总电阻使电热器组总功率最大时，其

21、总电阻 R=R1+R2+r=5， 所以有所以有n3=8只只 （4）要使）要使R1、R2消耗的功率最大，须使干路中消耗的功率最大，须使干路中 电流最大，即电路中总电阻电流最大，即电路中总电阻 最小，也即并联的电阻越多并联电路的总电阻最小，也即并联的电阻越多并联电路的总电阻 越小所以有越小所以有n4=50只只 【例例4】某同学设计了如图所示电路研究电源输出功率某同学设计了如图所示电路研究电源输出功率 变化情况。电源变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻为滑动变阻 器，器，R2、R3为定值电阻为定值电阻 , 、 为理想电表。为理想电表。 (1)若滑动片若滑动片P由由a

22、滑至滑至b时时 示数一直变小，则示数一直变小，则R1 和和R2必须满足的关系是必须满足的关系是_。 (2)若若R1=6 ,R2=12 ，电源内电阻，电源内电阻r=6 ，当滑动片，当滑动片P 由由a滑至滑至b时，电源时，电源E的输出的输出 功率功率P随外电路总电阻随外电路总电阻R的的 变化关系如图所示，则变化关系如图所示，则R3的阻值应该选择的阻值应该选择( ） A.2 B.4 C.6 D.8 【解析解析】(1)由闭合电路的由闭合电路的 欧姆定律有欧姆定律有I=E/R 因因 示数示数 一直变小，说明一直变小，说明R一直增大设一直增大设 电阻上电阻上aP之间部分为之间部分为Rx，则，则 Pb之间电

23、阻为之间电阻为R1-Rx,则有则有 =r+R3+Rx(R1+R2)-Rx2/(R1+R2) R随随Rx的增大而一直增大，说明的增大而一直增大，说明 Rx(R1+R2)-Rx2的值随的值随Rx的增大一直增大的增大一直增大 21 3 )( 11 1 RRRR RrR xx 设设y=Rx(R1+R2)-Rx2 由数学知识得，当由数学知识得，当Rx=(R1+R2)/2时，时，y值最大值最大 即当即当Rx (R1+R2)/2时时,y随随Rx的增大而增大的增大而增大 因因Rx的最大值为的最大值为R1，则有，则有 R1 (R1+R2)/2故故R1 R2。 (2)结合第结合第(1)题知，若题知，若R3=2 ,

24、则外电路的总电阻则外电路的总电阻 可解得可解得 2 R 6 说明说明R大于大于6和和R小于小于2部分的部分的P-R图象均不能画出，图象均不能画出， 故不可能画出图故不可能画出图(b)中的中的P-R图象，图象，A选项错。选项错。 R3=6 ，故总电阻，故总电阻R一定大于一定大于6 ，则，则P-R图象不图象不 可能画出可能画出R小于小于6的部分，的部分，C选项错，同理可得选项错，同理可得D选项选项 错误。错误。 18 18 2 )6( 11 1 2 2 3 xx xx RR RRR RR 练习练习.电动势为电动势为E，内阻为，内阻为r的电源与固定电阻的电源与固定电阻 R0、可变电阻、可变电阻R串联

25、，如图所示，设串联，如图所示，设R0r， Rab2r.当变阻器的滑片自当变阻器的滑片自a端向端向b端滑动时，端滑动时， 下列各物理量随之减小的是下列各物理量随之减小的是( ) A电源的输出功率电源的输出功率 B变阻器消耗的功率变阻器消耗的功率 C固定电阻固定电阻R0上消耗的功率上消耗的功率 D电源内阻上消耗的功率电源内阻上消耗的功率 B 闭合电路的闭合电路的图象问题图象问题 图象问题图象问题 1.U 端R 图象 U 端 E RrR E 1 r R ，可见 U 端随外电阻 R 的增大而增大， 如下图甲所示 2UI 图象：(1)对电源：UEIr，如图乙中 a 线所示 (2)对定值电阻：UIR，如图

26、乙中 b 线所示 注意：1.图乙中 a 线常用来分析测量电源电动势和内电阻，a 线 的斜率的绝对值表示内阻大小； 2、两者交点坐标表示该电阻接入电路时电路总电流和 路端电压，其比值表示外电阻的大小 （b 的斜率也表示外电阻的大） ； 3图中矩形 ENOI 表示电源的总功率、 UMOI 的“面积”表示输出功率 ENUM表示内电阻消耗的功率 u O I Im i E U M（I，U b a N 比较比较:电源电源UI图象与电阻图象与电阻UI图象图象 图象上的特征 物理意义 电源 UI 图象电阻 UI 图象 图形 图象表述的物理量变化 关系 电源的路端电压随电路电流 的变化关系 电阻两端电压随电阻中

27、 的电流的变化关系 图线与坐标轴交点 与纵轴交点表示电源电动势 E， 与横轴交点表示短路电流E r 过坐标轴原点，表示没有 电压时电流为零 图线上每一点坐标的乘 积 UI 表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率 图线上每一点对应的 U、 I 比值 表示外电阻的大小，不同点对 应的外电阻大小不同 每一点对应的比值均等 大，表示此电阻的大小 图线斜率的绝对值大小内电阻 r电阻大小 1 如图所示的图线，如图所示的图线，A是某电源的是某电源的UI图线，图线，B是是 电阻电阻R的的UI 图线，这个电源的电动势等于图线，这个电源的电动势等于_， 内电阻等于内电阻等于 ，电阻，电阻R的阻值等于的阻值等于 ，

28、用这个电源和这个电阻用这个电源和这个电阻R串联成闭合电路，电源输出串联成闭合电路，电源输出 的电功率等于的电功率等于_，电源的效率是电源的效率是 。 I / A U / V 3 2 1 0 0 2 4 6 B A 3.0V 0.501.0 虚线和坐标轴所包围的面积虚线和坐标轴所包围的面积 等于输出功率等于输出功率, P出 出=4W 4.0W = P出 出 / P总总=4/6=67% 67% 【例 2】在如图 11 所示的 UI 图象中， 直线为某一电源的路端电压与电流 的关系图线， 直线为某一电阻 R 的 U I 图线用该电源直接与电阻R 相连 组成闭合电路，由图象可知 () A 电源的电动势

29、为3 V， 内阻为 0 5 B电阻 R 的阻值为 1 C电源的输出功率为4 W D电源的效率为50% ABC 1.某同学将一直流电源的总功率 P 总、输出功率 P出和电源内部的 发热功率 P 内随电流 I 变化的图线画在同一坐标系内，如图所示， 根据图线可知() A反映 P 内变化的图线是 b B电源电动势为 8V C电源内阻为 2 D当电流为 0.5A 时，外电 路的电阻为 6 解析解析:电源的总功率电源的总功率P总 总 IE,与电流成正比与电流成正比,由由P内 内 I2r知电源内知电源内 部的发热功率与电流的平方成正比部的发热功率与电流的平方成正比,A错误当电流为错误当电流为2 A时时,电

30、电 源的总功率与发热功率相等源的总功率与发热功率相等,可得出电源电动势为可得出电源电动势为4 V,内阻为内阻为2 .当电流为当电流为0.5 A时时,根据闭合电路欧姆定律可得外电路的电阻根据闭合电路欧姆定律可得外电路的电阻 为为6 ,B错误错误,C、D正确正确 答案答案:C、D 【训练 2】如图所示，是电池组与滑动变阻器、电流表、电 压表等连成的电路,已知电源总电动势为 6.0 V.合上开关 S，变 阻器的滑动触头 C 从 A 端滑至 B 端的过程中,电路中一些物理量 的变化由图 7 甲、乙、丙三个图象给出(甲图为输出功率与路端 电压的关系；乙图为路端电压与总电流的关系；丙图为电源的 效率与外电

31、路电阻的关系)，不计电表、导线对电路的影响.求： 图图6 (1)电源的内阻.(2)滑动变阻器的总阻值. (3)将图中甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d 各点的坐标补齐. 课堂探究课堂探究 如图甲所示电路中，闭合电键 S，当滑动变 阻器的滑动触头 P 向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都 发生变化图乙中三条图线分 别表示了三个电压表示数随 电流表示数变化的情况，以下 说法正确的是() A图线 a 表示的是电压表 V3的示数随电流表示数变化的情况 B电源的总功率减小，输出功率可能先增大后减小 C此过程中电压表 V2示数的变化量U2和电流表示数变化量 I 的比值不变 D此过程中电压表 V3示数 U

32、3和电流表示数 I 的比值 U3/I 不变 含容电路的分析与计算含容电路的分析与计算 例题 1. 如右图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭 合的圆环，接入电路中，电路与圆环的 O 点固定连接，P为与 圆环良好接触的滑动头. 闭合开关 S， 在滑动头 P 缓慢地由 m 点 经 n 点移到 q 点的过程中，电容器 C 所带的电荷量将() A由小变大B由大变小 C先变小后变大D先变大后变小 解析解析:带电荷量为带电荷量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正的小球静止于水平放置的平行板电容器的正 中间中间,说明所受电场力向上说明所受电场力向上,小球带负电小球带负电,选项选项A正确；断开电键正确

33、；断开电键 后电容器两端电压减小后电容器两端电压减小,电容器的带电荷量减小电容器的带电荷量减小,带电小球所受带电小球所受 电场力减小电场力减小,带电小球向下运动带电小球向下运动,选项选项B、C正确正确D错误错误 答案答案:A、B、C 【突破训练 2】如图 14 所示,M、N 是平行板 电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2 为可调电阻，用绝缘细线将质量为 m、带正 电的小球悬于电容器内部.闭合电键 S，小球 静止时受到悬线的拉力为 F，下列关于 F 的 大小变化的判断正确的是() A.保持 R2不变，缓慢增大 R1时，F 将变大 B.保持 R1不变，缓慢增大 R2时，F 将变小 C.保持

34、 R1、R2不变，减小平行板 MN 的间距，F 将变大 D.保持 R1、R2不变，减小平行板 MN 的间距，F 将变小 学科素养培养学科素养培养 图图14 学科素养培养学科素养培养 【例 1】如图 13 所示的电路中，电源的电 动势 E6 V，内阻 r1 ，电阻 R13 ， R26 ，电容器的电容 C36 F，二极 管 D 具有单向导电性， 开始时， 开关 S1闭合， S2断开 （1）合上 S2，待电路稳定以后，求 电容器上电荷量变化了多少？ (2)合上 S2，待电路稳定以后 再断开 S1，求断开 S1后流过 R1的电荷量是多少？ 图图13 学科素养培养学科素养培养 图图13 小结小结 含容电

35、路的分析与计算含容电路的分析与计算 3电路中电流、电压的变化可能会引电路中电流、电压的变化可能会引 起电容器的充放电起电容器的充放电. 若电容器两端电压升若电容器两端电压升 高，电容器将充电；若电压降低，电容器高，电容器将充电；若电压降低，电容器 将通过与它连接的电路放电将通过与它连接的电路放电. 可由可由Q CU计算电容器上电荷量的变化计算电容器上电荷量的变化 4在直流电路中，如果串联或并联了电容器应该注意，在 与电容器串联的电路中没有电流，所以电阻不起降低电压的作 用，但电容器两端可能出现电势差；如果电容器与电源并联， 电 路中有电流通过电容器两端的充电电压不是电源电动势E， 而 是路端电

36、压U. 【资源平台】【资源平台】含电容电路的综合问题含电容电路的综合问题 如图所示的电路中如图所示的电路中, ,电源电动势电源电动势E=6.0 V,E=6.0 V,其内阻可忽略其内阻可忽略 不计。电阻的阻值分别为不计。电阻的阻值分别为 R R1 1=2.4 k=2.4 k,R,R2 2=4.8 k=4.8 k, ,电电 容器的电容容器的电容C=4.7 C=4.7 F F。 闭合开关闭合开关S,S,待电流稳定后，用电压表测待电流稳定后，用电压表测R R1 1两端电压，其稳定值两端电压，其稳定值 为为1.5 V1.5 V。 (1)(1)该电压表的内阻为多大？该电压表的内阻为多大？ (2)(2)由于

37、电压表的接入，电容器的带电荷量变化了多少？由于电压表的接入，电容器的带电荷量变化了多少？ 【规范解答】【规范解答】（1 1）设电压表内阻为）设电压表内阻为R RV V VV 1V2 V 111 U ()E U RRR R4.8 k （2 2）电压表接入电路前，电容器上电压为）电压表接入电路前，电容器上电压为 Q=CUQ=CUC C=1.88=1.881010-5 -5 C C 电压表接入电路后电压表接入电路后, ,电容器上电压为电容器上电压为UUC C=4.5 V=4.5 V Q=CUQ=CUC C=2.115=2.1151010-5 -5 C C 所以电容器上电荷量增加了所以电容器上电荷量增

38、加了 Q=Q-Q=2.35Q=Q-Q=2.351010-6 -6 C C 答案答案: :(1)4.8 k (2)2.35(1)4.8 k (2)2.351010-6 -6 C C 2 C 12 R UE 4 V RR 五、五、闭合电路的故障分析闭合电路的故障分析 1、定义：电路中的一部分发生短路或者断路，经、定义：电路中的一部分发生短路或者断路，经 分析，找出故障原因分析，找出故障原因.常见的情况有导线断芯、灯常见的情况有导线断芯、灯 泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等 现象故障的特点如下：现象故障的特点如下： (1)断路特点：表现为电源电

39、压不为零，而电流为零 假定电路中只有一处断路，则 若电路中某两点电压不为零，等于电源电压，则这两点 间有断点，而这两点与电源连接的部分无断点； 若电路中某两点电压为零，说明这两点间无断点，而这 两点与电源连接的部分有断点 (2)短路特点： 表现为有电流通过电路， 电路两端电压为零 2检查方法 (1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有 断路，或并联路段短路 (2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上 的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置在运用电流表 检测时，一定要注意电流表的极性和量程 (3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量

40、值很小或为 零时，表示该处短路在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源 (4)现象分析法：某部分电路发生某种故障，会引起相关的电路和电学 量变化，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理 用仪表查故障用仪表查故障 a、查电源、查电源 V A V b、查故障原因、查故障原因 c、查断在何处？、查断在何处？ d、查短在何处？、查短在何处？ = 0 0逐段并联伏特表逐段并联伏特表查短在何处查短在何处 = 0 0逐段并联伏特表逐段并联伏特表查断在何处查断在何处 = 0 0在干路上串安培表在干路上串安培表查原因查原因 电源两端并伏特表电源两端并伏特表查电源查电源 诊断诊断现象现象方法方法目的目的 V V

41、V V V V 好好 A A 坏坏 短路短路 断路断路 好好 坏坏 好好 短路短路 【例 1】如图是某同学连接的实验实物图，开 关闭合后 A、B 灯都不亮，他采用下列两种方 法进行故障检查 (1)应用多用电表的直流挡进行检查， 选择开关 置于 10V 挡该同学测试结果如表 1 所示， 在测试 a、b 间直流电压时，红表笔应接触 _(填 a 或 b)根据测试结果，可判定 故障是_ A灯 A 短路B灯 B 短路 Ccd 段断路Ddf 段断路 (2)将开关断开,再选择欧姆挡测试,测量结果 如表2所示,那么检查出的故障是() A灯 A 断路B灯 B 短路 C灯 A、B 都断路Dd、e 间导线断路 表表

42、1 测试测试 点点 电压电压 示数示数 a、b 有示有示 数数 b、c 有示有示 数数 c、d 无示无示 数数 d、f 有示有示 数数 a D BD 表表2 测测 试试 点点 指针偏转情指针偏转情 况况 c、 d d、 e e、 f 【突破训练】在如图所示的电路中，闭合开关时， 灯不亮，已经确定是由灯泡断路或短路引起的，在 不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现 用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆 挡分别对故障电路进行如下检查并作出判断(如表所示)： 次序次序操作步骤操作步骤现象和结论现象和结论 1 闭合开关，选直流电压挡，闭合开关，选直流电压挡， 红、黑表笔分别接红、黑表笔

43、分别接a、b 指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路 2 闭合开关，选直流电流挡，闭合开关，选直流电流挡， 红、黑表笔分别接红、黑表笔分别接a、b 指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路 3 闭合开关，选欧姆挡，红、闭合开关，选欧姆挡，红、 黑表笔分别接黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路 4 断开开关，选欧姆挡，红、断开开关，选欧姆挡，红、 黑表笔分别接黑表笔分别接a、b 指针不动，灯断路；指针偏转最大，灯短指针不动，灯断路；指针偏转最大，灯短 路路 C 练习练习2 在电路

44、中，发生了如图所示的现象，已知在电路中，发生了如图所示的现象，已知 电路中只有一处故障，且除两个灯泡外其余部电路中只有一处故障，且除两个灯泡外其余部 分均完好，现有导线、电压表、电流表，在不分均完好，现有导线、电压表、电流表，在不 拆开电路的情况下，请挑选合适的器材判断电拆开电路的情况下，请挑选合适的器材判断电 路的故障，写出两种判断方法，包括所用器材、路的故障，写出两种判断方法，包括所用器材、 观察到的现象和结论：观察到的现象和结论： 方法一：用一根导线并联在方法一：用一根导线并联在L1两两 端，若端，若L2发光，说明发光，说明L1断路。断路。 方法二：用电流表并联在方法二：用电流表并联在L

45、1两端，两端， 若电流表有示数且若电流表有示数且L2发光，说明发光，说明 L1断路。若电流表没有示数，且断路。若电流表没有示数，且 L2不发光，说明不发光，说明L2断路。断路。 方法三：用电压表并联在方法三：用电压表并联在L1两端，电压表示数等于电源两端，电压表示数等于电源 电压，说明电压，说明L1断路。电压表示数等于零，说明断路。电压表示数等于零，说明L2断路。断路。 3、在图所示的电路中，当电键、在图所示的电路中，当电键K闭合时，灯闭合时，灯L1、L2均不亮。均不亮。 某同学用一根导线去查找电路的故障。他将导线先并某同学用一根导线去查找电路的故障。他将导线先并 接在灯接在灯L1两端时发现灯

46、两端时发现灯L2亮，灯亮，灯L1不亮，然后并接在不亮，然后并接在 灯灯L2两端时发现两灯均不亮。由此可以判断两端时发现两灯均不亮。由此可以判断 ( ) (A)灯灯L1断路断路 (B)灯灯L1短路短路 (C)灯灯L2断路断路 (D)灯灯L2短路短路 3题图 A 例二如图所示，电源电动势为 6 V，当开关接通时，灯 泡 L1和 L2都不亮，用电压表测得各部分电压是 Uad0、Ucd 6 V、Uab6V，由此可以() AL1和 L2的灯丝都断了 BL1的灯丝断了 CL2的灯丝断了 D变阻器 R 断路 在如图所示的电路中，开关 S 闭合后，由于电阻元件发生 短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大了

47、，则可能出 现了下列哪种 故障() AR1短路BR2短路 CR3短路DR1断路 例三 【突破训练】如图所示电路中，开关闭合稳定后，某时刻理想电压表 和电流表的读数都突然增大， 造成这一现象的原因是电阻元件发生 短路或断路故障，则可能出现了下列哪种故障() 图 10 AR3断路BR1短路 CR2断路DR3短路 D 课堂探究课堂探究 【变式训练】【变式训练】如图所示，电源的如图所示，电源的 电动势为电动势为6 V,6 V,内阻是内阻是0.5 ,0.5 ,小小 电动机电动机M M的线圈电阻为的线圈电阻为0.5 ,0.5 , 电阻电阻R R0 0=3 ,=3 ,若理想电压表的示若理想电压表的示 数为数

48、为3 V,3 V,试求试求: : (1)(1)电源的功率和电源的输出功率。电源的功率和电源的输出功率。 (2)(2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率。电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率。 【解析】【解析】(1)(1)流过电源的电流为流过电源的电流为 电源的功率电源的功率P PE E=EI=6=EI=61 W=6 W1 W=6 W 电源内部消耗功率电源内部消耗功率P Pr r=I=I2 2r=1r=12 20.5 W=0.5 W0.5 W=0.5 W 电源的输出功率电源的输出功率P P出 出=P =PE E-P-Pr r=5.5 W=5.5 W (2)(2)电动机两端电压为电动机两端电

49、压为U UM M=E-Ir-U=E-Ir-UV V=2.5 V=2.5 V 电动机消耗的功率电动机消耗的功率P PM M=U=UM MI=2.5 WI=2.5 W 电动机的热功率为电动机的热功率为P=IP=I2 2r rM M=0.5 W=0.5 W 电动机输出的机械功率为电动机输出的机械功率为PP出 出=P =PM M-P=2 W-P=2 W 答案答案: :(1)6 W 5.5 W (2)2.5 W 2 W(1)6 W 5.5 W (2)2.5 W 2 W V 0 U3 I A 1 A R3 练习 1如图所示，直线 A 为电源的路端电压与总电流关系 的伏安图线，直线 B 为电阻 R 两端电压

50、与通过该电阻电流关系 的伏安图线， 用该电源和该电阻组成闭合电路， 电源的输出功率 和效率分别是() A2 W66.7%B2 W33.3% C4 W33.3%D4 W66.7% 2如图所示，在如图所示，在UI图象上，图象上，a、b、c各点均表示该电路中的各点均表示该电路中的 一个确定的工作状态，一个确定的工作状态，45，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是() A在在b点时，电源有最小的输出功率点时，电源有最小的输出功率 B在在b点时，电源的总功率最大点时，电源的总功率最大 b，增大，电源的总功率和输出功率都增大增大，电源的总功率和输出功率都增大 C从从ab，增大，电源的总功率和输出功率都增

51、大增大，电源的总功率和输出功率都增大 D从从bc，增大，电源的总功率和输出功率都减小增大，电源的总功率和输出功率都减小 解析：解析：在在b点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大的输出功率，电源的点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大的输出功率，电源的 总功率总功率R总 总=IE， ，电流越大总功率越大，外电阻为零时总功率最大，从电流越大总功率越大，外电阻为零时总功率最大，从ac， 增大，增大， 外电阻增大，电流减小，电源的总功率减小，输出功率增大从外电阻增大，电流减小，电源的总功率减小，输出功率增大从 bc时，时，增大，电流减小，电源的总功率和输出功率都减小增大，电流减小，电源的总功率和输出功

52、率都减小 答案：答案：D 恒恒 定定 电电 流流 章末小结章末小结 第七章第七章 一：电路分析和计算一：电路分析和计算 二：电阻和电阻定律二：电阻和电阻定律 三：三：电功、电功率的计算电功、电功率的计算 四：四：电路动态分析电路动态分析 五：五： 闭合电路中的功率和效率闭合电路中的功率和效率 六六 闭合电路的闭合电路的图象问题图象问题 七：七：含容电路的分析与计算含容电路的分析与计算 八：电路故障分析八：电路故障分析 九：力电综合九：力电综合 2如图所示，两根横截面积相同的不同材料制成的导线和， 串联后接入电路 若导线上任意一点的电势随该点与 a 点距离 x 的变化关系如图所示导线和的电阻率分

53、别为1、2，电阻 分别为 R1、R2，则() A12，R12，R1R2 C1R2D12，R1R2 解析解析:由由UIR,RL/S,根据导线上任意一点的电势根据导线上任意一点的电势随该随该 点与点与a点距离点距离x的变化关系图线的变化关系图线,可知可知,12,2R1R2,选项选项A正正 确确. 答案答案:A 二：电阻和电阻定律二：电阻和电阻定律 如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电 阻为阻为r=1 ，电动机两端的电压为，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流，电路中的电流 为为1 A，物体，物体A重重20 N，不计摩擦力，求：，不计摩擦力，

54、求： (1)电动机线圈电阻上消耗的热电动机线圈电阻上消耗的热 功率是多少？功率是多少？ (2)电动机输入功率和输出功率电动机输入功率和输出功率 各是多少？各是多少？ (3)10 s内，可以把重物内，可以把重物A匀速提匀速提 升多高？升多高？ 【答案答案】(1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m 三：三：电功、电功率的计算电功、电功率的计算 四：电路动态分析电路动态分析 如图甲所示电路中，闭合电键 S，当滑动变 阻器的滑动触头P向下滑动的 过程中，四个理想电表的示数 都发生变化图乙中三条图线 分别表示了三个电压表示数 随电流表示数变化的情况，以 下说法正确的是() A图线 a 表示的是电

55、压表 V3的示数随电流表示数变化的情况 B电源的总功率减小，输出功率可能先增大后减小 C此过程中电压表 V2示数的变化量U2和电流表示数变化量 I 的比值不变 D此过程中电压表 V3示数 U3和电流表示数 I 的比值 U3/I 不变 【例题 3】 如图所示，已知电源电动势 E5 V，内阻 r2 ，定值电阻 R105 ，滑动变阻器 R2的阻值范围为 010 求： (1)当滑动变阻器 R2的阻值为多大时电 阻 R1消耗的功率最大？最大功率是多少？ (2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变 阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？ (3)当滑动变阻器的 阻值为多大时，电 源的输出功率最大？ 最大功率是多

56、少？ 五：五： 闭合电路中的功率和效率闭合电路中的功率和效率 【变式】【变式】如图所示电路中如图所示电路中, ,直流发电机输出电压直流发电机输出电压E=250 E=250 V,r=3 ,RV,r=3 ,R1 1=R=R2 2=1 ,=1 ,电热器组中装有电热器组中装有5050只完全相同的只完全相同的 电热器电热器, ,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 1 000 W,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度的变并且不计电热器电阻随温度的变 化。问化。问:(1):(1)当接通几只电热器时当接通几只电热器时, ,实际使用的电热器都实际使用的电热器都 能正常工作能正常工作? ? (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? ?