山东省冠县武训高级中学2013届高三物理总复习7.2电动势闭合电路欧姆定律课件_第1页
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文档简介

1、7.27.2电动势电动势 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律高三总复习高三总复习 选修选修3-13-1(3)(3)定义式:定义式:E E_._.一、电源一、电源1.1.电动势电动势(1)(1)物理意义:电动势是反映电源通过物理意义:电动势是反映电源通过非静电力非静电力做功把其他形做功把其他形式的能转化为式的能转化为电能电能本领的物理量本领的物理量(2)(2)定义:电源在移动电荷过程中,非静电力对电荷做的功定义:电源在移动电荷过程中,非静电力对电荷做的功W W与移动电荷的与移动电荷的电量电量q q的比值的比值(4)(4)大小:大小:电动势在数值上等于在电源内部非静电力把电动势在数值上等于在电源内部

2、非静电力把单位(单位(1C)1C)正电正电荷从负极移送到正极所做的功;荷从负极移送到正极所做的功;电动势大小等于电路开路时电源两极间的电动势大小等于电路开路时电源两极间的电压电压;电动势大小等于电源对外供电时内、外电路电动势大小等于电源对外供电时内、外电路电压电压之和之和2.内电阻:电源内部也是由导体组成的,电源内部的电阻叫电内电阻:电源内部也是由导体组成的,电源内部的电阻叫电 源的内阻源的内阻通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置W W非非= =qEqE = =EItEIt标量,电动势不是电压标量,电动势不是电压1.1.铅蓄电池的电动势为

3、铅蓄电池的电动势为2 V2 V,这表示,这表示( () )A A电路中每通过电路中每通过1 C1 C电荷量,电源把电荷量,电源把2 J2 J的化学能转变为的化学能转变为2 J2 J的的电热电热B B无论接不接入外电路,蓄电池两极间的电压都为无论接不接入外电路,蓄电池两极间的电压都为2 V2 VC C蓄电池在蓄电池在1 s1 s内将内将2 J2 J的化学能转变为电能的化学能转变为电能D D蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池( (电动势为电动势为1.5 V)1.5 V)的大的大 D2 2如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池,如图所示是常用

4、在电子手表和小型仪表中的锌汞电池,它的电动势约为它的电动势约为1.2 V1.2 V,这表示,这表示( ( ) )A A电路通过电路通过1 C1 C的电荷量,电源把的电荷量,电源把1.2 J1.2 J其其他形式能转化为电能他形式能转化为电能B B电源在每秒内把电源在每秒内把1.2 J1.2 J其他形式能转化为其他形式能转化为电能电能C C该电源比电动势为该电源比电动势为1.5 V1.5 V的干电池做功少的干电池做功少D D该电源与电动势为该电源与电动势为1.5 V1.5 V的干电池相比,的干电池相比,通过通过1 C1 C电荷量时转化的电能少电荷量时转化的电能少AD3 3图为一块手机电池的背面印有

5、的一些符号,下列说法正确图为一块手机电池的背面印有的一些符号,下列说法正确的是的是( ( ) )A A该电池的容量为该电池的容量为500 500 mAmAh hB B该电池的电动势为该电池的电动势为3.6 V3.6 VC C该电池在工作该电池在工作1 1小时后达到的电流为小时后达到的电流为500 500 mAmAD D若电池以若电池以10 10 mAmA的电流工作,可用的电流工作,可用5050小时小时ABD 3 3、电池的容量、电池的容量: :(1 1)电池放电时能输出的总电荷量,通常以)电池放电时能输出的总电荷量,通常以A Ah h或或mAmAh h作单位作单位(2 2)对同一种电池,体积越

6、大,电池容量越大,内阻越小)对同一种电池,体积越大,电池容量越大,内阻越小(3 3)对同样的电池,小电流,间断放电比大电流连续放电容量大)对同样的电池,小电流,间断放电比大电流连续放电容量大二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律1.1.内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正正比,跟内、比,跟内、外电路中的电阻之和成外电路中的电阻之和成反反比比2.2.表达式:表达式:I I_,只适用于纯电阻电路,只适用于纯电阻电路3.其他表达形式其他表达形式(1)电势降落表达式:电势降落表达式:E_或或EU外外Ir;(2)能量表达式:能量表达式:EI_I2r.4.4.路

7、端电压、电路中的电流与负载的关系路端电压、电路中的电流与负载的关系 对于外电阻是纯电阻的情况,外电阻增大,路端电压对于外电阻是纯电阻的情况,外电阻增大,路端电压增增大大,电路中的总电流,电路中的总电流减小。减小。普适普适 由由U UE EIrIr可知,路端电压随着电路中电流的增大可知,路端电压随着电路中电流的增大而而减小减小;U UI I关系图线如图关系图线如图三、三、U UI I关系关系5 5图中每一点电压和电流的比值代表此时的图中每一点电压和电流的比值代表此时的外电阻外电阻( (外电路外电路为纯电阻)为纯电阻) 1 1当电路断路即当电路断路即I I0 0时,纵坐标的截距为时,纵坐标的截距为

8、电动势电动势2 2当外电路电压为当外电路电压为U U0 0时,横坐标的截距为时,横坐标的截距为短路电流短路电流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内阻内阻,即,即r r| |k k|.|.4 4图中每一点坐标的乘积代表输出图中每一点坐标的乘积代表输出功率功率注意:纵坐标不一定从零开始,此注意:纵坐标不一定从零开始,此时横截距不一定为短路电流时横截距不一定为短路电流5 5如图,直线如图,直线OACOAC为某一直流电源的总为某一直流电源的总功率随着电流变化的图线,抛物线功率随着电流变化的图线,抛物线OBCOBC为同一直流电源内部的热功率随电流为同一直流电源内部的热功率随电流I

9、 I变化的图线。若变化的图线。若A A、B B对应的横坐标为对应的横坐标为2A2A,则下面说法中正确的是则下面说法中正确的是( )( )A A电源的电动势为电源的电动势为3V3V,内阻为,内阻为1 1 B B线段线段ABAB表示的功率为表示的功率为2W2WC C电流为电流为2A2A时,外电路电阻为时,外电路电阻为0.5 0.5 D D电流为电流为3A3A时,外电路电阻为时,外电路电阻为224 4如图,如图,a a是某电源的是某电源的U U- -I I图线,图线,b b是电阻是电阻R R的的U U- -I I图线,这个电源的内阻等于图线,这个电源的内阻等于 。把这个电源和这个电阻把这个电源和这个

10、电阻R R串联成闭合电路,串联成闭合电路,电源消耗的总功率为电源消耗的总功率为 。29 WABC6 6、电源的、电源的U U- -I I图线和电阻的图线和电阻的U U- -I I图线交点为工作点图线交点为工作点二、闭合电路的几个功率二、闭合电路的几个功率rRrRErRrRErRRERIP222)(2222222出4 4电源的输出功率与电路中电流的关系电源的输出功率与电路中电流的关系P出出EII2rrIE2r2E24r. 当当 IE2r(即内外电阻相等即内外电阻相等)时,电源的输出功率最大,时,电源的输出功率最大,PmE24r. AR R1 1RR2 2B B7 7、某同学设计了如图甲所示电路研

11、究电源输出功率变化情况。、某同学设计了如图甲所示电路研究电源输出功率变化情况。电源电源E E电动势、内电阻恒定,电动势、内电阻恒定,R R1 1为滑动变阻器,为滑动变阻器,R R2 2、R R3 3为定值电为定值电阻,阻, 、 为理想电表。为理想电表。(1)(1)若滑动片若滑动片P P由由a a滑至滑至b b时时 示数一直变小,则示数一直变小,则R R1 1和和R R2 2必须满足的必须满足的关系是关系是_。(2)(2)若若R R1 16 ,R6 ,R2 2=12 =12 ,电源内电阻,电源内电阻r=6 r=6 ,当滑动片,当滑动片P P由由a a滑至滑至b b时,电源时,电源E E的输出功率

12、的输出功率P P随外电路总电阻随外电路总电阻R R的变化关系如图乙的变化关系如图乙所示,则所示,则R R3 3的阻值应该选择的阻值应该选择( )( )A.2 A.2 B.4 B.4 C.6 C.6 D.8 D.8 甲甲乙乙 因此因此R越大,越大,越大;越大;当当Rr时,电源有最大输出功率时,时,电源有最大输出功率时,效率仅为效率仅为50%( 外电阻为纯电阻)外电阻为纯电阻)答案:答案:(1)5 (2)30 V8、D答案:答案:D答案:答案:(1)5 V(2)0.32 WC答案:答案:C由题图可知,当电路工作点坐标为由题图可知,当电路工作点坐标为(3.0,3.0)时,时,电源的输出功率有最大值,

13、将已知电阻接入电源的输出功率有最大值,将已知电阻接入电路,若已知电阻与电源组成的工作点越接电路,若已知电阻与电源组成的工作点越接近坐标近坐标(3.0,3.0),电源的输出功率就越大,当,电源的输出功率就越大,当R1单独接入电路时,工作点最接近坐标单独接入电路时,工作点最接近坐标(3.0,3.0),故,故D正确正确三、电路的动态分析问题三、电路的动态分析问题C C1212、如图所示,电动势为、如图所示,电动势为E E、内阻不计的电源与三个灯泡和、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关三个电阻相接。只合上开关S S1 1,三个灯泡都能正常工作,如,三个灯泡都能正常工作,如果再合上果再合

14、上S S2 2,则下列表述正确的是,则下列表述正确的是( )( )A.A.电源输出功率减小电源输出功率减小 B.B.L L1 1上消耗的功率增大上消耗的功率增大C.C.通过通过R R1 1上的电流增大上的电流增大 D.D.通过通过R R3 3上的电流增大上的电流增大1313、电动势为、电动势为E E、内阻为、内阻为r r的电源和定值电阻的电源和定值电阻R R1 1、R R2 2及及滑动变阻器滑动变阻器R R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的触头由中点滑向的触头由中点滑向b b端时,下列说法正确的是端时,下列说法正确的是( )( )A.A.电压表和电流表读数都

15、增大电压表和电流表读数都增大B.B.电压表和电流表读数都减小电压表和电流表读数都减小C.C.电压表读数增大,电流表读数减小电压表读数增大,电流表读数减小D.D.电压表读数减小,电流表读数增大电压表读数减小,电流表读数增大A1414、所示的电路中,电源电动势、所示的电路中,电源电动势E E=6.00 V=6.00 V,其内阻可忽略不计。,其内阻可忽略不计。电阻的阻值分别为电阻的阻值分别为R R1 1=2.4 =2.4 kk、R R2 2=4.8 =4.8 kk,电容器的电容,电容器的电容C C=4.7 =4.7 F F。闭合开关。闭合开关S S,待电流稳定后,待电流稳定后,用电压表测用电压表测R

16、 R1 1两端的电压,其稳定值为两端的电压,其稳定值为1.50 V1.50 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)由于电压表的接入,电容器的带电由于电压表的接入,电容器的带电荷量变化了多少?荷量变化了多少?四、含电容器电路的计算四、含电容器电路的计算【解析解析】(1)(1)设电压表的内阻为设电压表的内阻为R RV V,测得,测得R R1 1两端的电压为两端的电压为U U1 1,R R1 1与与R RV V并联后的总电阻为并联后的总电阻为R R,则有:,则有:1/R=1/R1/R=1/R1 1+1/R+1/RV V,由串联电路的规律得:由串联电路的规律得:R/R

17、R/R2 2=U=U1 1/(E-U/(E-U1 1) )联立以上两式,得联立以上两式,得R RV V=R=R1 1R R2 2U U1 1/R/R1 1E-(RE-(R1 1+R+R2 2)U)U1 1 ,代入,代入已知数据得已知数据得R RV V=4.8 =4.8 kk。 (2)(2)电压表接入前,电容器上的电压电压表接入前,电容器上的电压U UC C等于电阻等于电阻R R2 2上的电压,上的电压,R R1 1两两端的电压为端的电压为 U UR1R1,则,则U UC C/U/UR1R1=R=R2 2/R/R1 1又又E=UE=UC C+U+UR1R1。接入电压表后,电容器接入电压表后,电容

18、器上的电压为上的电压为U UC C=E-U=E-U1 1由于电压表的接入,电容器带电荷量增加了,由于电压表的接入,电容器带电荷量增加了,Q=C(UQ=C(UC C-U-UC C) )由以上各式代入数据解得由以上各式代入数据解得Q=2.35Q=2.351010-6-6C C。【答案答案】(1)4.8 k(2)(1)4.8 k(2)增加了增加了2.352.351010-6-6 C C【答案答案】 8 23W 16、如图所示的电路中,两平行金属板、如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两水平放置,两板间的距离板间的距离d=40 cm。电源电动势。电源电动势E=24 V,内电阻,内电阻r=1,电阻电阻R=15。闭合开关。闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的,待电路稳定后,将一带正电的小球从小球从B板小孔以初速度板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。若小竖直向上射入板间。若小球带

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