物理选修成才之路恒定电流市公开课金奖市赛课一等奖课件

第1页第1页※※理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能纯熟地用来处理相关电路问题．※※理解路端电压与电流(或外电阻)关系，知道这种关系公式表示和图像表示，并能用来分析、处理相关问题．※理解闭合电路功率表示，知道闭合电路欧姆定律是能量转化与守恒一个表现形式.第2页第2页下图是闭合电路中电势升降一个比方．图中儿童滑梯两端高度差相称于内、外电阻两端电势差．电源就像升降机，升降机举起高度相称于电源电动势．依据此比方请探究一下，闭合电路中电流与电动势、电阻有什么关系？

第3页第3页1．只有用导线把电源、用电器连成一个

电路，电路中才有电流，用电器、电线构成

电路，电源内部是内电路．在外电路中，正电荷在

作用下由正极移动到负极，在电源中

把正电荷从负极移到正极．电流方向：在外电路上从

极到

极，在电源内部从

极到

极．闭合外恒定电场非静电力正负负正第4页第4页2．电源内部电路，其电阻为内电阻，内电阻所降落电压称为

；电源外部电路，其两端电压称为

或

电压．电动势与内、外电压关系可表示成：，该式适合用于任何闭合电路．3．消耗电能元件经常称为

，负载改变时，电路中

就会改变，

也随之改变．依据U＝IR＝R＝，讨论下面几种情况：①当R增大时，U

；②R减小时，U

；内电压外电压路端E＝U外＋U内负载电流路端电压增大减小电流第5页第5页③当r＝0时，U不随

改变而改变，这种电源称为抱负电源；④当R＝0时，这种情况叫

，I＝E/r，由于电源内阻普通

，电路中电流会

，会造成烧毁电源甚至引起火灾，

将电源正负极用导线直接连在一起；⑤当R→∞时，这种情况叫

，路端电压等于电动势．外电路很小很大绝对不允许断路短路第6页第6页(1)电源内部电路，其电阻称为内电阻，内电阻所降落电压称为内电压；(2)电源外部电路，其两端电压称为外电压或路端电压．(3)内、外电压关系：E＝U内＋U外第7页第7页(1)概念：闭合电路中电流与电源电动势成正比，与内、外电路中电阻之和成反比．(2)表示式：I＝公式中，R表示外电路总电阻，E表示电源电动势，r是电源内阻．第8页第8页尤其提醒：①I＝只适合用于外电路为纯电阻闭合电路；②由于电源电动势E和内电阻r不受R改变影响，从I＝不难看出，随R增长，电路中电流I减小；③U外＝E－Ir既适合用于外电路为纯电阻闭合电路，也适合用于外电路为非纯电阻闭合电路．第9页第9页(3)处理闭合电路问题普通环节①认清外电路上各元件串、并联关系，必要时需画出等效电路图帮助分析．要尤其注意电流表和电压表所相应电路．②求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻阻值和电源电动势，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已知电流和电压求总电流I；当以上办法都行不通时，能够应用联立方程求出I.第10页第10页③依据串、并联电路特点或部分电路欧姆定律求各部分电路电压和电流．④当外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，不能应用闭合电路欧姆定律求解干路电流，也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分电流，若需要时只能依据串、并联特点或能量守恒定律计算得到．第11页第11页利用书本P62“例题1”办法能够测量电源电动势及内电阻．想一想，假如电流表换成电压表，还能测量电源电动势E和内电阻r吗？请阐明理由．答案：能够，连接电路如图所表示．当开关接1时，电压表示数为U1，当开关接2时，电压表示数记为U2，则有：E＝U1＋rU1/R1

；E＝U2＋rU2/R2联立方程即可拟定，E、r值.第12页第12页(1)对纯电阻电路U外＝IR＝E－Ir＝E－·r注意：①断路：R＝∞，Ir＝0，U外＝E，此为直接测量电动势依据．②短路：R＝0，I＝E/r(称为短路电流)，U外＝0，短路电流很大，极易烧毁电源和线路，因此严禁短路．第13页第13页(2)对一定电源，电流、路端电压、内电压随外电路电阻改变而改变，改变情况下列(↑表示增长，↓表示减少)：外电阻改变情况R↑R→∞R↓R＝0电流I＝I↓I→0I↑I＝E/r内电压U′＝Ir＝E－IRU′↓U′→0U′↑U′→E路端电压U＝IR＝E－IrU↑U→EU↓U→0第14页第14页尤其提醒：电路动态分析问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片滑动等造成电路结构、电阻发生了改变，一处改变又引起了一系列改变．只要纯熟掌握串并联电路特点及欧姆定律即可顺利求解这类问题．第15页第15页(·贵州兴义市清华试验中学高二检测)如图电路中，在滑动变阻器滑片P向上端a滑动过程中，两表示数情况为 ()第16页第16页A．电压表示数增大，电流表示数减少B．电压表示数减少，电流表示数增大C．两电表示数都增大D．两电表示数都减少答案：A第17页第17页(1)由U外＝E－Ir可知，U外－I图像是一条斜向下直线，以下图所表示．(2)纵轴截距等于电源电动势E；横轴截距等于外电阻短路时电流I0＝E/r.(3)直线斜率绝对值等于电源内阻．即r＝＝＝|tanθ|.斜率越大，表明电源内阻越大.第18页第18页(1)在纯电阻电路中电源释放功率P释＝EI＝，电源内部消耗功率P内＝I2r.电源输出功率P出＝U路I＝.且P释＝P内＋P出．(2)电源输出功率P出＝＝即当R＝r时，分母最小，即电源输出功率最大．第19页第19页尤其提醒：(1)当电源输出功率最大时，机械效率η＝50%.当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义．(2)对于内外电路上固定电阻，其消耗功率依据P＝I2R来判断，与输出功率大小判断方法不同．第20页第20页误区1：不会对闭合电路动态问题进行分析点拨：闭合电路中由于局部电阻改变(或开关通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生改变问题分析基本环节是：(1)结识电路，明确各部分电路串、并联关系及电流表或电压表测量对象．(2)由局部电阻改变判断总电阻改变；第21页第21页(3)由I＝判断总电流改变；(4)据U＝E－Ir判断路端电压改变；(5)由欧姆定律及串并联电路规律判断各部分电路电压及电流改变．第22页第22页注意：(1)在闭合电路中，任何一个电阻增大(或减小)，将引起电路总电阻增大(或减小)，该电阻两端电压一定会增大(或减小)，通过该电阻电流一定会减小(或增大)．(2)讨论定值电阻上电压(电流)改变时，可用部分电路欧姆定律分析，当讨论可变电阻R上电压(电流)改变时，不能再用I＝分析，因它电阻改变，电压也改变，I不好拟定，只能从串、并联特点进行分析．第23页第23页图中电阻R1、R2、R3阻值相等，电池内阻不计．开关S接通后流过R2电流是S接通前 ()A.B.C.D.第24页第24页解析：此题考察闭合电路欧姆定律及电阻串、并联．设电源电动势为E，R1＝R2＝R3＝R，则S接通时，I2＝S断开时，I′2＝，因此＝，故B项正确．答案：B点评：利用闭合电路欧姆定律解题，关键要明确外电路各电阻连接关系求出R外，再利用串并联电路规律求各部分电压、电流、功率等，另外还要明确，内阻不计电源，无论电流多大，U内＝O，U外＝E，即电源两极间电压等于电动势，为恒压电源．第25页第25页(·石家庄模拟)如图所表示，电源E＝3.2V，电阻R＝30Ω，小灯泡L额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压表读数为3V，那么当开关S接位置2时，小灯泡L发光情况是 ()第26页第26页A．正常发光B．很暗，甚至不亮C．不正常发光，仅比正常发光略暗一些D．小灯泡有也许被烧坏答案：B解析：当S接1时，由闭合电路欧姆定律I＝ ＝，得：r＝2Ω.小灯泡正常发光时，R灯＝＝2Ω.当S接2时，U灯＝R灯＝1.6V<3V，故小灯泡不能正常发光，小灯泡将很暗，甚至不亮，因此B正确.第27页第27页在以下图所表示电路中R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源电动势为E，内阻为r0.设电流表A读数为I，电压表V读数为U.当R5滑动触点向图中a端移动时 ()第28页第28页A．I变大，U变小B．I变大，U变大C．I变小，U变大 D．I变小，U变小解析：当滑头向a移动时，R5阻值变小，使R2、R4、R5总阻值Rab变小，从而引起总外阻R外变小．由I总＝知I总变大．由U＝E－I总·r0得U变小．因U＝U1＋U3＋Uab＝I总R1＋I总R3＋Uab得到Uab变小，因此电流表A数值变小．本题应选D.答案：D第29页第29页点评：在讨论电路中电阻发生改变后引起电流、电压发生改变问题时，应依据电路结构，由局部到整体思绪，得到总电流改变情况，然后再到局部分析出电压和支路电流改变情况．第30页第30页(·上海市十四校联考)如图所表示电路中，已知电源内阻r>R2，电阻R1阻值小于滑动变阻器R0最大阻值．闭合电键S，当滑动变阻器滑臂P由变阻器右端向左滑动过程中，下列说法中正确有 ()第31页第31页A．V1示数先变小后变大，V2示数先变大后变小B．R2上消耗功率先变小后变大C．电源输出功率先变小后变大D．A1示数不断减小，A2示数不断变大答案：BD第32页第32页以下图所表示电路中，电源内阻r＝4Ω，电阻R1＝2Ω，滑动变阻器R2＝4Ω时，电源内部热功率是4W.则电源输出最大功率是________．当R2电功率有最大值时，R2＝________.第33页第33页解析：由题意知P内＝I2r＝4W，r＝4Ω，此时回路电流I＝1A.而外电路总电阻R1＋R2＝6Ω，E＝I(R＋r)＝10V.电源输出最大功率时，内外电阻相等，即R2′＝2Ω时，r＝R1＋R2′＝4Ω，I′＝＝A＝A，P出＝I′2(R1＋R2′)＝×4W＝6.25W，为最大．求R2最大电功率，可将R1当作电源内阻一部分，此时r′＝r＋R1＝6Ω.当R2＝6Ω时为所求值．答案：6.25W；6Ω点评：认真体会本题第2问中解题思绪．

第34页第34页如图所表示电路中，电路消耗总功率为40W，电阻R1为4Ω；R2为6Ω，电源内阻r为0.6Ω，电源效率为94%，求：(1)ab两点间电压；(2)电源电动势．第35页第35页答案：(1)Uab＝4.8V(2)E＝20V解析：电源内部热功率P内＝I2r，又P内＝P总(1－η)，因此I＝＝2A.由于R1、R2并联，因此Uab＝I＝4.8V.由P总＝IE，可得E＝＝20V.第36页第36页如图电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝5Ω，C1＝4μF，C2＝1μF，当S闭合时间足够长时，C1和C2所带电荷量分别是Q1＝________，Q2＝________；当S断开后，通过R1电荷量是________，通过R2电荷量是________，通过R3电荷量是________．

第37页第37页解析：首先拟定C1、C2两端电压情况是解题关键，由于R3中无法形成电流，C1两端电压为R2电压，C2两端电压为a、c间电压，然后由欧姆定律，拟定其电压数值，由C＝求出Q1、Q2.当S断开后，弄清C1、C2放电路径，拟定通过各电阻电荷量．因R3中无电流，因此c、d两点等电势，因此C1电压为Ubc＝＝4V，C2电压为Uac＝＝10V，因此Q1＝C1Ubc＝1.6×10－5C，Q2＝C2Uac＝1×10－5C.第38页第38页当S断开时，C1通过R2、R3放电，C2通过R1、R2、R3放电．因此通过R1总电荷量为Q2＝1×10－5C，通过R2总电荷量为Q＝Q1＋Q2＝2.6×10－5C，通过R3总电荷量为Q＝Q1＋Q2＝2.6×10－5C.点评：①R3中无电流，容易误解为通过R3电荷量为零．②R1、R2串联，容易误解为通过R1、R2电荷量相同．第39页第39页如图所表示电路，外电阻皆为R，电源内阻为，当S断开时，在电容器极板间放一个质量为m，带电荷量为q电荷恰能静止，在S闭合时，电容器极板间放一个质量仍为m，带电荷量为q′电荷，恰能静止，则q∶

q′＝________.第40页第40页答案：D解析：S断开时，R外＝R，电容器两极板间电压为路端电压U＝IR＝＝E，电荷静止，则mg＝当S闭合时，R′外＝＝R电容器两极板间电压：电荷静止mg＝q′因此q∶q′＝U′∶U＝5∶16第41页第41页右图是某同窗在科技制作活动中自制电子秤原理图．利用电压表(内电阻很大)示数来批示物体质量．托盘与电阻可忽略弹簧相连，托盘与弹簧质量均不计．滑动变阻器滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零．设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻为R0，弹簧劲度系数为k.若不计一切摩擦和其它阻力．第42页第42页(1)求出电压表示