【教学课件】《闭合电路的欧姆定律》课件2

高中物理·选修3-1·人教版第二章恒定电流2.7闭合电路的欧姆定律目标定位闭合电路的欧姆定律了解内电路、外电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和.掌握闭合电路欧姆定律的内容，理解各物理量及公式的物理意义.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系．

123目标定位预习导学课堂讲义对点练习预习导学1.(2)正极负极降低负极正极升高2.I2Rt＋I2rt

一、闭合电路的欧姆定律

想一想：我们用电压表直接连接电源的两端，电压表的读数________(填“大于”、“小于”或“等于”)电源电动势．为什么？答案：小于；因为电源也有内阻，用电压表和电源正负极相连时，相当于电源与电压表串联，电压表读数是路端电压，小于电源电动势．3.(1)正比反比(2)IR＋Ir

U外＋U内(3)纯电阻

闭合电路的欧姆定律二、路端电压与负载的关系

想一想：使用电源时，为什么不能直接用导线把电源的两极连接起来？答案：直接用导线把电源的两极连接起来时，由于电源内阻很小，电流很强，容易损坏电源.1.增大2.减小

3.0E0

目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义一、闭合电路欧姆定律的应用1.闭合电路欧姆定律的几种表达形式(2)电压形式：E＝IR＋Ir.或E＝U外＋U内表明电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和．闭合电路的欧姆定律(1)电流形式：I＝，说明电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比；温馨提示E＝U外＋U内既适合于纯电阻电路也适合于非纯电阻电路．I＝或E＝IR＋Ir只适用于外电路是纯电阻的闭合电路；目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义一、闭合电路欧姆定律的应用2．解决闭合电路问题的一般步骤(1)分析电路特点：闭合电路的欧姆定律(2)应用闭合电路的欧姆定律求干路中的电流

(3)根据部分电路的欧姆定律和电路的串并联特点求出部分电路的电压和电流．认清各元件之间的串并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流；目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义闭合电路的欧姆定律例1

如图所示，电源电动势为6V，内阻为1Ω，R1＝5Ω，R2＝10Ω，滑动变阻器R3阻值变化范围为0～10Ω，求电路中的总电流范围．并联串联解析

当滑片在最左端时，R外最小，I最大

R外＝R1＝5Ω

当滑片在最右端时，R外最大，I最小

6V，1Ω目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义闭合电路的欧姆定律例1

如图所示，电源电动势为6V，内阻为1Ω，R1＝5Ω，R2＝10Ω，滑动变阻器R3阻值变化范围为0～10Ω，求电路中的总电流范围．并联串联6V，1Ω方法点拨

电路中的总电流由电源的电动势和电路中的总电阻决定．其中E、r不变，当外电阻变化时，电路总电流随之变化．目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义I总减小(E和r为定值)；内电压Ir减小；二、路端电压和负载的关系根据U外＝E－Ir可知：

路端电压U外增大．当外电路断开时，路端电压U外＝E.

闭合电路的欧姆定律1．当外电阻R增大时，根据I＝可知：

I总增大(E和r为定值)；内电压Ir增大；根据U外＝E－Ir可知：

路端电压U外减小．外电路短路即r＝0时，电路中的电流为2．当外电阻R减小时，根据I＝可知：

目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义由U＝E－Ir可知，U—I图象是一条斜向下的直线，如图所示：二、路端电压和负载的关系(1)外电路断开的状态对应坐标系中的A点，此时电流为零，内电压为零，路端电压等于电源的电动势E，即纵轴截距为电动势．闭合电路的欧姆定律3．电源的U—I图象(3)r＝△U/△I等于图线的斜率绝对值，图线的斜率绝对值越大，r越大．注意：(2)电源短路时对应于坐标系中的B点，此时短路电流的大小等于横轴截距I0.若纵坐标上的取值不是从零开始，则横轴截距不表示短路电流，但斜率仍然等于内阻．目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例2如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U—I图象，则下列说法中正确的是(

)A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2C．电动势E1>E2，内阻r1<r2D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大

闭合电路的欧姆定律根据电动势短路电流E1＝E2I1＞I2AD

目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义三、闭合电路的功率

3．电源内耗功率：内电路上消耗的电功率，即电源内阻发热功率P内＝U内I＝I2r.4．闭合电路的功率关系：(1)功率关系：EI＝IU＋I2r.或E＝IU外＋IU内

闭合电路的欧姆定律1．电源的功率：就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率P总＝EI.2．电源输出功率：整个外电路上消耗的电功率．P出＝UI

(2)能量形式：qE＝qU外＋qU内，此表达式反映了电源克服静电力做的功等于内外电路消耗的电能之和．

目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义闭合电路的欧姆定律例3如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝0.5Ω，标有“8V、16W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机绕线的电阻R0＝1Ω，求：(1)电源的总功率；(2)电动机的输出功率．

解析

(1)

U路＝U灯＝8V

U内＝(10－8)V＝2V

I总＝＝4A

P电＝IE＝4×10W＝40W

(2)

P入＝P出＋P热流经电动机的电流IM＝I总－＝2A电动机的输入功率

PM总＝U·IM＝8×2W＝16W

P热＝I2R0＝4×1W＝4W

P出＝(16－4)W＝12W目标定位预习导学课堂讲义对点练习对点练习闭合电路欧姆定律的理

闭合电路的欧姆定律1.若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是(

)A．U′＝IR

B．U′＝E－UC．U＝E＋Ir

D．U＝E

IU＝IR

U’＝Ir

U＝E－IrBD

I＝目标定位预习导学课堂讲义对点练习对点练习路端电压和负载的关系

2．对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻)(

)A．U随R的增大而减小B．当R＝0时，U＝0C．当电路断开时，I＝0，U＝0D．当R增大时，U也会增大

闭合电路的欧姆定律R＝0U＝0R总＝∞U＝EBD

目标定位预习导学课堂讲义对点练习对点练习电源的U—I图象

闭合电路的欧姆定律3.如图所示为某一电源的U—I图象，由图可知(

)A．电源电动势为2VB．电源内阻为1/3ΩC．电源短路时电流为6AD．电路路端电压为1V时，电路中电流为5A

E＝2V△U△I不是短路电流当U＝1V时

AD

目标定位预习导学课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的功率关系

4．如图所示，电源电动势E＝30V，内阻r＝1Ω，灯泡上标有“6V

12W”字样，直流电动机线圈电阻R＝2Ω，若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率．

闭合电路的欧姆定律串联解析

U内＝Ir＝2×1V＝2V

电动机两端电压

UM＝E－U内－U＝30V－2V－6V＝22V

电动机的输出功率P机＝UMI－I2R＝22×2W－22×2W＝36W

目标定位预习导学课堂讲义对点练习目标定位闭合电路的欧姆定律的应用会用闭合电路欧姆定律分析动态电路．

知道电路中闭合电路的功率关系，会计算闭合电路的功率．

会利用闭合电路的欧姆定律进行含电容器电路的分析与计算．

123目标定位预习导学课堂讲义对点练习知道短路与断路，并会在闭合电路中进行故障分析

．

4目标定位预习导学课堂讲义对点练习预习导学1.内电阻外电路2.(1)正比反比(2)内、外

3.(1)电能

闭合电路的欧姆定律的应用目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义一、闭合电路的动态分析

1．解决闭合电路动态变化问题，应按照局部→整体→局部的程序进行分析

2．基本思路：电路结构的变化→R的变化(1)对于固定不变的部分，一般按照欧姆定律直接判断；

闭合电路的欧姆定律的应用→R总的变化→I总的变化→U内的变化

→U外的变化→固定支路并联分流I

串联分压U

→变化支路(2)对于变化的部分，一般应根据分压或分流间接判断．

(3)涉及变阻器滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．

目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例1如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(

)A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大

闭合电路的欧姆定律的应用R总I总U＝E－U内UU＝U1＋U2

U1＝IR1

U2

I2A

目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例1如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(

)A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大

闭合电路的欧姆定律的应用A

借题发挥

闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题的分析方法如下：

R局

增大减小R总

增大减小I总

减小增大U端

增大减小I分

U分

目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义电源内耗功率：P内＝U内I＝I2r；

二、闭合电路的功率和效率

电源输出功率：P出＝U外I.

2．对于纯电阻电路，电源的输出功率：

1．电源的总功率：P总＝EI；

当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为电源输出功率随外电阻变化曲线如图所示．

闭合电路的欧姆定律的应用目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义指电源的输出功率与电源的总功率之比，二、闭合电路的功率和效率

即η＝P出/P总＝IU/IE＝U/E.

对于纯电阻电路，电源的效率：3．电源的效率：所以当R增大时，效率η提高．

当R＝r(电源有最大输出功率)时，效率仅为50%，效率并不高．闭合电路的欧姆定律的应用目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例2如图所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值R＝10Ω.(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？

闭合电路的欧姆定律的应用or均变化外电阻等效成内阻解析(1)当R＝r＋R0＝2Ω时，R消耗功率最大

(2)为定值当Imax时，Pmax

目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例2如图所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值R＝10Ω.(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？

闭合电路的欧姆定律的应用or均变化借题发挥

在解答第二问时，有些同学又会用第一问的方法来求解，把R归为内阻，调节R使内阻R＋r＝R0，这样使用是错误的．因为R0是定值电阻，由P＝I2R0知，只要电流最大，P就最大．

在研究电阻R上消耗的最大功率时，应注意区分“可变与定值”这两种情况，两种情况中求解的思路和方法是不相同的．目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义三、含电容器电路的分析与计算

3．当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，

由于电容器所在支路无电流通过，在此支路的电阻两端电压为零；

1．在分析电路的特点时，把电容器支路看成断路，即去掉该支路，简化后若要分析电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上；2．确定电容器和哪部分电路并联，该部分电路两端电压即电容器两端电压；

此电路两端电压即电容器两端电压，而与电容器串联的电阻可看成导线．

闭合电路的欧姆定律的应用目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例3如图所示，电源电动势E＝10V，内阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的总电荷量．

闭合电路的欧姆定律的应用解析(1)

串联电路根据串联电路电流特点

(2)UC＝U2＝I·R2＝6V

储存的电荷量Q1＝C·UC

断路UC′＝E

储存的电荷量Q1′＝C·UC′

ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC

＝1.2×10－4C

ΔQ目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义四、电路故障分析

闭合电路的欧姆定律的应用用电压表检查故障：

(1)断路故障判断：用电压表与电源并联．

若有示数，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则说明该段电路中有断点．

(2)短路故障判断：

用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与电路并联，

若电压表示数为零，则说明该段电路被短路．

目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例4

用电压表检查如图所示电路的故障，测得Uad＝5.0V，Ucd＝0V，Uab＝5.0V，则此故障可能是(

)A．L断路B．R断路C．R′断路D．S断路闭合电路的欧姆定律的应用与电源连接良好L、R｀与电源接触良好有故障B

目标定位预习导学课堂讲义对点练习对点练习闭合电路的动态分析

1.在如图所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时(

)A．电