第二节电动势闭合电路的欧姆定律演示文稿

第二节电动势闭合电路的欧姆定律演示文稿目前一页\总数六十页\编于八点优选第二节电动势闭合电路的欧姆定律目前二页\总数六十页\编于八点二、闭合电路的欧姆定律1．内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电路的电阻之和成__________2．公式：I＝_________或E＝____________.(只适用于纯电阻电路)；正比反比．IR＋Ir目前三页\总数六十页\编于八点常用表达式E＝U外＋U内(适用于任何电路)．三、路端电压与外电阻、电流的关系1．路端电压与外电阻的关系增大减小．目前四页\总数六十页\编于八点(2)外电路断开时，R为无限大，I＝____,路端电压U＝_____.(3)外电路短路时，R＝0，U＝____，I＝(短路电流)．0E0目前五页\总数六十页\编于八点2．路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系是U＝E－Ir，用图象表示如图10－2－1所示．此图象的物理意义是：(1)图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的__________电动势．图10－2－1目前六页\总数六十页\编于八点(2)图线斜率大小代表电源的______，路端电压U随电流I变化的本质原因是由于电源内阻的存在．(3)图中Im代表短路电流，Im＝______.内阻目前七页\总数六十页\编于八点要点透析直击高考一、电源的相关功率和电源的效率1．正确区分相关电功率的含义电功率意义公式电源功率指电源提供的全部电功率P总＝EI电源输出功率指电源提供给外电路的功率P出＝UI目前八页\总数六十页\编于八点电功率意义公式电源内部消耗功率指电源内电阻消耗的功率P内＝I2r用电器的额定功率指用电器在正常工作条件(即额定电压)下的功率P额＝U额I额用电器的实际功率指用电器在实际电压下消耗的功率P实＝U实I实目前九页\总数六十页\编于八点特别提醒：元件的总功率≥元件的输出功率；元件的实际功率≤元件的额定功率.图10－2－2目前十页\总数六十页\编于八点目前十一页\总数六十页\编于八点图10－2－3目前十二页\总数六十页\编于八点特别提醒：(1)当电源的输出功率最大时，其效率η＝50%，当R→∞时η→100%，但此时P出＝0无实际意义.(2)对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率应根据P＝I2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同.)目前十三页\总数六十页\编于八点即时应用1．(2012·盐城联合调研)在如图10－2－4a所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端,两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图b所示．则(

)目前十四页\总数六十页\编于八点图10－2－4目前十五页\总数六十页\编于八点A．图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线B．电源内电阻的阻值为10ΩC．电源的最大输出功率为3.6WD．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W目前十六页\总数六十页\编于八点目前十七页\总数六十页\编于八点目前十八页\总数六十页\编于八点二、闭合电路的动态分析1．程序法：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，分析此类问题的基本步骤是：(1)由局部电阻变化判断总电阻的变化；目前十九页\总数六十页\编于八点目前二十页\总数六十页\编于八点3．特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论．特别提醒：(1)电路的动态分析问题是指由于电路中某一电阻的变化造成电路中其他物理量变化，只要熟练掌握串并联电路的特点及欧姆定律即可顺利解决问题．目前二十一页\总数六十页\编于八点(2)该类问题在近几年高考题中经常出现，且常以选择题考查为主．目前二十二页\总数六十页\编于八点即时应用2．(2011·高考北京卷)如图10－2－5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(

)图10－2－5目前二十三页\总数六十页\编于八点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，电流表的示数增大目前二十四页\总数六十页\编于八点目前二十五页\总数六十页\编于八点三、含容电路的分析和计算电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路有充电、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想不漏电的情况)的元件，在电容器处电目前二十六页\总数六十页\编于八点路可看成是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压,具体做法是：目前二十七页\总数六十页\编于八点1．确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压．2．当电容器和某一电阻串联后，接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压．目前二十八页\总数六十页\编于八点3．电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．电量的多少可根据ΔQ＝C·ΔU计算．目前二十九页\总数六十页\编于八点特别提醒：求解含有电容器的电路问题，首先要弄清楚电路结构，分析出电容器两极板间的电压如何变化，然后根据串并联电路的特点结合欧姆定律，确定其他量.目前三十页\总数六十页\编于八点即时应用3．如图10－2－6中电源电动势E＝10V,内阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求：图10－2－6目前三十一页\总数六十页\编于八点(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流．(2)S原来闭合，然后断开，求这个过程中流过R1的总电荷量．目前三十二页\总数六十页\编于八点(2)S闭合时，电容器两端电压UC＝U2＝I·R2＝6V，储存的电荷量Q＝C·UC.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时UC′＝E，储存的电荷量Q′＝CUC′.很显然电容器上的电荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CU′C－CUC＝1.2×10－4C．目前三十三页\总数六十页\编于八点电容器上的电荷量的增加是在S断开以后才产生的，这只有通过R1这条途径实现，所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量．答案：(1)1A

(2)1.2×10－4C目前三十四页\总数六十页\编于八点四、电路故障问题的分析方法1．故障特点(1)断路的特点：电路中某一部分发生断路表现为电源电压不为零，而电流强度为零．(2)短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零．目前三十五页\总数六十页\编于八点2．故障的分析方法(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联,若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断路．(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联,若有电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零，则该电路被短路．目前三十六页\总数六十页\编于八点即时应用4.如图10－2－7所示，灯泡A、B都能正常发光，后来由于电路中某个电阻发生断路，致使灯泡A比原来亮一些，B比原来暗一些，则断路的电阻是(

)图10－2－7目前三十七页\总数六十页\编于八点A．R1

B．R2C．R3 D．R4解析：选B.根据电路结构可知：若R1断路，则闭合回路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知回路总电流减小,A、B两灯总电压UAB＝E－I(r＋R4)增大，而两灯分配电压的比例没变，所以两灯会同时变亮，选项A错误；目前三十八页\总数六十页\编于八点若R2断路也会引起总电流减小，可知B灯将变暗，而A灯两端电压UA＝E－I(r＋R4)－UB，可知A灯电压将增大，A灯变亮，选项B正确；同理，若R3断路应为A灯变暗、B灯变亮，选项C错误；若R4断路，则A、B灯同时熄灭，D错误．目前三十九页\总数六十页\编于八点题型探究讲练互动 (2011·高考上海卷)如图10－2－8所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时(

)电路的动态分析例1图10－2－8目前四十页\总数六十页\编于八点A．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大B．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小C．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大D．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小目前四十一页\总数六十页\编于八点目前四十二页\总数六十页\编于八点【答案】

A目前四十三页\总数六十页\编于八点②总电阻变化的判定规律a．当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．b．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．目前四十四页\总数六十页\编于八点c．在如图10－2－9所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联，另一段与并联部分串联．对此，应理解并记住下述结论：当滑片左移时，R总减小；当滑片右移时，R总增大．图10－2－9目前四十五页\总数六十页\编于八点(2)“并同串反”规律法：所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小．所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大．即目前四十六页\总数六十页\编于八点(3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．目前四十七页\总数六十页\编于八点变式训练1

(2012·浙江台州模拟)如图10－2－10所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，下列结论正确的是(

)图10－2－10目前四十八页\总数六十页\编于八点A．电流表读数变小，电压表读数变大B．小灯泡L变暗C．电容器C上的电荷量减小D．电源的总功率变大目前四十九页\总数六十页\编于八点目前五十页\总数六十页\编于八点 (满分样板15分)(2012·宁波模拟)在如图10－2－11所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω，当开关S接a时，R2上消耗的电功率为4W，当开关S接b时，电压表示数为4.5V，试求：闭合电路欧姆定律的应用例2图10－2－11目前五十一页\总数六十页\编于八点(1)开关S接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关S接b时，电源的电动势和内电阻；(3)当开关S接c时，通过R2的电流．目前五十二页\总数六十页\编于八点【思路点拨】当开关接不同触点a、b、c时，电阻R1、R2、R3的连接方式发生了变化，搞清它们之间的连接方式是解题的前提和关键．目前五十三页\总数六十页\编于八点目前五十四页\总数六十页\编于八点目前五十五页\总数六十页\编于八点目前五十六页\总数六十页\编于八点变式训练2

(创新题)维修工在电梯中设计了一个超载报警器，原理如图10－2－12所示，利用电路中电流变化来启动报警器，当电路电流超过I