4.1 闭合电路欧姆定律（第二节）课件-高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

高二物理组4.1闭合电路欧姆定律(1)图象的函数表达式②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。①在纵轴上的截距表示电源的电动势E。

(2)图象的物理意义UIOEI短θ断路短路电源的外部特性曲线

——路端电压U随电流I变化的图象应用一：路端电压与电流的关系r=0=1.a为电源的U-I图象，b为外电阻的U-I图象；2.a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率表示外电阻的大小；3.a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；4.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;5.交点和原点之间的矩形UMOI的面积表示电源的输出功率；UOIIm

IEUM（I，U）βαb

aN拓展：U-I图象应用一：路端电压与电流的关系[例]在U-I图象中，由图象作出的下列判断中，正确的是（）A.被测电池的电动势为1.5VB.被测电池的内电阻为2.0ΩC.外电路短路时的电流约为3.0AD.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小U/VI/AOAB12340.51.01.5ACD1．电源提供的功率：2．电源的输出功率：3．电源内阻上的热功率：4.供电效率:对纯电阻电路,电源的效率为:应用二：闭合电路中的功率和效率rERsIR增大时电源效率提高例1

如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=1Ω当接入固定电阻R=3Ω时和内阻RD=2Ω的小型直流电动机D恰能正常工作，此时电路中的电流为2A．试求：（1）电源的总功率、电源内阻消耗功率、电源的输出功率。（2）电动机的电压；（3）电动机的输出功率；40W，4W，36W，12V，16WORPrPm5.电源最大输出功率：应用二、闭合电路中的功率和效率输出功率：P出=P-P内=IE-I2r=IU外=I2R外（外电阻为纯电阻电路）当R=r时,电源输出功率最大,但效率只有百分之五十。思考：R2最值可调节（1）什么情况下R1功率最大？（2）什么情况下电源总功率最大？内阻消耗功率最大？（3）什么情况下电源的输出功率最大？（4）什么情况下R2功率最大？例2.如图所示，已知电源电动势E=5V，内阻r=2Ω，定值电阻R1=0.5Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10Ω，求：（1）当滑动变阻器R2的阻值为多少时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？（2）当滑动变阻器R2的阻值为多少时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？（3）当滑动变阻器R2的阻值为多少时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？（1）0,2；（2）1.5,3.125；（3）2.5,2.5练习如图所示，电源的电动势为6v，内阻为0.5Ω，R0为1.5Ω，R为总阻值为10Ω的滑动变阻变阻器，下列说法中正确的是（）A.当R为5Ω时，R0消耗的功率最大B.通过改变R的阻值，路端电压的最大值为5V，最小值为4VC.R的阻值越小，R0消耗的功率越大D.当R的阻值为2Ω时，R消耗的功率最大D基本思路是“部分→整体→部分”。应用三、闭合电路中的动态分析1.电路动态分析的两种常用方法U分

R局增大减小→R总增大减小→I总增大减小→U总增大减小→I分(1)程序法：例1.在如图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是(

)A．A变大，V变大B．A变小，V变大C．A变大，V变小D．A变小，V变小B例2.如图所示电路中，当滑动变阻器的滑动触点向上移动时，电流表、电压表的示数怎样变化？R1、R2、R0的电压和电流如何变化？电压表的示数变大,电流表的示数变大;R1:电压、电流减小；R2:电压、电流增大；R0:电压增大、电流减小；练习:如图所示，E为电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是(

)

A.I1增大，I2不变，U增大。B.I1减小，I2增大，U减小。C.I1增大，I2减小，U增大。D.I1减小，I2不变，U减小。B注意：①间接串联：变化电阻与某一电阻、电源形成完整回路；

②间接并联：变化电阻与某一电阻形成回路，无法经过电源。（1）串反：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、电功率都减小，反之则增大；（2）并同：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、电功率都增大，反之则减小；应用三：闭合电路中的动态分析(1)在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)。3.方法点拨(2)理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。应用三：闭合电路中的动态分析练习:如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则(

)A.电灯L更亮，电流表的示数减小B.电灯L更亮，电流表的示数增大C.电灯L更暗，电流表的示数减小D.电灯L更暗，电流表的示数增大A例3(多选）在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是（

）A．

不变，

不变B．

变大，

变大C．

变大，

不变D．

变大，

不变ACD定值电阻R1：变化电阻R2：例3.（多个变量）如图所示的电路中，电源内阻不可忽略。闭合开关，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中，若P在a、b中点时输出功率最大，则（

）A.U先变小后变大B.I先变小后变大C.电源的内功率先变大后变小D.电源的输出功率先减小后增大B将多个变量整体看作一个变量！分析和计算含有电容器的直流电路时，注意把握以下五个方面：(1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处的电路看作是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。(2)若要求解电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q＝CU计算。(3)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。应用四：含容电路的分析和计算(4)电路稳定时电容器所在支路上电阻两端无电压，该电阻相当于导线。(5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之，电容器将放电。通过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电量的变化量。例1（多选）在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合之后，灯泡L能正常发光，当滑动变阻器拨片向右滑动时，下列判断正确的是（）A.灯泡L将变暗B.灯泡L将变亮C.电容器C的电量将减小D.电容器C的电量将增大AD练习：在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是(

)A.灯泡L变亮B.电源的输出功率变小C.电容器C上电荷量减少D.电流表读数变小，电压表读数变大BD例2

（多选）如图所示的电路中，电源电动势E=3V，内电阻r=1Ω，定值电阻R1=3Ω，R2=2Ω，电容器的电容C=100μF，则下列说法正确的是（）A．闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为l.5VB．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10-4CC．闭合开关S，电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×10-4CD．先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过电阻R1的电荷量为3.0×10-4CAC例3已知如图电路，E=10V,r=1Ω，R1=R3=5Ω，R2=4Ω，C=100μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：（1）S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向（2）S闭合后流过R3的总电荷量（1）a=g，方向向上（2）4×10-4C

课堂小结动态分析闭合电路欧姆定律E=IR+IrU＝E－IrE=U外+U内输出功率ORPrPm电动势路端电压BDAC【典例1】（多选）（2021·河北保定·高二期末）如图甲所示电路，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R1，电流表和电压表均为理想电表。闭合开关，滑动变阻器的滑片从左端向右端滑动，电压表、电流表的示数U和I随之发生变化，如图乙所示，U0、I0和I1均为已知，下列说法中正确的是（）A．

B．C．

D．典例分析【正确答案】BC典例分析【典例2】（多选）（2020·江西省靖安中学高二月考）在如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。则（）A．电源的电动势为3V B．电源的内阻为2ΩC．电阻R的阻值为1Ω D．电路消耗的总功率为6W典例分析【正确答案】ACD【典例3】（2021·山西太原·高二期末）按如图的电路连接好装置、闭合开关后，发现无论滑动变阻器的滑片移到任何位置电流表均无示数，而电压表示数接近电源的电动势。如果电路只存在一处故障，则出现故障的部位可能是（）A．电流表断路

B．开关S断路C．待测电阻Rx断路 D．滑动变阻器R断路典例分析【正确答案】C【典例4】（2021·云南丽江第一高级中学高二月考）在如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时（）A．电压表示数变大，电流表示数变小